चिपचिपाहट। गतिशील चिपचिपापन के गुणांक। चिपचिपाहट के गुणांक के भौतिक अर्थ

चिपचिपाहट सूचकांक - कार्यरत द्रव या गैस की एक प्रमुख पैमाना। शारीरिक दृष्टि से, चिपचिपाहट आंतरिक तरल (गैसीय) माध्यम के बड़े पैमाने पर गठित कण, या, और अधिक बस, आंदोलन प्रतिरोध की गति की वजह से घर्षण के रूप में परिभाषित किया जा सकता है।

चिपचिपापन क्या है

एक साधारण अनुभवजन्य अनुभव चिपचिपापन दृढ़ संकल्प: चिकनी sloped सतह एक साथ पानी और तेल की समान मात्रा में डाल दिया। पानी तेजी से तेल बहती है। यह अधिक तरल पदार्थ है। जल्दी से आगे बढ़ तेल नाली के अणुओं के बीच एक उच्च घर्षण (- चिपचिपापन आंतरिक प्रतिरोध) को रोकता है। इस प्रकार, तरल पदार्थ चिपचिपापन विपरीत ढंग से अपनी तरलता के लिए आनुपातिक।

चिपचिपापन सूचकांक: सूत्र

पाइप लाइन में चिपचिपा द्रव की प्रक्रिया का एक सरलीकृत रूप में एक ही सतह क्षेत्र एस, जो बीच की दूरी घंटा की भयावहता है के साथ के रूप में फ्लैट समानांतर परतों ए और बी माना जा सकता है।

इन दो परतों (ए और बी) विभिन्न वेग (वी और वी + ΔV) के साथ चलते हैं। एक परत उच्चतम गति (वी + ΔV) होने, परत बी के आंदोलन शामिल है, एक धीमी गति (वी) पर घूम रहा है। एक ही समय में बी परत परत ए चिपचिपापन गुणांक के भौतिक अर्थ है कि अणु परतों के प्रवाह प्रतिरोध का गठन करने के घर्षण एक शक्ति है जो बनाता है की दर को धीमा करता है Isaak Nyuton निम्नलिखित सूत्र द्वारा वर्णित:

एफ = μ × एस × (ΔV / घंटा)

यहाँ:

• ΔV - तरल प्रवाह परतों के आंदोलन की गति के बीच का अंतर;
• ज - तरल धारा परतों के बीच की दूरी;
• एस - तरल प्रवाह परत की सतह क्षेत्र;
• μ (म्यू) - कारक पर निर्भर करता है एक तरल के गुणों, पूर्ण गतिशील चिपचिपापन कहा जाता है।

एसआई इकाइयों सूत्र इस प्रकार है:

μ = (ज × एफ) / (ΔV × एस) = [पा × रों] (× पास्कल सेकंड)

एफ कहाँ - गुरुत्वाकर्षण (वजन) के बल हाइड्रोलिक तरल पदार्थ की मात्रा की इकाई।

चिपचिपाहट का मूल्य

ज्यादातर मामलों में, गुणांक गतिशील चिपचिपापन की प्रणाली cgs (सेंटीमीटर, चना, दूसरा) के अनुसार centipoises (सीपी) में मापा जाता है। अभ्यास में, तरल जन अनुपात की चिपचिपाहट इसकी मात्रा है, यानी तरल घनत्व से संबंधित है:

ρ = मी / वी

यहाँ:

• ρ - तरल का घनत्व;
• मीटर - तरल पदार्थ की बड़े पैमाने पर;
• वी - तरल पदार्थ की मात्रा।

गतिशील चिपचिपापन (μ) और घनत्व (ρ) के बीच का अनुपात एक कीनेमेटीक्स चिपचिपापन ν (- यूनानी - ν नु) कहा जाता है:

ν = μ / ρ = [मीटर ² / एस]

संयोग से, चिपचिपापन गुणांक का निर्धारण करने के लिए तरीके अलग हैं। उदाहरण के लिए, कीनेमेटीक्स चिपचिपापन अभी भी GHS (सीएसटी) centistokes में प्रणाली और एक submultiple मात्रा के अनुसार मापा जाता है - स्टोक्स (सेंट):

• 1 कक्षा = 10 ^-4 मीटर ² / एस = 1 सेमी ² / एस;
• 1sSt = 10 ^-6 मीटर ² / एस = 1 मिमी ² / एस।

पानी की चिपचिपाहट का निर्धारण

पानी का चिपचिपापन गुणांक कैलिब्रेटेड केशिका ट्यूब के माध्यम से तरल प्रवाह समय को मापने के द्वारा निर्धारित किया जाता है। यह डिवाइस एक ज्ञात मानक तरल चिपचिपाहट का उपयोग कर ठीक नहीं। कीनेमेटीक्स चिपचिपापन, में मिमी ² / एस मापा जाता निर्धारित करने के लिए, तरल प्रवाह समय, सेकंड में मापा, एक निरंतर मूल्य से गुणा किया जाता।

एक तुलना इकाई आसुत जल की चिपचिपाहट, जिसका मूल्य लगभग निरंतर तब भी जब तापमान में परिवर्तन है प्रयोग किया जाता है के रूप में। चिपचिपापन - सेकंड में समय है कि एक कैलिब्रेटेड छेद की समाप्ति के लिए आसुत जल के निश्चित मात्रा की जरूरत है परीक्षण तरल के लिए एक ही मूल्य के लिए, की एक अनुपात।

viscometers

चिपचिपापन डिग्री Engler (° ई) Saybolt यूनिवर्सल सेकंड ( "SUS) या रेडवुड डिग्री (° आरजे) rheometer के प्रकार पर निर्भर। Viscometers के तीन प्रकार केवल तरल माध्यम से बहने की राशि में मतभेद में मापा जाता है।

यूरोपीय इकाई Engler डिग्री (° ई) में चिपचिपापन मापने viscometer, तरल माध्यम बहने के 200 सेमी ³ प्रति गणना की। Viscometer Saybolt यूनिवर्सल सेकंड में चिपचिपापन ( "SUS या" SSU), संयुक्त राज्य में इस्तेमाल किया, परीक्षण तरल के 60 सेमी ³ युक्त मापने। इंग्लैंड, जहां रेडवुड डिग्री का इस्तेमाल किया (° आरजे) में, तरल के 50 सेमी ³ का चिपचिपापन मापने viscometer आयोजित करता है। उदाहरण के लिए यदि एक तेल से 200 सेमी ³ दस गुना पानी की एक ही राशि की तुलना में धीमी में बहती है, चिपचिपापन 10 डिग्री Engler ई है

के बाद से तापमान चिपचिपापन अनुपात बदलने में एक महत्वपूर्ण कारक है, माप आमतौर पर बाहर शुरू में 20 डिग्री सेल्सियस के एक निरंतर तापमान पर इसकी उच्च मूल्यों पर किया जाता है और उसके बाद। परिणाम, इस प्रकार, एक उपयुक्त तापमान 10 डिग्री ई / 50 डिग्री सेल्सियस या 2.8 ° ई / 90 डिग्री सेल्सियस से जोड़ने, उदा व्यक्त किया जाता है 20 डिग्री सेल्सियस पर तरल चिपचिपाहट उच्च तापमान पर इसकी चिपचिपाहट से अधिक है। हाइड्रोलिक तेल संबंधित तापमान निम्न पर एक चिपचिपापन है:

20 डिग्री सेल्सियस = 45.4 सीएसटी पर 190 सीएसटी 50 डिग्री सेल्सियस = 11.3 सीएसटी से कम 100 डिग्री सेल्सियस पर

अनुवाद मूल्यों

चिपचिपाहट का निर्धारण विभिन्न प्रणालियों में होता है (अमेरिकी, ब्रिटिश, GHS) और इसलिए अक्सर एक से दूसरे को मापने सिस्टम से डेटा का अनुवाद करने के लिए आवश्यक हैं। तरल पदार्थ centistokes (मिमी ² / s) निम्नलिखित अनुभवजन्य सूत्र का उपयोग कर में डिग्री Engler में व्यक्त की चिपचिपाहट के मूल्यों को बदलने के लिए:

ν (सीएसटी) = 7.6 × ° ई × (1-1 / ° E3)

उदाहरण के लिए:

• 2 ° ई = 7.6 × 2 × (1-1 / 23) = 15,2 × (0875) = 13,3 सीएसटी;
• 9 ° ई = 7.6 × 9 × (1-1 / 93) = 68,4 × (0,9986) = 68,3 सीएसटी।

आदेश जल्दी से हाइड्रोलिक सूत्र के मानक चिपचिपापन निर्धारित करने के लिए तेल सरल किया जा सकता इस प्रकार है:

ν (सीएसटी) = 7.6 × ° ई (मिमी ² / s)

में मिमी ² / s या सीएसटी ν कीनेमेटीक्स चिपचिपापन के बाद, यह एक गतिशील चिपचिपापन गुणांक μ में बदला जा सकता है, तो निम्न संबंध का उपयोग कर:

μ = ν × ρ

उदाहरण। विभिन्न सूत्रों अनुवाद Engler डिग्री (° ई) centistokes (सीएसटी) और centipoises (सीपीएस) को संक्षेप में एक घनत्व के साथ कि हाइड्रोलिक तेल मान ρ = 910 किलो / मी ³ से 12 ° ई के एक विज्ञान सम्बन्धी चिपचिपाहट, centistokes की इकाइयों में है:

ν = 7.6 × 12 × (1-1 / 123) = 91,2 × (0,99) = 90,3 मिमी ² / एस।

1sSt = 10 ^-6 मीटर ² / s और 1BR = एन × 10 ^-3 रों / मी ² के बाद ^से, तो गतिशील चिपचिपापन के बराबर हो जाएगा:

μ = ν × ρ = 90.3 × 10 ^-6 · 910 = 0.082 एन एस / मी ² = 82 सीपीएस ×।

गैस की चिपचिपापन गुणांक

यह रचना एक तापमान और दबाव गैस आंदोलन से जुड़े गैस गतिशील गणना में लागू करने के लिए (रासायनिक, यांत्रिक) गैस से निर्धारित होता है। अभ्यास में, गैस की चिपचिपाहट गैस क्षेत्रों, जहां गणना गैस संयोजन संबंधी परिवर्तनों (गैस संघनन जमा राशियों के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण) के आधार पर गुणांक परिवर्तन आयोजित किया जाता है, तापमान और दबाव के डिजाइन के विकास में ध्यान में रखा जाता है।

हम हवा की चिपचिपाहट के गुणांक की गणना। प्रक्रियाओं दो पानी बहता ऊपर वर्णित के समान हो जाएगा। मान लें समानांतर चलती दो गैस धाराओं U1 और U2, लेकिन अलग दरों पर। संवहन की परतों के बीच (interpenetration) अणुओं हो जाएगा। नतीजतन, गति तेजी से चलती हवा का प्रवाह कम हो जाएगा और शुरू में धीरे धीरे आगे बढ़ - त्वरित।

हवा की चिपचिपाहट का गुणांक, अनुसार न्यूटन के कानून, के लिए निम्न सूत्र द्वारा व्यक्त की:

एफ = -h × (ड्यू / DZ) × एस

यहाँ:

• du / dZ वेग ढाल है;
• एस - प्रभाव बल के क्षेत्र;
• फैक्टर h - गतिशील चिपचिपापन।

चिपचिपाहट सूचकांक

चिपचिपापन सूचकांक (VI) - एक पैरामीटर चिपचिपाहट और तापमान में परिवर्तन सम्बंधित। सहसंबंध एक सांख्यिकीय निर्भरता संबंध, इस मामले में दो मानों, जिस पर तापमान परिवर्तन चिपचिपाहट के व्यवस्थित भिन्नता के साथ है है। उच्च चिपचिपाहट सूचकांक, कम दो मानों के बीच परिवर्तन है, यानी तरल पदार्थ का चिपचिपापन तापमान के साथ और अधिक स्थिर है।

तेल की चिपचिपाहट

कम से कम 95-100 इकाइयों की आधुनिक तेल चिपचिपाहट सूचकांक की नींव पर। तो हाइड्रोलिक मशीनरी और उपकरण में पर्याप्त रूप से स्थिर तरल पदार्थ है कि महत्वपूर्ण तापमान की शर्तों के तहत चिपचिपापन में व्यापक परिवर्तन के प्रतिबंधित किया जा सकता है।

चिपचिपाहट की "अनुकूल" गुणांक एक विशेष तेल additives (पॉलिमर) द्वारा प्राप्त शुरू करने से बनाए रखा जा सकता पेट्रोलियम के आसवन। वे अनुमेय सीमा से विशेषताओं में परिवर्तन को सीमित करके चिपचिपाहट सूचकांक तेल वृद्धि हुई है। अभ्यास में additives की आवश्यक मात्रा की शुरूआत कम चिपचिपापन सूचकांक बेस तेल 100-105 यूनिट तक उठाया जा सकता है। हालांकि, इस तरह प्राप्त मिश्रण था उच्च दबाव और गर्मी लोड के अंतर्गत उसके गुण को बाधित है, जिससे additive के प्रभाव को कम करने।

सत्ता में सर्किट 100 इकाइयों का चिपचिपापन सूचकांक के साथ शक्तिशाली हाइड्रोलिक तरल पदार्थ इस्तेमाल किया जाना चाहिए। additives कि चिपचिपाहट सूचकांक में वृद्धि युक्त तरल पदार्थ,, हाइड्रोलिक नियंत्रण सर्किट और अन्य प्रणालियों कम / मध्यम दबाव के रेंज में सक्रिय में किया जाता है छोटे लीक और batchwise साथ एक सीमित तापमान रेंज परिवर्तन में। दबाव बढ़ता है और चिपचिपापन बढ़ जाती है, लेकिन इस प्रक्रिया से ऊपर 30.0 एमपीए (300 बार) के दबाव पर होता है के रूप में। अभ्यास में, इस पहलू अक्सर उपेक्षित है।

मापन एवं सूचीकरण

अंतरराष्ट्रीय आईएसओ मानकों के अनुसार, पानी (और अन्य तरल पदार्थ) की चिपचिपाहट centistokes में व्यक्त किया है: सीएसटी (मिमी ² / s)। चिपचिपापन प्रक्रिया तेलों की माप 0 डिग्री सेल्सियस, 40 डिग्री सेल्सियस और 100 डिग्री सेल्सियस के बीच तापमान पर प्रदर्शन किया जाना चाहिए किसी भी मामले में, कोड मार्क तेल चिपचिपापन में अंक 40 डिग्री सेल्सियस पर उल्लेख किया जाना चाहिए दूर चिपचिपापन 50 डिग्री सेल्सियस पर दिया जाता है मार्क्स, सबसे अधिक बार आईएसओ VG 68 को आईएसओ VG 22 से इंजीनियरिंग जलगति विज्ञान, रेंज में इस्तेमाल किया।

22, 32, 46, 68 और 100 सीएसटी: हाइड्रोलिक तेल VG 22, VG 32, VG 46, VG 68, VG 100 40 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर विस्कोसिटी उनकी लेबलिंग करने के लिए इसी की है। हाइड्रोलिक सिस्टम में कार्यकारी तरल पदार्थ का इष्टतम कीनेमेटीक्स चिपचिपापन के 16 से 36 सीएसटी रेंज में निहित है।

ऑटोमोटिव इंजीनियर्स के अमेरिकन सोसायटी (सोसाइटी ऑफ ऑटोमोटिव इंजीनियर्स - SAE) विशिष्ट तापमान और उचित कोड उन्हें सौंपे गए पर विस्कोसिटी की सीमाओं की स्थापना की। नंबर पत्र डब्ल्यू निम्नलिखित, - 0 ° F (-17.7 डिग्री सेल्सियस) पर एक पूर्ण गतिशील चिपचिपापन गुणांक μ, और ν कीनेमेटीक्स चिपचिपापन 212 ° F (100 डिग्री सेल्सियस) पर निर्धारित किया। यह अनुक्रमण संबंध multigrade मोटर वाहन उद्योग में इस्तेमाल किया तेलों (संचरण, मोटर, और इतने पर। डी)।

हाइड्रोलिक काम पर चिपचिपाहट का प्रभाव

तरल पदार्थ का चिपचिपापन का निर्धारण न केवल वैज्ञानिक और शैक्षिक ब्याज है, लेकिन यह भी महत्वपूर्ण व्यावहारिक महत्व वहन करती है। हाइड्रोलिक तरल पदार्थ न केवल हाइड्रोलिक मोटर के लिए पंप से ऊर्जा हस्तांतरण, लेकिन यह भी चिकना करने के लिए सभी भागों और घटकों गर्मी उत्पन्न घर्षण जोड़े से वापस ले लिया गया है। तरल पदार्थ चिपचिपाहट के काम के अनुरूप नहीं है गंभीरता से हाइड्रोलिक्स की प्रभावशीलता को बाधित कर सकते हैं।

तरल पदार्थ (तेल बहुत ही उच्च घनत्व) की उच्च चिपचिपाहट निम्नलिखित नकारात्मक प्रभाव की ओर जाता है:

• हाइड्रोलिक द्रव की वृद्धि की प्रवाह प्रतिरोध हाइड्रोलिक प्रणाली में अत्यधिक दबाव ड्रॉप का कारण बनता है।
• गति और प्रवर्तक के यांत्रिक गति के नियंत्रण मंदी।
• पंप गुहिकायन का विकास।
• शून्य या बहुत कम हाइड्रोलिक तेल टैंक से हवा रिहाई।
• तरल पदार्थ की आंतरिक घर्षण पर काबू पाने के लिए ऊर्जा का उच्च लागत की वजह हाइड्रोलिक्स की शक्ति (कम करने दक्षता) के एक ध्यान देने योग्य नुकसान।
• पंप पर लोड बढ़ रही है की वजह से मशीन के मुख्य चालक का बढ़ता टोक़।
• वृद्धि हुई घर्षण के कारण उत्पन्न हाइड्रोलिक द्रव का तापमान वृद्धि।

इस प्रकार, चिपचिपाहट के गुणांक के भौतिक अर्थ इसके प्रभाव (सकारात्मक या नकारात्मक) घटकों और वाहनों, मशीनरी और उपकरण के लिए तंत्र पर है।

हाइड्रोलिक पावर की हानि

तरल पदार्थ (कम घनत्व तेल) की कम चिपचिपापन निम्नलिखित नकारात्मक प्रभाव का कारण बनता है:

• आंतरिक रिसाव को बढ़ाने की एक परिणाम के रूप पंपों के अनुमापी दक्षता गिरने।
• पंप, वाल्व, वाल्व, हाइड्रोलिक मोटर्स - पूरे हाइड्रोलिक प्रणाली में हाइड्रोलिक घटकों के आंतरिक रिसाव में वृद्धि हुई है।
• पंप इकाइयों के पहनने वृद्धि हुई है और अपर्याप्त हाइड्रोलिक द्रव चिपचिपापन के कारण जाम पंप मलाई भागों के स्नेहन के लिए आवश्यक।

दबाव

दबाव में किसी भी तरल संकुचित है। तेल, शीतलक और मैकेनिकल इंजीनियरिंग हाइड्रोलिक्स में इस्तेमाल किया स्नेहक के संबंध में, अनुभव यह पाया गया कि संपीड़न प्रक्रिया विपरीत रूप से इसकी मात्रा पर तरल पदार्थ जन के लिए आनुपातिक है। खनिज तेल के लिए संपीड़न सदस्य की राशि काफी सिंथेटिक तरल पदार्थ के लिए पानी के लिए कम और बहुत कम हैं।

प्रारंभिक मात्रा को कम करने पर सरल कम दबाव हाइड्रोलिक द्रव दबाव प्रभाव नगण्य है। लेकिन उच्च दबाव हाइड्रोलिक ड्राइव सिलेंडर और बड़े के साथ शक्तिशाली मशीनों, इस प्रक्रिया को ही दिख प्रकट होता है। हाइड्रोलिक में खनिज तेल 10.0 एमपीए (100 बार) के एक दबाव पर, मात्रा 0.7% से कम हो जाती है। इस मामले में, एक छोटे हद तक संपीड़न मात्रा में बदलाव कीनेमेटीक्स चिपचिपापन और तेल के प्रकार प्रभावित करते हैं।

निष्कर्ष

चिपचिपाहट का निर्धारण विभिन्न परिस्थितियों में उपकरण और मशीनरी के संचालन की भविष्यवाणी करने, द्रव या गैस संरचना, दबाव, तापमान में आने वाले परिवर्तनों को ध्यान में रखकर की अनुमति देता है। इसके अलावा, तेल और गैस उद्योग, सुविधाएं और अन्य उद्योगों के लिए प्रासंगिक संकेतकों के नियंत्रण।