ویسکوزیته روغن با چه واحدهایی اندازه گیری می شود؟ ضریب ویسکوزیته

انتخاب روغن موتور یک کار جدی برای هر علاقه مندان به خودرو است. و پارامتر اصلی که باید توسط آن انتخاب شود ویسکوزیته روغن است. ویسکوزیته روغن درجه ضخامت سیال موتور و توانایی آن در حفظ خواص آن تحت تغییرات دما را مشخص می کند.

بیایید سعی کنیم بفهمیم ویسکوزیته در چه واحدهایی باید اندازه گیری شود، چه عملکردهایی را انجام می دهد و چرا نقش بزرگی در عملکرد کل سیستم موتور ایفا می کند.

عملکرد یک موتور احتراق داخلی شامل تعامل مداوم عناصر ساختاری آن است. بیایید یک لحظه تصور کنیم که موتور در حال خشک شدن است. چه اتفاقی برای او خواهد افتاد؟ ابتدا نیروی اصطکاک باعث افزایش دمای داخل دستگاه می شود. در مرحله دوم، تغییر شکل و سایش قطعات رخ خواهد داد. و در نهایت همه اینها منجر به توقف کامل موتور احتراق داخلی و عدم امکان استفاده بیشتر از آن می شود. روغن موتور که به درستی انتخاب شده است عملکردهای زیر را انجام می دهد:

• موتور را از گرم شدن بیش از حد محافظت می کند
• از سایش سریع مکانیسم ها جلوگیری می کند،
• از ایجاد خوردگی جلوگیری می کند،
• دوده، دوده و محصولات احتراق سوخت را خارج از سیستم موتور حذف می کند.
• به افزایش منابع واحد قدرت کمک می کند.

بنابراین، عملکرد طبیعی بخش موتور بدون مایع روان کننده غیرممکن است.

مهم! داخل موتور بریزید وسیله نقلیهشما فقط به روغنی نیاز دارید که ویسکوزیته آن مطابق با الزامات خودروسازان باشد. در این حالت راندمان حداکثر و سایش واحدهای کاری حداقل خواهد بود. اگر نظرات مشاوران فروش، دوستان و متخصصان خدمات خودرو با دستورالعمل خودرو متفاوت است، نباید اعتماد کنید. از این گذشته ، فقط سازنده می تواند مطمئن باشد که موتور را با چه چیزی پر کند.

شاخص ویسکوزیته روغن

مفهوم ویسکوزیته روغن بر توانایی یک مایع برای چسبناک بودن دلالت دارد. با استفاده از شاخص ویسکوزیته تعیین می شود. شاخص ویسکوزیته روغن مقداری است که درجه ویسکوزیته سیال روغن را در طول تغییرات دما نشان می دهد. روان کننده هایی با ویسکوزیته بالا دارای ویژگی های زیر هستند:

• هنگامی که موتور سرد شروع می شود، فیلم محافظ دارای سیالیت قوی است که سرعت و سرعت را تضمین می کند توزیع یکنواختروان کننده ها در کل سطح کار؛
• گرم کردن موتور باعث افزایش ویسکوزیته فیلم می شود. این ویژگی به شما اجازه می دهد تا یک فیلم محافظ روی سطوح قطعات متحرک حفظ کنید.

آن ها روغن هایی با شاخص ویسکوزیته بالا به راحتی با اضافه بارهای دما سازگار می شوند، در حالی که شاخص ویسکوزیته پایین روغن موتور نشان دهنده توانایی کمتر است. چنین موادی حالت مایع بیشتری دارند و یک لایه محافظ نازک روی قطعات تشکیل می دهند. در شرایط دمای منفی، سیال موتور با شاخص ویسکوزیته پایین، راه اندازی واحد قدرت را دشوار می کند و در دماهای بالا نمی تواند از نیروهای اصطکاک بالا جلوگیری کند.

شاخص ویسکوزیته مطابق با GOST 25371-82 محاسبه می شود. می توانید آن را با استفاده از خدمات آنلاین در اینترنت محاسبه کنید.

ویسکوزیته سینماتیکی و دینامیکی

درجه شکل پذیری مواد موتور توسط دو شاخص تعیین می شود - ویسکوزیته سینماتیکی و دینامیکی.

روغن موتور

ویسکوزیته سینماتیکی یک روغن شاخصی است که سیال بودن آن را در دمای معمولی (+40 درجه سانتیگراد) و بالا (+100 درجه سانتیگراد) نشان می دهد. روش اندازه گیری این مقدار بر اساس استفاده از ویسکومتر مویرگی است. این دستگاه زمان لازم برای خروج سیال روغن را در دماهای معین اندازه گیری می کند. ویسکوزیته سینماتیکی در میلی متر 2 بر ثانیه اندازه گیری می شود.

ویسکوزیته دینامیکی روغن نیز به صورت تجربی محاسبه می شود. نیروی مقاومت سیال روغن را نشان می دهد که در حین حرکت دو لایه روغن با فاصله 1 سانتی متر از هم و با سرعت 1 سانتی متر بر ثانیه حرکت می کند. واحدهای اندازه گیری این کمیت، ثانیه پاسکال است.

تعیین ویسکوزیته روغن باید در شرایط دمایی مختلف انجام شود، زیرا مایع پایدار نیست و در دماهای پایین و بالا خواص خود را تغییر می دهد.

جدول ویسکوزیته روغن موتور بر حسب دما در زیر ارائه شده است.

توضیح نام روغن موتور

همانطور که قبلا ذکر شد، ویسکوزیته پارامتر اصلی یک سیال محافظ است که توانایی آن را برای اطمینان از عملکرد خودرو در موارد مختلف مشخص می کند. شرایط آب و هوایی.

بر اساس سیستم طبقه بندی بین المللی SAE، روان کننده های موتور می توانند در سه نوع زمستانی، تابستانی و تمام فصل باشند.

روغن در نظر گرفته شده برای استفاده در زمستان با یک عدد و حرف W مشخص شده است، به عنوان مثال، 5W، 10W، 15W. اولین علامت علامت گذاری محدوده دمای عملکرد منفی را نشان می دهد. حرف W – از کلمه انگلیسی"زمستان" - زمستان - خریدار را در مورد امکان استفاده از روان کننده در شرایط سخت دمای پایین مطلع می کند. برای اطمینان از شروع آسان در دماهای پایین، سیالیت بیشتری نسبت به همتای تابستانی خود دارد. فیلم مایع فوراً عناصر سرد را در بر می گیرد و اسکرول آنها را تسهیل می کند.

حد دمای منفی که روغن در آن کار می کند به شرح زیر است: برای 0 وات - (40-) درجه سانتیگراد، برای 5 وات - (35-) درجه، برای 10 وات - (25-) درجه، برای 15 وات - (35-) درجه.

مایع تابستانی ویسکوزیته بالایی دارد که به فیلم اجازه می دهد محکم تر به عناصر کار بچسبد. در دماهای خیلی بالا، این روغن به طور یکنواخت روی سطح کار قطعات پخش می شود و آنها را از سایش شدید محافظت می کند. این روغن با اعداد به عنوان مثال 20،30،40 و غیره مشخص می شود. این رقم محدودیت دمای بالا را مشخص می کند که در آن مایع خواص خود را حفظ می کند.

مهم! این اعداد به چه معنا هستند؟ اعداد پارامتر تابستان به هیچ وجه معنی ندارند حداکثر دما، که وسیله نقلیه می تواند در آن کار کند. آنها مشروط هستند و ربطی به مقیاس ندارند.

روغن با ویسکوزیته 30 به طور معمول در دما عمل می کند محیطتا +30 درجه سانتیگراد، 40 تا +45 درجه، 50 تا +50 درجه سانتیگراد.

تشخیص روغن جهانی آسان است: علامت گذاری آن شامل دو عدد و حرف W بین آنها است، به عنوان مثال، 5w30. استفاده از آن مستلزم هر گونه شرایط آب و هوایی است، خواه زمستان های سخت یا تابستان های گرم. در هر دو مورد، روغن با تغییرات سازگار می شود و عملکرد کل سیستم موتور را حفظ می کند.

به هر حال، محدوده آب و هوایی روغن جهانی به سادگی تعیین می شود. به عنوان مثال، برای 5W30 از منفی 35 تا +30 درجه سانتیگراد متغیر است.

روغن های تمام فصل برای استفاده راحت هستند، به همین دلیل است که بیشتر از گزینه های تابستانی و زمستانی در قفسه های نمایندگی های خودرو یافت می شوند.

برای اینکه درک بهتری از ویسکوزیته روغن موتور در منطقه شما داشته باشید، جدولی در زیر آمده است که محدوده دمای کارکرد هر نوع روان کننده را نشان می دهد.

محدوده عملکرد متوسط ​​روغن

پس از فهمیدن معنی اعداد در ویسکوزیته روغن، اجازه دهید به استاندارد بعدی برویم. طبقه بندی روغن موتور بر اساس ویسکوزیته نیز بر استاندارد API تأثیر می گذارد. بسته به نوع موتور، نام API با حرف S یا C شروع می شود. S به معنای موتورهای بنزینی، C به معنای موتورهای دیزلی است. حرف دوم طبقه بندی نشان دهنده کلاس کیفیت روغن موتور است. و هر چه این حرف از ابتدای الفبا دورتر باشد، کیفیت بهترمایع محافظ

برای سیستم های موتور بنزینی، عناوین زیر وجود دارد:

• SC - سال ساخت قبل از 1964
• SD – سال ساخت از 1964 تا 1968.
• SE – سال ساخت از 1969 تا 1972.
• SF - سال ساخت از 1973 تا 1988.
• SG - سال ساخت از 1989 تا 1994.
• SH – سال ساخت از 1995 تا 1996.
• SJ – سال ساخت از 1997 تا 2000.
• SL - سال تولید از 2001 تا 2003.
• SM – سال ساخت پس از 2004
• SN - خودروهای مجهز سیستم مدرنخنثی سازی گازهای خروجی

برای دیزل:

• CB - سال ساخت قبل از 1961
• CC - سال ساخت قبل از 1983
• سی دی – سال انتشار قبل از 1990
• CE – سال ساخت قبل از 1990 (موتور توربوشارژ).
• CF – سال ساخت از سال 1990، (موتور توربوشارژ).
• CG-4 - سال ساخت از 1994، (موتور توربوشارژ).
• CH-4 – سال تولید: 1998
• CI-4 - اتومبیل های مدرن (موتور توربوشارژ).
• CI-4 plus یک کلاس بسیار بالاتر است.

آنچه برای یک موتور خوب است، برای دیگری در خطر تعمیر است.

روغن موتور

بسیاری از صاحبان خودرو مطمئن هستند که ارزش انتخاب روغن های چسبناک بیشتری را دارد، زیرا آنها کلید کارکرد طولانی مدت موتور هستند. این یک تصور غلط جدی است. بله، کارشناسان روغن را با ویسکوزیته بالا در زیر کاپوت اتومبیل های مسابقه می ریزند تا به حداکثر عمر مفید واحد قدرت دست یابند. اما خودروهای سواری معمولی به سیستم متفاوتی مجهز هستند که اگر لایه محافظ بیش از حد ضخیم باشد به سادگی خفه می شود.

استفاده از ویسکوزیته روغن در موتور یک ماشین خاص در هر کتابچه راهنمای عملیاتی توضیح داده شده است.

از این گذشته ، قبل از راه اندازی فروش انبوه مدل ها ، خودروسازان تعداد زیادی آزمایش را با در نظر گرفتن حالت های رانندگی و عملکرد احتمالی انجام دادند. وسایل فنیدر شرایط مختلف آب و هوایی مهندسان با تجزیه و تحلیل رفتار موتور و توانایی آن در حفظ عملکرد پایدار تحت شرایط خاص، پارامترهای قابل قبولی را برای روانکاری موتور تعیین کردند. انحراف از آنها می تواند باعث کاهش قدرت سیستم محرکه، گرم شدن بیش از حد آن، افزایش مصرف سوخت و موارد دیگر شود.

روغن موتور در موتور

چرا درجه ویسکوزیته در عملکرد مکانیسم ها بسیار مهم است؟ یک لحظه داخل موتور را تصور کنید: شکافی بین سیلندرها و پیستون وجود دارد که اندازه آن باید امکان انبساط احتمالی قطعات را به دلیل تغییرات دمایی بالا فراهم کند. اما برای حداکثر بازده، این شکاف باید دارای حداقل مقدار باشد و از ورود گازهای خروجی ناشی از احتراق مخلوط سوخت به سیستم موتور جلوگیری کند. برای اطمینان از گرم نشدن بدنه پیستون در اثر تماس با سیلندرها، از روان کننده موتور استفاده می شود.

سطح ویسکوزیته روغن باید عملکرد هر یک از عناصر پیشرانه را تضمین کند. تولیدکنندگان واحدهای قدرت باید به نسبت بهینه حداقل شکاف بین قطعات مالشی و لایه روغن دست یابند و از سایش زودرس عناصر و افزایش عمر کارکرد موتور جلوگیری کنند. موافقم، اعتماد به نمایندگان رسمی یک برند خودرو، با دانستن اینکه چگونه این دانش به دست آمده، ایمن تر است تا اعتماد به رانندگان "با تجربه" که به شهود متکی هستند.

وقتی موتور روشن می شود چه اتفاقی می افتد؟

اگر "دوست آهنی" شما تمام شب را در سرما ایستاده است، صبح روز بعد ویسکوزیته روغن ریخته شده در آن چندین برابر بیشتر از مقدار عملیاتی محاسبه شده خواهد بود. بر این اساس، ضخامت فیلم محافظ از شکاف بین عناصر بیشتر خواهد شد. هنگامی که یک موتور سرد روشن می شود، قدرت آن کاهش می یابد و دمای داخل آن افزایش می یابد. بنابراین، موتور گرم می شود.

مهم! در طول گرم کردن، نباید بار بیشتری به آن بدهید. روان کننده ای که بیش از حد غلیظ باشد، حرکت مکانیسم های اصلی را مختل می کند و منجر به کاهش عمر خودرو می شود.

ویسکوزیته روغن موتور در دمای کارکرد

پس از گرم شدن موتور، سیستم خنک کننده فعال می شود. یک چرخه موتور به شکل زیر است:

1. فشار دادن پدال گاز باعث افزایش سرعت موتور و افزایش بار روی آن می شود که در نتیجه نیروی اصطکاک قطعات افزایش می یابد (از آنجایی که مایع بیش از حد قابض هنوز فرصتی برای ورود به شکاف بین قطعات نداشته است).
2. دمای روغن افزایش می یابد،
3. درجه ویسکوزیته آن کاهش می یابد (سیالیت افزایش می یابد)
4. ضخامت لایه روغن کاهش می یابد (نشت به شکاف بین قطعات)
5. نیروی اصطکاک کاهش می یابد،
6. دمای فیلم روغن کاهش می یابد (تا حدی با کمک سیستم خنک کننده).

هر سیستم موتوری بر اساس این اصل کار می کند.

ویسکوزیته روغن موتور در دمای - 20 درجه

وابستگی ویسکوزیته روغن به دمای عملیاتی واضح است. همانطور که بدیهی است که سطح بالاحفاظت موتور نباید در تمام مدت کارکرد کاهش یابد. کوچکترین انحراف از هنجار می تواند منجر به ناپدید شدن فیلم موتور شود که به نوبه خود بر قسمت "بی دفاع" تأثیر منفی می گذارد.

هر موتور احتراق داخلی، اگرچه طراحی مشابهی دارد، اما دارای مجموعه منحصر به فردخواص مصرف کننده: قدرت، کارایی، دوستی با محیط زیست و گشتاور. این تفاوت ها با تفاوت در فاصله موتور و دمای کار توضیح داده می شود.

به منظور انتخاب روغن برای یک وسیله نقلیه تا حد امکان دقیق، طبقه بندی های بین المللی مایعات موتور ایجاد شده است.

طبقه بندی ارائه شده توسط استاندارد SAE به صاحبان خودرو در مورد میانگین محدوده دمای عملیاتی اطلاع می دهد. طبقه بندی های API، ACEA و غیره ایده واضح تری از امکان استفاده از روان کننده در خودروهای خاص ارائه می دهد.

عواقب پر کردن روغن با ویسکوزیته بالا

مواقعی وجود دارد که صاحبان خودرو نمی دانند چگونه ویسکوزیته مورد نیاز روغن موتور را برای خودرو خود تعیین کنند و ویسکوزیته توصیه شده توسط فروشندگان را پر کنند. اگر شکل پذیری بیشتر از حد مورد نیاز باشد چه اتفاقی می افتد؟

اگر روغن با ویسکوزیته بالا در موتوری که به خوبی گرم شده است "پاشیده شود" ، هیچ خطری برای موتور (در سرعت های معمولی) وجود ندارد. در این حالت دمای داخل واحد به سادگی افزایش می یابد که منجر به کاهش ویسکوزیته روان کننده می شود. آن ها وضعیت به حالت عادی بازخواهد گشت ولی! تکرار منظم این الگو باعث کاهش چشمگیر عمر موتور می شود.

اگر ناگهان "گاز را بریزید" و باعث افزایش سرعت شود، درجه ویسکوزیته مایع با دما مطابقت نخواهد داشت. این باعث می شود حداکثر دمای مجاز در محفظه موتور بیشتر شود. گرمای بیش از حد باعث افزایش نیروی اصطکاک و کاهش مقاومت به سایش قطعات می شود. به هر حال، خود روغن نیز در مدت زمان نسبتاً کوتاهی خواص خود را از دست می دهد.

شما نمی توانید بلافاصله متوجه شوید که ویسکوزیته روغن برای وسیله نقلیه مناسب نیست.

اولین "علائم" فقط پس از 100-150 هزار کیلومتر ظاهر می شود. و شاخص اصلی افزایش شکاف بین قطعات خواهد بود. با این حال، حتی متخصصان با تجربه نیز نمی توانند به طور قطع افزایش ویسکوزیته و کاهش سریع عمر موتور را متصل کنند. به همین دلیل است که تعمیرگاه های رسمی خودرو اغلب از الزامات سازندگان خودرو غفلت می کنند. علاوه بر این، تعمیر واحدهای برق خودروهایی که دوره گارانتی آنها قبلاً به پایان رسیده است برای آنها سودآور است. به همین دلیل است که انتخاب درجه ویسکوزیته روغن برای هر خودرویی کار دشواری است.

ویسکوزیته خیلی کم: آیا خطرناک است؟

روغن موتور

ویسکوزیته کم می تواند موتورهای بنزینی و دیزلی را از بین ببرد. این واقعیت با این واقعیت توضیح داده می شود که در دماهای کار و بارهای زیاد روی موتور، سیالیت فیلم پوششی افزایش می یابد، در نتیجه حفاظت مایع از قبل به سادگی قطعات را "در معرض دید" قرار می دهد. نتیجه: افزایش نیروی اصطکاک، افزایش مصرف سوخت، تغییر شکل مکانیسم ها. کارکردن ماشین برای مدت طولانی با مایع کم ویسکوزیته غیرممکن است - تقریباً بلافاصله گیر می کند.

برخی از مدل های موتور مدرن نیاز به استفاده از روغن های به اصطلاح "صرفه جویی در انرژی" با ویسکوزیته کاهش یافته دارند. اما آنها فقط در صورتی می توانند مورد استفاده قرار گیرند که تأییدیه های خاصی از تولید کنندگان خودرو وجود داشته باشد: ACEA A1، B1 و ACEA A5، B5.

تثبیت کننده های چگالی روغن

به دلیل اضافه بارهای دمایی ثابت، ویسکوزیته روغن به تدریج شروع به کاهش می کند. و تثبیت کننده های ویژه می توانند به بازیابی آن کمک کنند. آنها را می توان در موتورهایی از هر نوع که سایش آنها به حد متوسط ​​یا بالا رسیده است استفاده کرد.

تثبیت کننده ها اجازه می دهند:

تثبیت کننده ها

• افزایش ویسکوزیته فیلم محافظ،
• کاهش میزان دوده و رسوبات روی سیلندرهای موتور،
• کاهش انتشار مواد مضردر جو،
• لایه محافظ روغن را بازیابی کنید،
• دستیابی به "سکوت" در عملکرد موتور،
• جلوگیری از فرآیندهای اکسیداسیون در داخل محفظه موتور.

استفاده از تثبیت کننده ها نه تنها امکان افزایش دوره بین تعویض روغن، بلکه بازگرداندن از دست رفته را نیز فراهم می کند ویژگی های مفیدلایه محافظ

انواع روان کننده های خاص مورد استفاده در تولید

روان کننده دستگاه اسپیندل دارای خاصیت ویسکوزیته پایین است. استفاده از چنین حفاظتی در موتورهایی که بار سبکی دارند و با سرعت بالا کار می کنند منطقی است. اغلب، چنین روان کننده ای در تولید نساجی استفاده می شود.

روانکاری توربین. ویژگی اصلی آن محافظت از کلیه مکانیسم های کار در برابر اکسیداسیون و سایش زودرس است. ویسکوزیته بهینه روغن توربین اجازه می دهد تا از آن در موتورهای توربو کمپرسور، گاز، بخار و توربین های هیدرولیک استفاده شود.

VMGZ یا روغن غلیظ هیدرولیک تمام فصل. این مایع برای تجهیزات مورد استفاده در مناطق سیبری، شمال دور و شرق دور. این روغن برای موتورهای احتراق داخلی مجهز به درایوهای هیدرولیک. VMGZ به روغن های تابستانی و زمستانی تقسیم نمی شود، زیرا استفاده از آن فقط به آب و هوای کم دمای دلالت دارد.

مواد اولیه روغن هیدرولیک اجزای کم ویسکوزیته حاوی پایه معدنی هستند. برای اینکه روغن به قوام مورد نظر برسد، افزودنی های خاصی به آن اضافه می شود.

ویسکوزیته روغن هیدرولیک در جدول زیر نشان داده شده است.

OilRite روان کننده دیگری است که برای حفظ و درمان مکانیسم ها استفاده می شود. دارای پایه گرافیتی ضد آب بوده و خواص خود را در محدوده دمایی منفی 20 درجه سانتیگراد تا مثبت 70 درجه سانتیگراد حفظ می کند.

نتیجه گیری

پاسخ روشن به این سوال: "بهترین ویسکوزیته روغن موتور چیست؟" نه و نمی تواند باشد نکته این است که درجه شکل پذیری مورد نیاز برای هر مکانیزم - چه یک ماشین بافندگی یا یک موتور ماشین مسابقه - متفاوت است و نمی توان آن را "به طور تصادفی" تعیین کرد. پارامترهای مورد نیاز مایعات روان کننده توسط تولید کنندگان به صورت تجربی محاسبه می شود، بنابراین هنگام انتخاب مایع برای وسیله نقلیه خود، در درجه اول با دستورالعمل های توسعه دهنده هدایت می شوید. و بعد از آن می توانید به جدول ویسکوزیته روغن موتور بر حسب دما مراجعه کنید.

ویسکوزیته- این خاصیت یک مایع برای مقاومت در برابر نیروهای برشی است. ویسکوزیته یک خاصیت ذاتی در مایعات و گازهای قطره ای است که فقط در هنگام حرکت خود را نشان می دهد، در حالت سکون قابل تشخیص نیست و زمانی که ذرات مجاور مایع حرکت می کنند خود را به شکل اصطکاک داخلی نشان می دهد. ویسکوزیته درجه سیالیت مایع و تحرک ذرات آن را مشخص می کند. ویسکوزیته مایعات مقاومت و افت فشار را توضیح می دهد که هنگام حرکت آنها از طریق لوله ها، کانال ها و کانال های دیگر و همچنین هنگام حرکت اجسام خارجی در آنها رخ می دهد.

اسحاق نیوتن به طور فعال در مطالعه خواص اصطکاک داخلی یک مایع شرکت داشت و پایه های دکترین ویسکوزیته را پی ریزی کرد. نیوتن پیشنهاد کرد (که بعداً با آزمایش تأیید شد) که نیروهای مقاومتی که در طول چنین لغزشی لایه‌ها به وجود می‌آیند با سطح تماس لایه‌ها و سرعت لغزش متناسب است. در نتیجه، I. Newton وابستگی به دست آورد که رابطه بین ویسکوزیته و پدیده اصطکاک داخلی را مشخص می کند، که قانون به همین نام نامیده می شود.

اجازه دهید مایع در امتداد یک دیوار صاف در لایه های موازی جریان یابد. هر لایه با سرعت خودش حرکت می کند و سرعت لایه ها با دور شدن از دیوار افزایش می یابد.

اجازه دهید دو لایه مایع را در نظر بگیریم که در فاصله Δy از یکدیگر حرکت می کنند. از آنجایی که بین لایه ها نیروی اصطکاک وجود دارد و به دلیل ترمز متقابل، لایه های مختلف دارای سرعت های مختلفو لایه A با سرعت v و ​​لایه B با سرعت (v+Δv) حرکت می کند. مقدار Δv تغییر مطلق لایه A بر روی لایه B است و مقدار Δv/Δy تغییر نسبی یا گرادیان سرعت است. سپس، در حین حرکت، یک تنش مماسی τ (tau) ایجاد می‌شود که اصطکاک در واحد سطح را مشخص می‌کند. (تنش اصطکاک داخلی).

تنش اصطکاک داخلی بسته به موارد زیر معنای فیزیکی دارد:

جایی که F tr- نیروی اصطکاک داخلی، N؛ اس- سطح تماس سطوح، متر مربع.

سپس، طبق قانون نیوتن، رابطه بین استرس و تغییر نسبی به صورت زیر خواهد بود:

آن ها تنش اصطکاک داخلی متناسب با گرادیان سرعت.

عامل تناسب µ (mu) نامیده می شود ضریب ویسکوزیته دینامیکی. از فرمول مشخص می شود که ضریب ویسکوزیته دینامیکی از نظر عددی برابر با تنش اصطکاک داخلی است در صورتی که سرعت نسبی دو صفحه A و B که از یکدیگر در فاصله 1 متر فاصله دارند برابر با 1 متر باشد. /s.

بعد ضریب ویسکوزیته دینامیکی از فرمول به دست می آید. از آنجایی که ولتاژ τ نیرو در واحد سطح است، سپس بعد آن برابر است با:

بعد گرادیان سرعت:

بنابراین بعد ضریب ویسکوزیته دینامیکی:

بنابراین، واحد اندازه گیری ویسکوزیته دینامیکی در سیستم واحدهای SI به صورت زیر در نظر گرفته می شود:

که در سیستم فیزیکیواحد ویسکوزیته دینامیکی پویز است که با " نشان داده می شود. پ»:

ویسکوزیته دینامیکی مایعات قطره ای که مولکول های آنها بسیار نزدیک به یکدیگر قرار دارند با افزایش دما به دلیل افزایش سرعت حرکت براونی کاهش می یابد که باعث تضعیف پیوندهای نگهدارنده یعنی نیروی چسبندگی می شود.

وابستگی ضریب μ در درجه حرارت به طور کلی با فرمول بیان می شود:

مقدار در کجاست تی= 0 درجه سانتیگراد؛ آو ب-ضرایب تجربی بسته به خواص فیزیکوشیمیایی (نوع) مایع؛ t-دمای مایع در درجه سانتیگراد

در گازها، نیروهای جاذبه بین مولکول ها فقط تحت فشار قوی خود را نشان می دهند و در شرایط عادیمولکول های گاز در حالت حرکت حرارتی بی نظم هستند و اصطکاک لایه های گاز در برابر یکدیگر تنها به دلیل برخورد مولکول ها رخ می دهد. با افزایش دما، سرعت مولکول ها افزایش می یابد، تعداد برخورد آنها افزایش می یابد و ویسکوزیته افزایش می یابد.

برای آب شیرین، Poiseuille فرمول را به دست آورد:

برای هوا، فرمول میلیکان شناخته شده است:

در هیدرولیک، برای مشخص کردن خواص ویسکوزیته گازها و بخارها، گاهی به جای ضریب دینامیکی، از ضریب ویسکوزیته دیگری استفاده می شود که با حرف مشخص می شود. η (eta) و مربوط به ضریب دینامیکی توسط معادله است

که در آن g شتاب گرانش m/s 2 است.

بدیهی است که این ضریب ویسکوزیته η دارای بعد:

در این حالت واحد اندازه گیری η در سیستم فنی واحدها می باشد

در هیدرولیک و ساخت به اصطلاح ضریب ویسکوزیته سینماتیک ν(nu)، که به عنوان نسبت ویسکوزیته دینامیکی به چگالی تعریف می شود:

ابعاد ضریب ویسکوزیته سینماتیکی:

در سیستم SI، واحد پذیرفته شده برای ν است.

واحد اندازه گیری ضریب ν در یک سیستم فیزیکی به عنوان استوکس عمل می کند که با " St»:

به عنوان مثال، ضریب سینماتیک ویسکوزیته آب برابر است با

ویسکوزیته متقابل دینامیکی نامیده می شود سیالیت.

ویسکوزیته برای تمام مایعات قطره ای با افزایش دما کاهش می یابد. برای به دست آوردن محاسبات دقیق هیدرولیک، توصیه می شود یک نمودار (یا جدول) از وابستگی ویسکوزیته به دما، بر اساس تعیین های خاص در آزمایشگاه داشته باشید. هنگام دست زدن باید بسیار مراقب باشید انواع مختلفنوموگرام ها و فرمول های مورد استفاده برای تعیین ویسکوزیته مخلوطی از دو یا چند فرآورده نفتی مختلف.

نموداری که وابستگی تغییرات ویسکوزیته مایع به دما را مشخص می کند نامیده می شود ویسکوگرام(شکل 1.3).

شکل 1.3. ویسکوگرام

برای تعیین ویسکوزیته یک مایع در هر دمای دلخواه تیفرمول Reynolds-Filonov با دقت کافی استفاده می شود:

جایی که ν - ویسکوزیته در دمای مشخص تی , تو- ضریب شیب ویسکوگرام، که زاویه تمایل ویسکوگرام مماس به محور آبسیسا را ​​مشخص می کند (شکل 1.4) و با فرمول تعیین می شود:

شکل 1.4 تعیین ضریب شیب ویسکوگرام

بنابراین، با دانستن مختصات دو نقطه دلخواه روی ویسکوگرام، می توان هر مایع را مشخص کرد و ویسکوزیته آن را در هر دمایی تعیین کرد. شایان ذکر است که برای مایعات قطره ای ضریب ویسکوگرام مثبت است، اما مایعاتی وجود دارند که ویسکوزیته آنها با تغییرات دما کمی تغییر می کند؛ برای مایعات گازی ضریب ویسکوگرام منفی است. مایعاتی وجود دارند که ویسکوزیته آنها کمی به دما بستگی دارد، آنها پیچیده هستند ترکیبات شیمیاییو به عنوان کارگر در ماشین های هیدرولیک مانند کوپلینگ های ویسکوز استفاده می شود.

مایعاتی هستند که قانون I. نیوتن برای آنها اعمال نمی شود. بر خلاف سیالات نیوتنی معمولی، این سیالات نامیده می شوند غیر نیوتنی، یا غیر طبیعی است.

مقادیر ویسکوزیته سینماتیکی ν آب و هوا

ویسکوزیته انواع مختلف مایع به همین نام، به عنوان مثال، روغن، بسته به ترکیب شیمیاییو ساختار مولکولی می تواند معانی مختلفی داشته باشد.

برای روغن های چسبناک، مقادیر متوسط تو= 0.05 + 0.1 در 1 درجه سانتیگراد.

ویسکوزیته مایعات، همانطور که آزمایش ها نشان می دهد، به فشار نیز بستگی دارد. با افزایش فشار، معمولاً افزایش می یابد. استثنا آب است که در دماهای تا 32 درجه سانتیگراد ویسکوزیته با افزایش فشار کاهش می یابد. در فشارهایی که در عمل با آن مواجه می شوند (تا 20 مگاپاسکال)، تغییر در ویسکوزیته مایعات بسیار ناچیز است و در محاسبات هیدرولیک معمولی در نظر گرفته نمی شود.

ویسکوزیته، خاصیت مایع (یا گاز) برای مقاومت در برابر جریان.

ویسکوزیته نیز یکی از پدیده های انتقالی است که تعیین کننده اتلاف انرژی در هنگام تغییر شکل محیط است. ویسکوزیته جامدات دارای تعدادی ویژگی است و معمولاً به طور جداگانه در نظر گرفته می شود (به اصطکاک داخلی مراجعه کنید).

در حین حرکت آرام مایع بین دو صفحه موازی که یکی از آنها ساکن است و دیگری با سرعت ν حرکت می کند، لایه مولکولی بلافاصله مجاور صفحه پایینی ثابت می ماند و لایه مجاور صفحه بالایی حداکثر حرکت می کند. سرعت (شکل) . جریان یک مایع با گرادیان سرعت γ؟=dv/dz مشخص می شود که نشان دهنده نرخ تغییر سرعت از لایه ای به لایه دیگر در جهت عمود بر حرکت مایع است. اگر سرعت به صورت خطی تغییر کند، γ?= v/d، جایی که d فاصله بین صفحات است. کمیت γ را نرخ برش نیز می گویند.

طبق قانون اساسی جریان ویسکوز که توسط I. Newton (منتشر شده در سال 1687) ایجاد شده است، تنش برشی τ = F/S که باعث جریان سیال می شود، متناسب با گرادیان سرعت جریان است: τ = ηγ?. ضریب تناسب η ضریب ویسکوزیته دینامیکی یا به سادگی ویسکوزیته نامیده می شود. مقاومت سیال در برابر جریان را مشخص می کند. ویسکوزیته را می توان به عنوان معیاری از انرژی تلف شده به شکل گرما هنگام جریان سیال در نظر گرفت. اتلاف انرژی به دلیل انتقال تکانه اتفاق می افتد. مقادیر ضریب ویسکوزیته و توان W تلف شده در واحد حجم به دلیل ویسکوزیته با رابطه: W = ηγ؟ 2.

رابطه ایجاد شده توسط نیوتن فقط در مواردی معتبر است که η به نرخ برش بستگی نداشته باشد. محیط هایی که در آنها این شرایط برآورده می شود نیوتنی نامیده می شوند (به سیال نیوتنی مراجعه کنید).

واحد SI ویسکوزیته دینامیکی Pa s است [در CGS پویز است (dyne s/cm2): 1 poise = 0.1 Pa s]. مقدار φ= 1/η، متقابل ویسکوزیته، سیالیت نامیده می شود. همچنین اغلب در نظر گرفته می شود ویسکوزیته سینماتیک ν = η/ρ (که ρ چگالی ماده است)، که بر حسب متر مربع در ثانیه (SI) و استوکس (GHS) اندازه گیری می شود. ویسکوزیته مایعات و گازها با استفاده از ویسکومتر اندازه گیری می شود (به ویسکومتری مراجعه کنید).

ویسکوزیته گازهای ایده آل با این رابطه تعیین می شود: η = (1/3)mn??، که m جرم مولکول است، n تعداد مولکول ها در واحد حجم است، ? - سرعت متوسط ​​مولکول ها، ? مسیر آزاد مولکول است.

ویسکوزیته گازها هنگام گرم شدن افزایش می یابد، در حالی که ویسکوزیته مایعات، برعکس، کاهش می یابد. این به دلیل مکانیسم های مولکولی مختلف ویسکوزیته در این سیستم ها است. دو مکانیسم انتقال حرکت وجود دارد: جنبشی (که شامل برخورد بین مولکول ها نمی شود) و برخورد. اولی در گاز کمیاب غالب است ، دومی - در گاز متراکم و مایع.

در گازها، فاصله بین مولکول ها به طور قابل توجهی بیشتر از شعاع عمل نیروهای مولکولی است، بنابراین ویسکوزیته گازها نتیجه حرکت هرج و مرج (حرارتی) مولکول ها است، در نتیجه مولکول ها از لایه ای به لایه دیگر حرکت می کنند و کند می شود. پایین جریان. از آنجایی که سرعت متوسط ​​مولکول ها؟ با افزایش دما، ویسکوزیته گازها هنگام گرم شدن افزایش می یابد.

ویسکوزیته مایعات، جایی که فاصله بین مولکول ها بسیار کمتر از گازها است، در درجه اول به دلیل برهمکنش های بین مولکولی است که تحرک مولکول ها را محدود می کند. با افزایش دما، حرکت متقابل مولکول ها آسان تر می شود، برهمکنش های بین مولکولی ضعیف می شود و در نتیجه اصطکاک داخلی مایع کاهش می یابد.

ویسکوزیته یک مایع با اندازه و شکل مولکول ها، آنها تعیین می شود موقعیت نسبیو قدرت برهمکنش های بین مولکولی. ویسکوزیته به ساختار شیمیایی مولکول های مایع بستگی دارد. بله ویسکوزیته مواد آلیبا ورود گروه ها و حلقه های قطبی به مولکول افزایش می یابد. در سری های همولوگ (هیدروکربن های اشباع، الکل ها، اسیدهای آلیو غیره) ویسکوزیته ترکیبات با افزایش وزن مولکولی افزایش می یابد.

ویسکوزیته محلول ها به غلظت آنها بستگی دارد و می تواند بیشتر یا کمتر از ویسکوزیته یک حلال خالص باشد. ویسکوزیته سوسپانسیون های بسیار رقیق به طور خطی به کسر حجمی φ ذرات معلق بستگی دارد: η = η 0 (1 + αφ) (فرمول انیشتین)، که در آن η 0 ویسکوزیته محیط پراکندگی است. ضریب α به شکل ذرات بستگی دارد. به طور خاص، برای ذرات کروی α = 2.5. وابستگی مشابه ویسکوزیته به کسر حجمی در محلول های پروتئین های کروی مشاهده می شود.

ویسکوزیته می تواند در محدوده وسیعی متفاوت باشد. مقادیر ویسکوزیته برخی مایعات و گازها در دمای 20 درجه سانتیگراد (در 10-3 Pa s): گازها - هیدروژن 0.0088، نیتروژن 0.0175، اکسیژن 0.0202؛ مایعات - آب 1.002، اتانول 1.200، جیوه 1.554، نیتروبنزن 2.030، گلیسیرین 1.485.

هلیوم مایع کمترین ویسکوزیته را دارد. در دمای 2.172 کلوین به حالت فوق سیال می رود که در آن ویسکوزیته صفر است (به Superfluidity مراجعه کنید). ویسکوزیته گازها صدها برابر کمتر از ویسکوزیته مایعات معمولی است. ویسکوزیته فلزات مذاب به ترتیب بزرگی نزدیک به ویسکوزیته مایعات معمولی است.

محلول ها و مذاب های پلیمری ویسکوزیته بالایی دارند. ویسکوزیته حتی محلول های پلیمری رقیق به طور قابل توجهی بیشتر از ویسکوزیته ترکیبات با وزن مولکولی کم است. این به این دلیل است که اندازه ماکرومولکول‌های پلیمری به قدری بزرگ است که بخش‌های مختلف یک ماکرومولکول یکسان به لایه‌هایی ختم می‌شود که با سرعت‌های مختلف حرکت می‌کنند، که باعث مقاومت اضافی در برابر جریان می‌شود. ویسکوزیته محلول های پلیمری غلیظ تر به دلیل درهم تنیدگی ماکرومولکول ها با یکدیگر حتی بیشتر می شود. یکی از روش های تخمین وزن مولکولی پلیمرها بر اساس اندازه گیری ویسکوزیته محلول ها می باشد.

حضور در محلول های پلیمری ساختارهای فضایی تشکیل شده از چسبندگی ماکرومولکول ها منجر به ظهور به اصطلاح ویسکوزیته ساختاری می شود که (برخلاف ویسکوزیته مایعات نیوتنی) به تنش برشی (یا سرعت) بستگی دارد (به رئولوژی مراجعه کنید). وقتی یک سیال ساختار یافته جریان دارد، کار کنید نیروهای خارجینه تنها برای غلبه بر اصطکاک داخلی، بلکه برای تخریب ساختار نیز هزینه می شود.

متن: Landau L. D.، Akhiezer A. I.، Lifshits E. M. Kurs فیزیک عمومی. مکانیک و فیزیک مولکولی. ویرایش دوم م.، 1969; Filippova O. E., Khokhlov A. R. ویسکوزیته محلول های پلیمری رقیق. م.، 2002; Schramm G. مبانی رئولوژی عملی و رومتری. م.، 2003.

در حالت تعادل فازهای مختلفمواد نسبت به یکدیگر در حالت استراحت هستند. با حرکت نسبی آنها، نیروهای ترمز (ویسکوزیته) ظاهر می شوند که تمایل به کاهش سرعت نسبی دارند. مکانیسم ویسکوزیته را می توان به تبادل تکانه حرکت منظم مولکول ها بین لایه های مختلف در گازها و مایعات کاهش داد. ظهور نیروهای اصطکاک ویسکوز در گازها و مایعات به عنوان فرآیندهای انتقال نامیده می شود. ویسکوزیته جامدات دارای تعدادی ویژگی قابل توجه است و به طور جداگانه در نظر گرفته می شود.

تعریف

اصطحکاک جنبشیبه عنوان نسبت ویسکوزیته دینامیکی () به چگالی ماده تعریف می شود. معمولاً با حرف (nu) مشخص می شود. سپس تعریف ریاضی ضریب ویسکوزیته سینماتیکی را به صورت زیر می نویسیم:

چگالی گاز (مایع) کجاست.

از آنجایی که در عبارت (1) چگالی ماده در مخرج است، به عنوان مثال، هوای کمیاب در فشار 7.6 میلی متر جیوه. هنر و دمای صفر درجه سانتیگراد ویسکوزیته سینماتیکی دو برابر گلیسیرین دارد.

ویسکوزیته سینماتیکی هوا در شرایط عادیاغلب برابر در نظر گرفته می شود، بنابراین، هنگام حرکت در جو، قانون استوکس زمانی استفاده می شود که حاصل ضرب شعاع بدن (سانتی متر) و سرعت آن () از 0.01 تجاوز نکند.

ویسکوزیته سینماتیکی آب در شرایط عادی اغلب در حد 3 در نظر گرفته می شود، بنابراین، هنگام حرکت در آب، قانون استوکس زمانی اعمال می شود که حاصل ضرب شعاع بدن (سانتی متر) و سرعت آن () از 001/0 تجاوز نکند.

ویسکوزیته سینماتیکی و اعداد رینولدز

اعداد رینولدز (Re) با استفاده از ویسکوزیته سینماتیکی بیان می شوند:

ابعاد خطی جسم در حال حرکت در ماده کجاست و سرعت حرکت جسم است.

مطابق با عبارت (2)، برای جسمی که با سرعت ثابت حرکت می کند، اگر ویسکوزیته سینماتیکی افزایش یابد، عدد کاهش می یابد. اگر عدد Re کوچک باشد، در مقاومت پیشانی نیروهای اصطکاک چسبناک بر نیروهای اینرسی غالب می شوند. و بالعکس، اعداد بزرگرینولدز که در ویسکوزیته های سینماتیکی کم مشاهده می شود، اولویت نیروهای اینرسی را بر اصطکاک نشان می دهد.

عدد رینولدز در یک مقدار مشخص از ویسکوزیته سینماتیکی کوچک است، زمانی که اندازه بدن و سرعت حرکت آن کوچک است.

واحدهای اندازه گیری ضریب ویسکوزیته سینماتیکی

واحد SI اصلی برای ویسکوزیته سینماتیکی عبارت است از:

نمونه هایی از حل مسئله

مثال 1

ورزش	یک توپ فلزی (چگالی آن برابر است) به طور یکنواخت در یک مایع کاهش می یابد (چگالی مایع برابر با ویسکوزیته سینماتیکی است). در حداکثر چه قطر ممکن توپ، جریان اطراف آن آرام باقی می ماند؟ در نظر بگیرید که انتقال به جریان آشفته در Re=0.5 رخ می دهد. قطر توپ را به عنوان اندازه مشخصه در نظر بگیرید.
راه حل	بیایید یک نقاشی بکشیم با استفاده از قانون دوم نیوتن، عبارت زیر را بدست می آوریم: نیروی ارشمیدس کجاست و نیروی اصطکاک چسبناک است. در طرح ریزی بر روی محور Y، معادله (1.1) به شکل زیر خواهد بود: در این مورد داریم: که در آن: با جایگزینی نتایج (1.3)-(1.5) به (1.2)، داریم: عدد رینولدز در مورد ما به صورت زیر تعریف می شود:

در صنعت، فعالیت علمیاغلب لازم است ضریب ویسکوزیته یک مایع محاسبه شود. کار با محیط های معمولی یا پراکنده به شکل ذرات معلق در هوا و امولسیون های گازی مستلزم آگاهی از خواص فیزیکی این مواد است.

ویسکوزیته مایع چقدر است؟

نیوتن همچنین پایه و اساس علم رئولوژی را بنا نهاد. این شاخه مقاومت یک ماده را در حین حرکت، یعنی ویسکوزیته مطالعه می کند.

در مایعات و گازها، مولکول ها پیوسته برهم کنش دارند. آنها به همدیگر ضربه می زنند، به بیرون رانده می شوند یا به سادگی در کنار هم پرواز می کنند. در نتیجه، به نظر می رسد که لایه های ماده با یکدیگر تعامل دارند و به هر یک از آنها سرعت می دهند. پدیده چنین برهمکنشی بین مولکولهای مایعات/گازها ویسکوزیته یا اصطکاک داخلی نامیده می شود.

برای بررسی بهتر این فرآیند، لازم است آزمایشی با دو صفحه نشان داده شود که بین آنها یک محیط مایع وجود دارد. اگر صفحه بالایی را حرکت دهید، لایه مایع "چسبیده" به آن نیز با سرعت معینی در V1 شروع به حرکت می کند. پس از مدت کوتاهی، متوجه می‌شویم که لایه‌های زیرین مایع نیز با سرعت‌های v2، v3...vn و غیره، با v1>v2، v3...vn در امتداد همان مسیر حرکت می‌کنند. سرعت کمترین صفر باقی می ماند.

با استفاده از گاز به عنوان مثال، انجام چنین آزمایشی تقریبا غیرممکن است، زیرا نیروهای برهمکنش مولکول ها با یکدیگر بسیار کوچک است و ثبت بصری این امکان پذیر نخواهد بود. در اینجا ما همچنین در مورد لایه ها صحبت می کنیم، در مورد سرعت حرکت این لایه ها، بنابراین ویسکوزیته در محیط های گازی نیز وجود دارد.

رسانه های نیوتنی و غیر نیوتنی

سیال نیوتنی سیالی است که ویسکوزیته آن را می توان با استفاده از فرمول نیوتن محاسبه کرد.

چنین رسانه هایی شامل آب و محلول ها است. ضریب ویسکوزیته مایع در چنین محیطی ممکن است به عواملی مانند دما، فشار یا ساختار اتمی ماده بستگی داشته باشد، اما گرادیان سرعت همیشه بدون تغییر باقی می‌ماند.

مایعات غیر نیوتنی محیطی هستند که مقدار ذکر شده در بالا می تواند تغییر کند، به این معنی که فرمول نیوتن در اینجا اعمال نخواهد شد. چنین موادی شامل تمام محیط های پراکنده (امولسیون ها، آئروسل ها، سوسپانسیون ها) است. این شامل خون نیز می شود. بعداً در این مورد با جزئیات بیشتر صحبت خواهیم کرد.

خون به عنوان محیط داخلی بدن

همانطور که می دانید 80 درصد خون را پلاسما تشکیل می دهد که حالت تجمعی مایع دارد و 20 درصد باقیمانده را گلبول های قرمز، پلاکت ها، لکوسیت ها و ادخال های مختلف تشکیل می دهند. گلبول های قرمز خون انسان 8 نانومتر قطر دارند. هنگامی که ساکن هستند، سنگدانه هایی را به شکل ستون های سکه ای تشکیل می دهند، در حالی که به طور قابل توجهی ویسکوزیته مایع را افزایش می دهند. اگر جریان خون فعال باشد، این "ساختارها" از هم می پاشند و اصطکاک داخلی به ترتیب کاهش می یابد.

ضرایب ویسکوزیته متوسط

تعامل لایه های محیط با یکدیگر بر ویژگی های کل سیستم مایع یا گاز تأثیر می گذارد. ویسکوزیته نمونه ای از پدیده های فیزیکی به نام اصطکاک است. به لطف آن، لایه های بالایی و پایینی محیط به تدریج سرعت جریان خود را برابر می کنند و در نهایت برابر با صفر می شود. ویسکوزیته همچنین می تواند به عنوان مقاومت یک لایه از یک محیط به لایه دیگر مشخص شود.

برای توصیف چنین پدیده هایی، دو ویژگی کیفی اصطکاک داخلی متمایز می شود:

• ضریب ویسکوزیته دینامیکی (ویسکوزیته دینامیکی مایع)؛
• ضریب ویسکوزیته جنبشی (ویسکوزیته جنبشی).

هر دو کمیت با معادله υ = η / ρ مرتبط هستند، که ρ چگالی محیط، υ ویسکوزیته جنبشی و η ویسکوزیته دینامیکی است.

روش های تعیین ویسکوزیته مایع

ویسکومتری اندازه گیری ویسکوزیته است. بر مرحله مدرندر توسعه علم، ارزش ویسکوزیته مایع را می توان به روش های عملی به چهار روش یافت:

1. روش مویرگی. برای انجام آن، شما باید دو رگ را با یک کانال شیشه ای با قطر کوچک متصل کنید طول شناخته شده. شما همچنین باید مقادیر فشار را در یک ظرف و در دیگری بدانید. مایع در یک کانال شیشه ای قرار می گیرد و در مدت زمان معینی از یک فلاسک به فلاسک دیگر جریان می یابد.

محاسبات بیشتر با استفاده از فرمول Poiseuille برای یافتن مقدار ضریب ویسکوزیته سیال انجام می شود.

در عمل، رسانه های مایع را می توان مخلوط هایی را تا 200-300 درجه حرارت داد. یک لوله شیشه ای معمولی در چنین شرایطی به سادگی تغییر شکل می دهد یا حتی می ترکد که غیرقابل قبول است. ویسکومترهای مویرگی مدرن از مواد با کیفیت و مقاوم ساخته شده اند که به راحتی می توانند چنین بارهایی را تحمل کنند.

2. روش پزشکی از نظر هسه. برای محاسبه ویسکوزیته یک مایع به این روش، لازم است که نه یک، بلکه دو نصب مویرگی یکسان داشته باشیم. در یکی از آنها یک رسانه از قبل قرار داده شده است ارزش شناخته شدهاصطکاک داخلی، و در دیگری - مایع آزمایش. در مرحله بعد، دو مقدار زمانی اندازه گیری می شود و نسبتی ایجاد می شود که بر اساس آن به عدد مورد نظر می رسند.

3. روش چرخشی. برای انجام آن، داشتن ساختاری از دو استوانه هم محور ضروری است. این بدان معناست که یکی از آنها باید داخل دیگری باشد. مایع به فضای بین آنها ریخته می شود و سپس سیلندر داخلی شتاب می گیرد. این سرعت زاویه ای نیز به سیال داده می شود. تفاوت در گشتاور اجازه می دهد تا ویسکوزیته محیط محاسبه شود.

4. تعیین ویسکوزیته مایع به روش استوکس. برای انجام این آزمایش باید یک ویسکومتر هپلر داشته باشید که یک استوانه پر از مایع است. قبل از شروع آزمایش، دو علامت روی استوانه بگذارید و طول بین آنها را اندازه بگیرید. سپس یک گلوله به شعاع R مشخص می گیرند و آن را در محیط مایع پایین می آورند. برای تعیین سرعت سقوط آن، زمان حرکت جسم از یک علامت به علامت دیگر را پیدا کنید. با دانستن سرعت توپ، می توانید ویسکوزیته مایع را محاسبه کنید.

کاربرد عملی ویسکومترها

تعیین ویسکوزیته یک مایع از اهمیت عملی زیادی در صنعت پالایش نفت برخوردار است. هنگام کار با رسانه های چند فازی و پراکنده، شناخت آنها مهم است مشخصات فیزیکیبه خصوص اصطکاک داخلی. ویسکومترهای مدرن از مواد بادوام ساخته شده اند و از فناوری های پیشرفته در تولید آنها استفاده می شود. همه اینها با هم به شما امکان می دهد با آن کار کنید درجه حرارت بالاو فشار بدون آسیب به خود تجهیزات.

ویسکوزیته سیال نقش مهمی در صنعت دارد زیرا حمل و نقل، پردازش و تولید مثلاً روغن به مقادیر اصطکاک داخلی مخلوط مایع بستگی دارد.

ویسکوزیته چه نقشی در تجهیزات پزشکی دارد؟

جریان مخلوط گاز از طریق لوله تراشه به اصطکاک داخلی این گاز بستگی دارد. تغییر در ویسکوزیته محیط در اینجا تأثیر متفاوتی بر نفوذ هوا از طریق دستگاه دارد و به ترکیب مخلوط گاز بستگی دارد.

معرفی داروها، واکسن ها از طریق سرنگ نیز هستند یک نمونه درخشاناثرات ویسکوزیته متوسط ما در مورد افت فشار در انتهای سوزن هنگام تزریق مایع صحبت می کنیم، اگرچه در ابتدا اعتقاد بر این بود که این پدیده فیزیکی می تواند نادیده گرفته شود. خروج، اورژانس فشار بالادر نوک - این نتیجه اصطکاک داخلی است.

نتیجه

ویسکوزیته محیط یکی از مقادیر فیزیکی، که کاربرد عملی زیادی دارد. در آزمایشگاه، صنعت، پزشکی - در همه این زمینه ها، مفهوم اصطکاک داخلی اغلب ظاهر می شود. عملکرد ساده ترین تجهیزات آزمایشگاهی ممکن است به درجه ویسکوزیته محیط مورد استفاده برای تحقیق بستگی داشته باشد. حتی صنعت فرآوری نیز نمی تواند بدون دانش در زمینه فیزیک کار کند.