Kimia e vajit. Shndërrimi i viskozitetit kinematik në dinamik Viskoziteti kundrejt presionit

Viskoziteti përcakton rezistencën e brendshme të një lëngu ndaj forcës që përdoret për ta bërë atë lëng të rrjedhë. Viskoziteti është i dy llojeve - absolut dhe kinematik. E para përdoret zakonisht në kozmetikë, mjekësi dhe ushqime, ndërsa e dyta përdoret më shpesh në industrinë e automobilave.

Viskozitet absolut dhe viskozitet kinematik

Viskozitet absolut lëngu, i quajtur edhe lëngu dinamik, mat rezistencën ndaj forcës që e shkakton atë të rrjedhë. Ajo matet në mënyrë të pavarur nga vetitë e substancës. Viskoziteti kinematik përkundrazi, varet nga dendësia e substancës. Për të përcaktuar viskozitetin kinematik, viskoziteti absolut ndahet me densitetin e këtij lëngu.

Viskoziteti kinematik varet nga temperatura e lëngut, prandaj, përveç vetë viskozitetit, është e nevojshme të tregohet se në cilën temperaturë lëngu fiton një viskozitet të tillë. Viskoziteti i një vaji zakonisht matet në 40 ° C (104 ° F) dhe 100 ° C (212 ° F). Gjatë ndryshimit të vajit në automjete, mekanikët e automjeteve shpesh përdorin vetinë e vajrave për t'u bërë më pak viskoze me rritjen e temperaturës. Për shembull, për të hequr sasinë maksimale të vajit nga motori, ai nxehet, si rezultat i të cilit vaji rrjedh më lehtë dhe më shpejt.

Lëngjet Njutonike dhe jo Njutoniane

Viskoziteti ndryshon në mënyra të ndryshme, në varësi të llojit të lëngut. Ekzistojnë dy lloje - lëngjet Njutonike dhe jo Njutonike. Fluidet quhen Njutoni nëse viskoziteti i tyre ndryshon pavarësisht nga forca që e deformon atë. Të gjithë lëngjet e tjera janë jo-njutoniane. Ato janë interesante në atë që deformojnë me ritme të ndryshme në varësi të stresit të prerjes, domethënë deformimi ndodh në një shkallë më të lartë ose, anasjelltas, më të ulët, në varësi të substancës dhe forcës që shtyp mbi lëngun. Viskoziteti gjithashtu varet nga ky deformim.

Ketchup është një shembull klasik i një lëngu jo Njutonian. Përderisa është në shishe, është pothuajse e pamundur të dalësh me pak forcë. Nëse, përkundrazi, ne aplikojmë forcë të madhe, për shembull, fillojmë të tundim fort shishen, atëherë ketchup do të rrjedhë me lehtësi prej tij. Kështu, një stres i madh e bën ketchup të lëngshëm, dhe një i vogël nuk ka pothuajse asnjë efekt në rrjedhshmërinë e tij. Kjo pronë është e natyrshme vetëm në lëngjet jo Njutonike.

Lëngjet e tjera jo Njutonike, nga ana tjetër, bëhen më viskoze me rritjen e stresit. Një shembull i një lëngu të tillë është një përzierje niseshteje dhe uji. Një person mund të vrapojë me siguri nëpër një pishinë të mbushur me të, por do të fillojë të zhytet nëse ndalet. Kjo ndodh sepse në rastin e parë forca që vepron në lëng është shumë më e madhe se në rastin e dytë. Ka lëngje jo Njutonike me veti të tjera - për shembull, në to viskoziteti ndryshon jo vetëm në varësi të sasisë totale të stresit, por edhe nga koha gjatë së cilës forca vepron mbi lëngun. Për shembull, nëse stresi total shkaktohet nga një forcë më e madhe dhe vepron në trup për një periudhë të shkurtër kohore dhe nuk shpërndahet në një periudhë më të gjatë me më pak forcë, atëherë një lëng, si mjalti, bëhet më pak viskoz. Kjo do të thotë, nëse e trazoni mjaltin intensivisht, ai do të bëhet më pak viskoz në krahasim me përzierjen e tij me më pak forcë, por për një kohë më të gjatë.

Viskoziteti dhe lubrifikimi në inxhinieri

Viskoziteti është një pronë e rëndësishme e lëngjeve që përdoret në jetën e përditshme. Shkenca që studion rrjedhshmërinë e lëngjeve quhet reologji dhe merret me një sërë temash që lidhen me këtë fenomen, përfshirë viskozitetin, pasi viskoziteti ndikon drejtpërdrejt në rrjedhshmërinë e substancave të ndryshme. Reologjia zakonisht studion lëngjet njutoniane dhe jo-njutoniane.

Treguesit e viskozitetit të vajit të motorit

Prodhimi i vajit të makinës bëhet në përputhje të rreptë me rregullat dhe recetat në mënyrë që viskoziteti i këtij vaji të jetë pikërisht ai që nevojitet në një situatë të caktuar. Para shitjes, prodhuesit kontrollojnë cilësinë e vajit, dhe mekanikët në shitësit e makinave kontrollojnë viskozitetin e tij përpara se ta derdhin në motor. Në të dy rastet, matjet merren në mënyra të ndryshme. Në prodhimin e vajit, viskoziteti i tij kinematik zakonisht matet, dhe mekanika, përkundrazi, mat viskozitetin absolut, dhe më pas e konverton atë në kinematikë. Në këtë rast, përdoren pajisje të ndryshme matëse. Është e rëndësishme të dihet ndryshimi midis këtyre matjeve dhe të mos ngatërrohet viskoziteti kinematik me atë absolut, pasi ato nuk janë të njëjta.

Për të marrë matje më të sakta, prodhuesit e vajrave motorikë preferojnë të përdorin viskozitet kinematik. Matësit e viskozitetit kinematik janë gjithashtu shumë më të lirë se sa njehsorët e viskozitetit absolut.

Është shumë e rëndësishme për makinat që viskoziteti i vajit në motor të jetë i saktë. Në mënyrë që pjesët e makinës të zgjasin sa më gjatë, është e nevojshme të zvogëloni fërkimin sa më shumë që të jetë e mundur. Për ta bërë këtë, ato janë të mbuluara me një shtresë të trashë vaji motori. Vaji duhet të jetë mjaft viskoz për të qëndruar në sipërfaqet e fërkimit për aq kohë sa të jetë e mundur. Nga ana tjetër, duhet të jetë mjaft e lëngshme për të kaluar nëpër pasazhet e vajit pa ulur ndjeshëm shkallën e rrjedhjes, edhe në mot të ftohtë. Kjo do të thotë, edhe në temperatura të ulëta, vaji duhet të mbetet jo shumë viskoz. Përveç kësaj, nëse vaji është shumë viskoz, fërkimi midis pjesëve lëvizëse do të jetë i lartë, gjë që do të rrisë konsumin e karburantit.

Vaji motorik është një përzierje e vajrave dhe aditivëve të ndryshëm, të tillë si antifoams dhe detergjentë. Prandaj, njohja e viskozitetit të vetë vajit nuk është e mjaftueshme. Është gjithashtu e nevojshme të dihet viskoziteti përfundimtar i produktit dhe, nëse është e nevojshme, të ndryshohet nëse nuk i plotëson standardet e pranuara.

Ndryshimi i vajit

Me përdorimin, përqindja e aditivëve në vajin e motorit zvogëlohet dhe vetë vaji bëhet i ndotur. Kur ndotja është shumë e madhe dhe aditivët e shtuar në të janë djegur, vaji bëhet i papërdorshëm dhe duhet ndryshuar rregullisht. Nëse kjo nuk është bërë, papastërtia mund të bllokojë kalimet e vajit. Viskoziteti i vajit do të ndryshojë dhe nuk do të përmbushë standardin, duke shkaktuar probleme të ndryshme siç janë bllokimet e kalimeve të naftës. Disa dyqane riparimi dhe prodhues të vajit këshillojnë ta ndryshojnë atë çdo 5 & nbsp000 kilometra (3 & nbsp000 milje), por prodhuesit e makinave dhe disa mekanikë automjetesh pohojnë se ndryshimi i vajit pas çdo 8 & nbsp000 në 24 & nbsp000 kilometra (5 & nbsp000 deri në 15 & nbsp000 milje) është e mjaftueshme nëse automjeti është në gjendje të mirë pune. gjendje. Zëvendësimi i çdo 5 & nbsp000 kilometra është i përshtatshëm për motorët më të vjetër, dhe tani këshillat për ndryshime të tilla të shpeshta të vajit janë një marifet publiciteti që i detyron shoferët të blejnë më shumë vaj dhe të përdorin qendrat e shërbimit më shpesh sesa është në të vërtetë e nevojshme.

Ndërsa dizajni i motorëve përmirësohet, rritet distanca që një makinë mund të përshkojë pa ndryshuar vajin. Prandaj, për të vendosur se kur do të mbushni makinën me vaj të ri, ndiqni informacionin në udhëzimet e përdorimit ose në faqen e internetit të prodhuesit të makinës. Disa automjete kanë gjithashtu sensorë që monitorojnë gjendjen e vajit - ato janë gjithashtu të përshtatshme për t'u përdorur.

Si të zgjidhni vajin e duhur të motorit

Për të mos gabuar me zgjedhjen e viskozitetit, kur zgjidhni një vaj, duhet të merrni parasysh se çfarë moti dhe për çfarë kushtesh është menduar. Disa vajra janë krijuar për të punuar në kushte të ftohta ose të nxehta, dhe disa janë të mira në çdo mot. Vajrat gjithashtu ndahen në vajra sintetikë, mineralë dhe të përzier. Këto të fundit përbëhen nga një përzierje e përbërësve mineralë dhe sintetikë. Vajrat më të shtrenjtë janë sintetikë, dhe më të lirë janë vajrat minerale, pasi prodhimi i tyre është më i lirë. Vajrat sintetikë po bëhen gjithnjë e më të popullarizuar për faktin se ato zgjasin më shumë dhe viskoziteti i tyre mbetet konstant në një gamë të gjerë temperaturash. Kur blini vaj motorik sintetik, është e rëndësishme të kontrolloni nëse filtri juaj do të zgjasë aq gjatë sa vaji.

Ndryshimi i viskozitetit të vajit të motorit për shkak të ndryshimit të temperaturës ndodh në vajra të ndryshëm në mënyra të ndryshme, dhe kjo varësi shprehet me indeksin e viskozitetit, i cili zakonisht tregohet në paketim. Indeksi i barabartë me zero - për vajrat, viskoziteti i të cilave varet më shumë nga temperatura. Sa më i ulët viskoziteti të varet nga temperatura, aq më mirë, kjo është arsyeja pse shoferët preferojnë vajra me një indeks viskoziteti të lartë, veçanërisht në klimat e ftohta ku diferenca e temperaturës midis një motori të nxehtë dhe ajrit të ftohtë është shumë e madhe. Për momentin, indeksi i viskozitetit të vajrave sintetikë është më i lartë se ai i vajrave minerale. Vajrat e përzier janë në mes.

Për të mbajtur viskozitetin e vajit të pandryshuar për një kohë më të gjatë, domethënë, për të rritur indeksin e viskozitetit, vajit shpesh i shtohen aditivë të ndryshëm. Shpesh këta aditivë digjen përpara periudhës së rekomanduar të ndryshimit të vajit, që do të thotë se vaji bëhet më pak i përdorshëm. Drejtuesit që përdorin vajra me aditivë të tillë detyrohen ose të kontrollojnë rregullisht nëse përqendrimi i këtyre aditivëve në vaj është i mjaftueshëm, ose të ndryshojnë shpesh vajin, ose të kënaqen me vaj me cilësi të reduktuara. Kjo do të thotë, vaji me një indeks të lartë viskoziteti nuk është vetëm i shtrenjtë, por gjithashtu kërkon monitorim të vazhdueshëm.

Vaj për automjete dhe mekanizma të tjerë

Kërkesat e viskozitetit për vajrat për automjetet e tjera janë shpesh të njëjta me ato të vajrave të automobilave, por ndonjëherë ato ndryshojnë. Për shembull, kërkesat për vajin e përdorur për zinxhirin e biçikletave janë të ndryshme. Pronarët e biçikletave zakonisht duhet të zgjedhin midis një vaji jo viskoz që është i lehtë për t'u aplikuar në zinxhir, si për shembull nga një sprej aerosol, ose një vaj viskoz që qëndron mirë në zinxhir për një kohë të gjatë. Vaji viskoz zvogëlon në mënyrë efektive fërkimin dhe nuk lahet nga zinxhiri në shi, por shpejt bëhet i ndotur pasi pluhuri, bari i thatë dhe papastërtitë e tjera futen në zinxhirin e hapur. Vaji jo viskoz nuk ka probleme të tilla, por shpesh duhet të riaplikohet, dhe çiklistët e pavëmendshëm ose të papërvojë ndonjëherë nuk e dinë këtë dhe dëmtojnë zinxhirin dhe ingranazhet.

Matja e viskozitetit

Pajisjet e quajtura reometra ose viskometra përdoren për të matur viskozitetin. Të parat përdoren për lëngje, viskoziteti i të cilave ndryshon në varësi të kushteve mjedisore, dhe të dytat punojnë me çdo lëng. Disa reometra janë një cilindër që rrotullohet brenda një cilindri tjetër. Ata matin forcën me të cilën lëngu në cilindrin e jashtëm rrotullohet në cilindrin e brendshëm. Në reometra të tjerë, lëngu derdhet në një pjatë, vendoset një cilindër në të dhe matet forca me të cilën vepron lëngu në cilindër. Ekzistojnë lloje të tjera të reometrave, por parimi i tyre i funksionimit është i ngjashëm - ata matin forcën me të cilën lëngu vepron në një element lëvizës të kësaj pajisjeje.

Viskometrat matin rezistencën e një lëngu që lëviz brenda një metri. Për ta bërë këtë, lëngu shtyhet përmes një tubi të hollë (kapilar) dhe matet rezistenca e lëngut ndaj lëvizjes përmes tubit. Kjo rezistencë mund të përcaktohet duke matur kohën që i duhet lëngut për të lëvizur një distancë të caktuar në tub. Koha konvertohet në viskozitet duke përdorur llogaritjet ose tabelat e dhëna në dokumentacionin për secilën pajisje.

Viskoziteti është konstanta më e rëndësishme fizike që karakterizon vetitë e performancës së karburanteve të bojlerit dhe naftës, vajrave të naftës dhe një numri të produkteve të tjera të naftës. Vlera e viskozitetit përdoret për të gjykuar mundësinë e spërkatjes dhe pompimit të vajit dhe produkteve të naftës.

Dalloni midis viskozitetit dinamik, kinematik, të kushtëzuar dhe efektiv (strukturor).

Viskozitet dinamik (absolut). [μ ], ose fërkimi i brendshëm, i referohet vetive të lëngjeve reale për t'i rezistuar forcave të qethjes së qethjes. Natyrisht, kjo pronë shfaqet kur lëngu lëviz. Viskoziteti dinamik SI matet në [N · s / m 2]. Kjo është rezistenca që ushtron lëngu gjatë lëvizjes relative të dy shtresave të tij me sipërfaqe 1 m 2, të vendosura në një distancë prej 1 m nga njëra-tjetra dhe që lëvizin nën veprimin e një force të jashtme prej 1 N me një shpejtësi prej 1 m / s Duke marrë parasysh se 1 N / m 2 = 1 Pa, viskoziteti dinamik shpesh shprehet në [Pa · s] ose [mPa · s]. Në sistemin CGS (CGS), dimensioni i viskozitetit dinamik është [dyns / m 2]. Kjo njësi quhet poise (1 P = 0.1 Pa · s).

Faktorët e konvertimit për llogaritjen e dinamikës [ μ ] viskoziteti.

Viskoziteti kinematik [ν ] është vlera e barabartë me raportin e viskozitetit dinamik të lëngut [ μ ] në densitetin e tij [ ρ ] në të njëjtën temperaturë: ν = μ / ρ. Njësia e viskozitetit kinematik është [m 2 / s] - viskoziteti kinematik i një lëngu të tillë, viskoziteti dinamik i të cilit është 1 N · s / m 2 dhe një densitet 1 kg / m 3 (H = kg · m / s 2). Në sistemin CGS, viskoziteti kinematik shprehet në [cm 2 / s]. Kjo njësi quhet Stokes (1 St = 10 -4 m 2 / s; 1 cSt = 1 mm 2 / s).

Faktorët e konvertimit për llogaritjen kinematike [ ν ] viskoziteti.

Nafta dhe produktet e naftës shpesh karakterizohen nga viskoziteti i kushtëzuar, e cila merret si raport i kohës së skadimit përmes hapjes së kalibruar të një viskometri standard 200 ml vaj në një temperaturë të caktuar [ t] deri në kohën e skadimit të 200 ml ujë të distiluar në një temperaturë prej 20 ° C. Viskoziteti i kushtëzuar në temperaturë [ t] shënohet me shenjën VU, dhe shprehet me numrin e shkallëve të kushtëzuara.

Viskoziteti relativ matet në gradë VU (° VU) (nëse testi kryhet në një viskometër standard sipas GOST 6258-85), sekonda Saybolt dhe sekonda Redwood (nëse testi kryhet në viskometrat Saybolt dhe Redwood).

Ju mund të transferoni viskozitetin nga një sistem në tjetrin duke përdorur një nomogram.

Në sistemet e shpërndara të naftës në kushte të caktuara, ndryshe nga lëngjet Njutonike, viskoziteti është një vlerë e ndryshueshme që varet nga gradienti i shpejtësisë së qethjes. Në këto raste, nafta dhe produktet e naftës karakterizohen nga viskozitet efektiv ose strukturor:

Për hidrokarburet, viskoziteti varet ndjeshëm nga përbërja e tyre kimike: rritet me rritjen e peshës molekulare dhe pikën e vlimit. Prania e degëve anësore në molekulat e alkanit dhe naftenit dhe një rritje në numrin e cikleve gjithashtu rrisin viskozitetin. Për grupe të ndryshme të hidrokarbureve, viskoziteti rritet në serinë alkane - arene - ciklane.

Për të përcaktuar viskozitetin, përdoren pajisje standarde speciale - viskometra, të cilat ndryshojnë në parimin e tyre të funksionimit.

Viskoziteti kinematik përcaktohet për produkte të lehta të naftës dhe vajra me viskozitet relativisht të ulët duke përdorur viskometra kapilar, veprimi i të cilave bazohet në rrjedhshmërinë e një lëngu përmes një kapilar në përputhje me GOST 33-2000 dhe GOST 1929-87 (viskometri tip VPZh , Pinkevich, etj.).

Për produktet viskoze të naftës, viskoziteti relativ matet në viskometra të tillë si VU, Engler, etj. Dalja e lëngut në këto viskometra ndodh përmes një vrime të kalibruar në përputhje me GOST 6258-85.

Ekziston një marrëdhënie empirike midis vlerave të VU të kushtëzuar dhe viskozitetit kinematik:

Viskoziteti i produkteve të naftës më viskoze, të strukturuara përcaktohet në një viskometër rrotullues në përputhje me GOST 1929-87. Metoda bazohet në matjen e forcës së nevojshme për rrotullimin e cilindrit të brendshëm në raport me atë të jashtëm kur mbushet hapësira ndërmjet tyre me lëngun e provës në një temperaturë. t.

Përveç metodave standarde për përcaktimin e viskozitetit, metodat jo standarde përdoren ndonjëherë në punën kërkimore bazuar në matjen e viskozitetit me kohën e rënies së topit të kalibrimit midis shenjave ose me kohën e prishjes së dridhjeve të një trupi të ngurtë në lëngu i provës (Goppler, viskometrat Gurvich, etj.).

Në të gjitha metodat standarde të përshkruara, viskoziteti përcaktohet në një temperaturë rreptësisht konstante, pasi viskoziteti ndryshon ndjeshëm me ndryshimin e tij.

Varësia e viskozitetit nga temperatura

Varësia e viskozitetit të produkteve të naftës nga temperatura është një karakteristikë shumë e rëndësishme si në teknologjinë e përpunimit të naftës (pompimi, shkëmbimi i nxehtësisë, llumi, etj.) dhe kur përdoren produkte të naftës komerciale (kullimi, pompimi, filtrimi, lubrifikimi i sipërfaqeve të fërkimit, etj. .).

Me uljen e temperaturës, viskoziteti i tyre rritet. Figura tregon kthesat e ndryshimit të viskozitetit në varësi të temperaturës për vajra të ndryshëm lubrifikues.

E zakonshme për të gjithë mostrat e vajit është prania e diapazoneve të temperaturës në të cilat ndodh një rritje e mprehtë e viskozitetit.

Ka shumë formula të ndryshme për llogaritjen e viskozitetit në funksion të temperaturës, por më e përdorura është formula empirike e Walter:

Logaritmoni këtë shprehje dy herë, marrim:

Sipas këtij ekuacioni, EG Semenido përpiloi një nomogram në boshtin e abshisë, i cili, për lehtësinë e përdorimit, është vizatuar temperaturën, dhe në boshtin e ordinuar - viskozitetin.

Sipas nomogramit, ju mund të gjeni viskozitetin e një produkti nafte në çdo temperaturë të caktuar, nëse viskoziteti i tij njihet në dy temperatura të tjera. Në këtë rast, vlera e viskoziteteve të njohura lidhet me një vijë të drejtë dhe vazhdon derisa të ndërpritet në vijën e temperaturës. Pika e kryqëzimit me të korrespondon me viskozitetin e dëshiruar. Nomogrami është i përshtatshëm për përcaktimin e viskozitetit të të gjitha llojeve të produkteve të lëngëta të naftës.

Për vajrat lubrifikues të naftës, është shumë e rëndësishme gjatë funksionimit që viskoziteti të varet sa më pak të jetë e mundur nga temperatura, pasi kjo siguron veti të mira lubrifikuese të vajit në një gamë të gjerë të temperaturës, domethënë, në përputhje me formulën e Walter, kjo do të thotë se për lubrifikimin vajrat, sa më i ulët koeficienti B, aq më i lartë është cilësia e vajit. Kjo veti e vajrave quhet indeksi i viskozitetit që është funksion i përbërjes kimike të vajit. Për hidrokarburet e ndryshme, viskoziteti ndryshon ndryshe me temperaturën. Varësia më e madhe (vlera e madhe B) për hidrokarburet aromatike, dhe më e vogla për alkane. Hidrokarburet naftenikë në këtë drejtim janë afër alkaneve.

Ekzistojnë metoda të ndryshme për përcaktimin e indeksit të viskozitetit (VI).

Në Rusi, IV përcaktohet nga dy vlera të viskozitetit kinematik në 50 dhe 100 ° C (ose në 40 dhe 100 ° C - sipas një tabele të veçantë të Komitetit Shtetëror të Standardeve).

Kur vërtetoni vajrat, IV llogaritet në përputhje me GOST 25371-97, i cili parashikon përcaktimin e kësaj vlere sipas viskozitetit në 40 dhe 100 ° C. Sipas kësaj metode, sipas GOST (për vajrat me IV më pak se 100), indeksi i viskozitetit përcaktohet me formulën:

Për të gjithë vajrat me ν 100 ν, ν 1 dhe ν 3) përcaktohet sipas tabelës GOST 25371-97 bazuar në ν 40 dhe ν 100 të këtij vaji. Nëse vaji është më viskoz ( ν 100> 70 mm 2 / s), atëherë vlerat e përfshira në formulë përcaktohen nga formula të veçanta të dhëna në standard.

Muchshtë shumë më e lehtë të përcaktohet indeksi i viskozitetit nga nomogramet.

Një nomogram edhe më i përshtatshëm për gjetjen e indeksit të viskozitetit u zhvillua nga G.V. Vinogradov. Përkufizimi i IV reduktohet në lidhjen me vija të drejta të vlerave të njohura të viskozitetit në dy temperatura. Pika e kryqëzimit të këtyre linjave korrespondon me indeksin e dëshiruar të viskozitetit.

Indeksi i viskozitetit është një vlerë e pranuar përgjithësisht që përfshihet në standardet për vajrat në të gjitha vendet e botës. Disavantazhi i indeksit të viskozitetit është se ai karakterizon sjelljen e vajit vetëm në intervalin e temperaturës nga 37.8 në 98.8 ° C.

Researchersshtë vërejtur nga shumë studiues se dendësia dhe viskoziteti i vajrave lubrifikues reflektojnë, deri diku, përbërjen e tyre hidrokarbure. U propozua një tregues përkatës që lidh densitetin dhe viskozitetin e vajrave dhe u quajt konstanta e viskozitetit-masës (VMC). Konstanta e masës së viskozitetit mund të llogaritet me formulën e Yu.A. Pinkevich:

Në varësi të përbërjes kimike të vajit VMC, mund të jetë nga 0.75 në 0.90, dhe sa më i lartë vaji VMC, aq më i ulët është indeksi i tij i viskozitetit.

Në temperatura të ulëta, vajrat lubrifikues fitojnë një strukturë që karakterizohet nga pika e rendimentit, plasticiteti, tiksotropia ose anomalia e viskozitetit të qenësishme në sistemet e shpërndara. Rezultatet e përcaktimit të viskozitetit të vajrave të tillë varen nga përzierja e tyre mekanike paraprake, si dhe nga shkalla e rrjedhës ose nga të dy faktorët në të njëjtën kohë. Vajrat e strukturuar, si sistemet e tjera të strukturuara të naftës, nuk i binden ligjit të rrjedhjes së lëngjeve të Njutonit, sipas të cilit ndryshimi i viskozitetit duhet të varet vetëm nga temperatura.

Një vaj me një strukturë të paprekur ka një viskozitet dukshëm më të lartë sesa pas shkatërrimit të tij. Nëse viskoziteti i një vaji të tillë zvogëlohet duke shkatërruar strukturën, atëherë në një gjendje të qetë kjo strukturë do të restaurohet dhe viskoziteti do të kthehet në vlerën e tij origjinale. Aftësia e një sistemi për të rivendosur spontanisht strukturën e tij quhet tiksotropi... Me një rritje të shpejtësisë së rrjedhës, më saktësisht gradientit të shpejtësisë (seksioni i kurbës 1), struktura shembet, në lidhje me të cilën viskoziteti i substancës zvogëlohet dhe arrin një minimum të caktuar. Ky minimum i viskozitetit mbetet në të njëjtin nivel me një rritje të mëvonshme të gradientit të shpejtësisë (seksioni 2) derisa të shfaqet një rrjedhë e turbullt, pas së cilës viskoziteti rritet përsëri (seksioni 3).

Viskoziteti kundrejt presionit

Viskoziteti i lëngjeve, përfshirë produktet e naftës, varet nga presioni i jashtëm. Ndryshimi i viskozitetit të vajrave me presion në rritje është i një rëndësie të madhe praktike, pasi presionet e larta mund të ndodhin në disa njësi fërkimi.

Varësia e viskozitetit nga presioni për disa vajra ilustrohet me kthesa, viskoziteti i vajrave me presion në rritje ndryshon përgjatë një parabole. Nen presion R mund të shprehet me formulën:

Në vajrat e naftës, viskoziteti i hidrokarbureve parafine ndryshon më së paku me rritjen e presionit dhe hidrokarbure disi më naftenike dhe aromatike. Viskoziteti i produkteve të naftës me viskozitet të lartë me presion në rritje rritet më shumë sesa viskoziteti i atyre me viskozitet të ulët. Sa më e lartë të jetë temperatura, aq më pak viskoziteti ndryshon me rritjen e presionit.

Në presione të rendit 500 - 1000 MPa, viskoziteti i vajrave rritet aq shumë sa ato humbasin vetitë e një lëngu dhe kthehen në një masë plastike.

Për të përcaktuar viskozitetin e produkteve të naftës në presion të lartë, D.E. Mapston propozoi formulën:

Bazuar në këtë ekuacion, D.E. Mapston zhvilloi një nomogram, duke përdorur të cilin vlerat e njohura, për shembull ν 0 dhe R, lidheni me një vijë të drejtë dhe leximi merret në shkallën e tretë.

Viskoziteti i përzierjeve

Kur përzieni vajrat, shpesh është e nevojshme të përcaktohet viskoziteti i përzierjeve. Eksperimentet kanë treguar se aditiviteti i vetive manifestohet vetëm në përzierjet e dy përbërësve që janë shumë afër viskozitetit. Me një ndryshim të madh në viskozitetet e produkteve të përziera të naftës, si rregull, viskoziteti është më i vogël se ai i llogaritur sipas rregullës së përzierjes. Një viskozitet i përafërt i një përzierje vajrash mund të llogaritet duke zëvendësuar viskozitetin e përbërësve me vlerën e tyre reciproke - lëvizshmëri (rrjedhshmëri) ψ cm:

Nomogramet e ndryshme mund të përdoren gjithashtu për të përcaktuar viskozitetin e përzierjeve. Më të përdorurat janë nomogrami ASTM dhe viskosigrami Molina-Hurvich. Nomogrami ASTM bazohet në formulën Walter. Nomogrami Molina -Gurevich u përpilua në bazë të viskoziteteve të gjetura në mënyrë eksperimentale të një përzierje të vajrave A dhe B, nga të cilët A ka viskozitet ° VU 20 = 1.5, dhe B - një viskozitet ° VU 20 = 60. Të dy vajrat ishin të përziera në raporte të ndryshme nga 0 në 100% (vol.), dhe viskoziteti i përzierjeve u përcaktua eksperimentalisht. Nomogrami tregon vlerat e viskozitetit në uel. njësitë dhe në mm 2 / s.

Viskoziteti i gazrave dhe avujve të naftës

Viskoziteti i gazrave hidrokarbure dhe avujve të naftës i bindet ligjeve të ndryshme sesa për lëngjet. Ndërsa temperatura rritet, viskoziteti i gazrave rritet. Ky model përshkruhet në mënyrë të kënaqshme nga formula e Sutherland:

Viskoziteti i lëngjeve

Dinamike viskoziteti, ose koeficienti i viskozitetit dinamik ƞ (Njutonian), përcaktohet nga formula:

η = r / (dv / dr),

ku r është forca e rezistencës viskoze (për njësinë e sipërfaqes) midis dy shtresave ngjitur të lëngut, të drejtuara përgjatë sipërfaqes së tyre, dhe dv / dr është gradienti i shpejtësisë së tyre relative, i marrë në drejtimin pingul me drejtimin e lëvizjes. Dimensioni i viskozitetit dinamik ML -1 T -1, njësia e tij në sistemin CGS është poise (pz) = 1g / cm * sek = 1din * sek / cm 2 = 100 centipoise (cps)

Kinematike viskoziteti përcaktohet nga raporti i viskozitetit dinamik ƞ me dendësinë e lëngut p. Dimensioni i viskozitetit kinematik L 2 T -1, njësia e tij në sistemin CGS është Stokes (st) = 1 cm 2 / sec = 100 centistokes (cst).

Fluiditeti φ është reciprok i viskozitetit dinamik. Kjo e fundit për lëngjet zvogëlohet me uljen e temperaturës përafërsisht sipas ligjit φ = A + B / T, ku A dhe B janë konstante karakteristike, dhe T tregon temperaturën absolute. Vlerat A dhe B për një numër të madh të lëngjeve janë dhënë nga Barrer.

Tabela e viskozitetit të ujit

Të dhënat e Bingham dhe Jackson, të verifikuara kundër standardit kombëtar në SHBA dhe Britaninë e Madhe që nga 1 korriku 1953, ƞ në 20 ° C = 1.0019 centipoise.

Tabela e viskozitetit të lëngjeve të ndryshme Ƞ, cps

Viskoziteti relativ i disa tretësirave ujore (tabela)

Përqendrimi i tretësirave supozohet të jetë normal, i cili përmban një gram ekuivalent të tretësirës në 1 litër. Viskozitetet jepet në lidhje me viskozitetin e ujit në të njëjtën temperaturë.

Tabela e viskozitetit të tretësirave ujore të glicerinës

Viskoziteti Bridgman i lëngjeve në presione të larta

Tabela e viskozitetit relativ të ujit në presione të larta

Tabela e viskozitetit relativ të lëngjeve të ndryshme në presione të larta

Ƞ = 1 në 30 ° С dhe presion 1 kgf / cm 2

Viskoziteti i trupave të ngurtë (PV)

Tabela e viskozitetit të gazeve dhe avujve

Dinamike viskoziteti i gazit zakonisht shprehet në mikropoise (mkpz). Sipas teorisë kinetike, viskoziteti i gazeve duhet të jetë i pavarur nga presioni dhe të ndryshojë në proporcion me rrënjën katrore të temperaturës absolute. Përfundimi i parë rezulton të jetë përgjithësisht i saktë, përveç presioneve shumë të ulëta dhe shumë të larta; përfundimi i dytë kërkon disa ndryshime. Për të ndryshuar ƞ në varësi të temperaturës absolute T, formula më e përdorur është:

Tabela e viskozitetit të disa gazeve në presione të larta (μp)

Për të përcaktuar viskozitetin kinematik, viskometri zgjidhet në mënyrë që koha e rrjedhjes së produktit të naftës të jetë së paku 200 s. Pastaj lahet dhe thahet plotësisht. Një mostër e produktit të testuar filtrohet përmes një filtri letre. Produktet viskoze nxehen në 50-100оС para filtrimit. Nëse uji është i pranishëm në produkt, ai thahet me sulfat natriumi ose kripë tryeze të trashë-kristalore, e ndjekur nga filtrimi. Temperatura e kërkuar vendoset në pajisjen termostuese. Saktësia e ruajtjes së temperaturës së zgjedhur ka një rëndësi të madhe, prandaj termometri i termostatit duhet të instalohet në mënyrë që rezervuari i tij të jetë afërsisht në nivelin e mesit të kapilarit të viskometrit ndërsa zhyt të gjithë shkallën. Përndryshe, një korrigjim futet për kolonën e spikatur të merkurit me formulën:

^ T = Bh (T1 - T2)

• B - koeficienti i zgjerimit termik të lëngut të punës të termometrit:
  • për një termometër merkuri - 0.00016
  • për alkoolin - 0.001
• h është lartësia e kolonës së spikatur të lëngut punues të termometrit, e shprehur në ndarje të shkallës së termometrit
• T1 - vendosni temperaturën në termostat, oС
• T2 - temperatura e ambientit afër mesit të kolonës së spikatur, оС.

Përcaktimi i kohës së skadimit përsëritet disa herë. Në përputhje me GOST 33-82, numri i matjeve përcaktohet në varësi të kohës së skadimit: pesë matje - me një kohë skadimi prej 200 deri në 300 s; katër - nga 300 në 600 s dhe tre - me një kohë skadimi prej më shumë se 600 s. Gjatë marrjes së leximeve, është e nevojshme të monitorohet qëndrueshmëria e temperaturës dhe mungesa e flluskave të ajrit.
Për të llogaritur viskozitetin, përcaktohet mesatarja aritmetike e kohës së skadimit. Në këtë rast, merren parasysh vetëm ato lexime që ndryshojnë jo më shumë se% 0.3% për matjet e sakta dhe ± 0.5% për matjet teknike nga mesatarja aritmetike.

Përdorni një konvertues të përshtatshëm në internet të viskozitetit kinematik në dinamik. Meqenëse raporti i viskozitetit kinematik dhe dinamik varet nga dendësia, ai duhet të tregohet edhe kur llogaritet në kalkulatorët më poshtë.

Dendësia dhe viskoziteti duhet të deklarohen në të njëjtën temperaturë.

Nëse vendosni densitetin në një temperaturë të ndryshme nga temperatura e viskozitetit, do të ketë një gabim, shkalla e të cilit do të varet nga efekti i temperaturës në ndryshimin e densitetit për një substancë të caktuar.

Llogaritësi i konvertimit të viskozitetit kinematik në dinamik

Konvertuesi ju lejon të konvertoni viskozitetin me dimension në centistokes [cSt] në centipoise [cP]... Vini re se vlerat numerike të madhësive me dimensione [mm2 / s] dhe [cSt] për viskozitetin kinematik dhe [cP] dhe [mPa * s] për dinamikë - janë të barabartë me njëri -tjetrin dhe nuk kërkojnë përkthim shtesë. Për dimensionet e tjera - përdorni tabelat më poshtë.