Вязкость и от чего она зависит
Если говорить о вязкости жидкостей в принципе, то её измерение диктуется целым рядом факторов. К примеру, вязкость крови измеряют для одних целей, а вязкость ракетного топлива совсем для других. Именно по этому единица измерения вязкости жидкости может выражаться несколькими величинами и вычисляться по нескольким алгоритмам. Для тех жидкостей, которым этот параметр не принципиально важен, к примеру, вода.
Каждое вещество состоит из молекул, которые могут в определённых пределах сдвигаться друг относительно друга. Способность жидкости сопротивляться сдвигу частиц, из которых она состоит, называют вязкостью. Вязкость может зависеть от массы параметров, как внешних условий, так и внутренних свойств молекулярных связей в том или ином веществе. К примеру, вязкость любой жидкости в той или иной степени зависит от температуры, в то же время, на показатель вязкости влияет химический состав. Взаимодействие этих факторов и формирует коэффициент вязкости вещества.
Как влияет вязкость на другие характеристики
Ответ, почему нужно измерять параметр условной вязкости жидкости кроется в разъяснении на что он оказывает влияние:
- Слишком вязкая краска плохо распределяется по поверхности материала.
- Слишком толстый слой покрытия долго сохнет. Теряется много производственного времени.
- Снижается прочность покрытия на финише, если использовалась слишком густая по консистенции краска.
- Снижается сцепление ЛКМ и поверхности, поскольку нет заполняемости густым составом всех неровностей на поверхности.
- Появляются дефекты в виде подтеков от толстого слоя покрытия.
- Не справляются с вязким материалом дешевые краскопульты.
- Краска излишне разбавленная наносится в несколько слоев, чтобы результат был удовлетворительным. Тратится больше времени на работу, изнашивается краскопульт.
Определение вязкости позволяет получить краску, которая обеспечит хорошо окрашенную поверхность, сократить время на производственный процесс, уменьшить расход материала и сохранить инвентарь.
https://youtube.com/watch?v=mtzIF429E-w
Вязкость натрия
Натрий является пластичным металлом серебристого оттенка. На воздухе он быстро окисляется, тускнеет. Данный металл настолько мягкий, что его можно резать ножом, прессовать, прокатывать. Он легче воды, хорошо проводит тепло, электрический ток. Натрий имеет значительную разницу между температурами кипения и плавления — около 800 градусов: плавится при 98 °С, а кипит при 883 °С. За счет этого вещество представляет собой хороший теплоноситель для атомных реакторов. Оно в целом широко востребовано в промышленности.
Натрий важен для живых организмов, для обменных процессов, функционирования сердечно-сосудистой и нервной систем. Для человека вреден как недостаток, так и избыток этого химического элемента.
Кинематическая вязкость натрия при температуре 98 °С составляет 6,7•10-7 м2/с, при температуре же 927 °С этот показатель уже равен 2,1•10-7 м2/с.
Вязкость различных видов краски
Оптимальные значения смотрите в таблице
Современный рынок предлагает огромное количество красок, подходящих для обработки различных поверхностей и имеющих разнообразный состав и характеристики. Перечислим основные виды лакокрасочных материалов:
- алкидные эмали — основу этого лакокрасочного материала составляют алкидные лаки или смолы, пигменты и органический растворитель;
- нитроэмали сделаны на основе коллоксилина — особого вида нитроцеллюлозы с низким показателем вязкости, для разбавления также, как и предыдущему, подходят различные растворители типа Вайт Спирит, ацетон и т.д.;
- водоэмульсионные краски — краски на водной основе, популярны благодаря приемлемой цене и низкой токсичности;
- акриловые краски — в основе этих красок лежит синтетический полимер, однако, они хорошо разбавляются водой;
- масляные краски разбавляют олифой или другими маслами. Содержат в своем составе токсичные пигменты, однако яркие и стойкие цвета этих красок делают их популярными.
Все эти лакокрасочные материалы имеют свою вязкость. Так, например, краски на водной основе имеют условную вязкость 20-25 с (din), а для масляной краски эта характеристика будет составлять 18-22 с. Таблица вязкости краски чаще всего прилагается к прибору для измерения вязкости. Для разбавления большинства видов краски используют органические растворители. Лучше выбирать те, которые указаны в спецификации или на упаковке краски, чтобы не испортить пигмент и сохранить основные характеристики продукции. Разбавлять краску следует при постоянном перемешивании для чего можно использовать стеклянную палочку или линейку. Не стоит для перемешивания брать деревянные или пластиковые предметы. От дерева в краске могут остаться крошки и она потеряет однородность, а пластик может раствориться в органических средах и испортить пигмент краски.
- Подойдут для перемешивания и металлические предметы, но с них предварительно нужно снять заусеницы.
- Проводить разбавление краски нужно в чистой таре без механических повреждений.
- Для двухкомпонентных смесей (лаки, эмали) помимо растворителя используют специальный отвердитель, который вносят в первую очередь.
Примеры решения задач
Попробуем решить следующую задачу.
Установить тип движения жидкого вещества по трубам теплообменника, имеющего структуру «труба в трубе». Параметры внутренней трубы – 25*2 мм, внешней – 50*2,5 мм. Массовый расход воды составляет 4000 кг/ч (обозначение G). Плотность жидкости – 1000 кг/м3. Абсолютный индекс составляет 1•10-3 Па*с.
Действие 1.
Следует узнать эквивалентный диаметр сечения межтрубного пространства:
Действие 2.
Определение скорости воды на основе уравнения расхода:
Действие 3.
По формуле Рейнольдса найти число Re:
Подставляя значения, получаем:
Ответ:
режим перемещения воды в межтрубном пространстве является турбулентным.
Как измерить вязкость? Методы определения вязкости
Для измерения вязкости лакокрасочных материалов существует специальный прибор — вискозиметр
. Обязательно купите его, стоит он копейки, а сэкономить на материалах в последствии может не одну тысячу. Ну и конечно же, куда без дедовского способа измерения вязкости «на глаз». Теперь обо всем по порядку.
Определение вязкости вискозиметром
Обычно вязкость лакокрасочных материалов измеряется вискозиметром типа «чашка Форда». Он представляет собой цилиндрическую мерную емкость объемом 100 см³ с конической нижней частью и отверстием в ней. Диаметр отверстия может быть разным — 2, 4, 6, 8 мм. Время (в секундах), через которое лакокрасочный материал вытечет через это отверстие — и есть его вязкость. Чем больше время — тем вязкость выше.
Для измерения вязкости эмалей, лаков и грунтов чаще всего используется вискозиметр с диаметром отверстия 4 мм
(№4 стандарта DIN (DIN4 ), или ВЗ-4 в нашем стандарте). Измерения проводятся при температуре 20 °C. Отклонения от этой температуры чреваты неточными измерениями, ведь при повышении температуры вязкость понижается, а при понижении, наоборот, повышается.
Итак, наполняем вискозиметр краской (лаком, грунтом) до краев, включаем секундомер и одновременно открываем отверстие вискозиметра. Когда жидкость перестанет течь непрерывной струей (капли не в счет), выключаем секундомер. Секунды, зафиксированные на секундомере — и есть вязкость измеряемой жидкости в так называемых «DIN-секундах». К примеру, вязкость воды при 20 °С по DIN4 — 13 секунд.
Средняя рабочая вязкость при 20 ºC по DIN4 составляет:
- для акриловых эмалей — 18-20 секунд;
- базовых эмалей — 16-17 секунд;
- лаков — 18-20 секунд;
- 2К-грунтов — 20-22 секунд;
- жидких шпатлевок — до 30 секунд.
Точная рекомендуемая рабочая вязкость обязательно указывается в технической документации к продукту. Допустим, указанная вязкость — 22 секунды. Если краска вытекала дольше, значит ее вязкость выше рекомендуемой и ее необходимо еще разбавлять.
Если вискозиметра под рукой не имеется или производитель не указал вязкость ни на банке, ни в «техничке» (или указал, скажем, в единицах Ford при температуре в фаренгейтах), тогда приходиться определять ее опытным путем. Кроме того, определять вязкость с помощью вискозиметра бывает не всегда удобно (когда приходится работать с небольшими объемами краски, меньше объема воронки).
«Народный метод» измерения вязкости («на глаз»)
Берем чистую деревянную палочку, а лучше металлическую пластинку длиной 15-20 см (или специальную линейку) и окунаем ее в смесь продукта с отвердителем (если добавляется) и разбавителем (если добавляется). Хорошенько перемешав смесь до однородной консистенции, поднимаем палочку и смотрим, как стекает краска. Если она слишком вязкая — добавляем понемногу разбавителя, если слишком жидкая — добавляем основной продукт и отвердитель. Грубо говоря — нравится как стекает краска — хорошо, идем красить, не нравится — делаем жиже или гуще.
Если вы заказывали краску «на подборе» в лаборатории, корректировать ее вязкость, как правило, не приходится. Вам выдадут три емкости — с краской, отвердителем (если материал двухкомпонентный) и разбавителем. Смешав эти компоненты вы получите материал нужной рабочей вязкости «под распылитель».
Физическая величина вязкость нефти
Это свойство, как правило, зависит от химического состава смеси, молекулярных масс составляющих её компонентов и от условий, при которых проводятся измерения.
По Ньютоновскому закону внутреннего трения сила внутреннего трения жидких веществ (обозначаемая как f ) находится в зависимости от следующих параметров:
- площадь соприкосновения составляющих жидкость слоев (обозначение – S);
- разность их скоростей (Δv);
- расстояние между этими слоями (Δh);
- молекулярные свойства жидкого вещества.
Формула этой зависимости такова: f = η * S * (Δv / Δh)
η – это коэффициент пропорциональности, который зависит от сил молекулярного сцепления и называется он коэффициентом внутреннего трения (по-другому – динамической вязкостью нефти).
Вязкость растворителей
Растворители представляют собой химические соединения, способные преобразовывать различные вещества в раствор (гомогенную однородную систему, состоящую из 2 и более компонентов). Обычно они используются в роли среды для проведения химических реакций, для технологических целей. В связи с этим растворители востребованы в различных сферах производства (лакокрасочном, электротехническом, фармацевтике, парфюмерии, создании взрывчатых веществ), сельском хозяйстве.
Растворители классифицируются на органические и неорганические (важнейший из них — это вода). По степени вязкости они подразделяются на маловязкие (до 0,002 Па•с), средневязкие (0,002–0,01 Па•с), высоковязкие (свыше 0,01 Па•с).
Растворители в промышленности перекачивают разными типами насосов, например мембранными, вихревыми, плунжерными аппаратами.
Вязкость ацетона
К группе маловязких растворителей относится ацетон. Это бесцветная летучая жидкость органического происхождения, отличающаяся характерным резким запахом. Вязкость продукта составляет 0,000 33 Па•с.
Вязкость керосина
Растворитель керосин также имеет небольшую вязкость (0,001 49 Па•с при комнатной температуре). Это прозрачное вещество масляной структуры, прозрачное либо желтоватого оттенка. Получают керосин при прямой перегонке нефти.
Данная субстанция применяется и в других целях: как реактивное топливо в ракетах, самолетах, как горючее для бытовых осветительных приборов, при обжиге стекла и фарфора, в оборудовании для резки металлов.
Условная вязкость
Условная вязкость выражается в градусах условной вязкости и обозначается ВУ, где t — температура, при которой производится определение.
Условная вязкость ( ВУ), получившая применение в нефтепереработке, — это величина, которая выражается отношением времен вытекания определенного объема воды и нефтепродукта или просто временем вытекания продукта из стандартного прибора. В СССР условную вязкость определяют сравнением времени вытекания 200 см3 воды при 20 С и такого же объема нефтепродукта при заданной температуре.
|
Температурные кри-вые вязкости различных масел. леи условная вязкость имеет отно. |
Условная вязкость представляет собой отношение времени истечения 200 мл нефтепродукта при температуре испытания ко времени истечения такого же объема дистиллированной воды при температуре 20 С.
Условная вязкость, непосредственно получаемая при испытании жидкости в вискозиметре, не пригодна даже для сравнительной оценки вязкости двух жидкостей. В самом деле, если взять условные вязкости, полученные на приборе Энглера, и определить по ним кинематическую вязкость, пользуясь для этого формулой Уббелоде, то получим для вязкостен, равных по Энглеру, например, 1 2 и 3, кинематическую вязкость соответственно 0 01, 0 11 и 0 20 ст. Таким образом, градусы Энглера не пропорциональны действительной вязкости, а поэтому и не могут дать наглядного представления о ней.
|
Схема автоматического измерения условной вязкости. |
Условная вязкость измеряется в установке по времени истечения определенного объема жидкости через калиброванное отверстие.
Условная вязкость зависит от ряда факторов и прежде всего-от статического напряжения сдвига и пластической вязкости.
Условная вязкость ( ВУ), получившая применение в нефтепереработке-это величина, которая выражается отношением времен вытекания определенного объема нефтепродукта и воды или просто временем вытекания продукта из стандартного прибора. В нашей стране условную вязкость определяют сравнением времени вытекания 200 см3 нефтепродукта при 20 С и такого же объема воды при заданной температуре.
Условная вязкость представляет собой отношение времени истечения определенного объема исследуемого продукта ко времени истечения такого же объема стандартной жидкости при определенно установленной температуре. Условную вязкость выражают условными единицами, градусами или секундами. В различных странах, в зависимости от выбора стандартной аппаратуры для определения условной вязкости, приняты различные условные единицы вязкости. Чаще всего условная вязкость выражается градусами Энглера.
Условная вязкость, ВУ ( относительная вязкость, вязкость по Энглеру ( Е) — отношение времени истечения из вискозиметра 200 мл испытуемого материала при заданной температуре ( обычно 50 или 100 С) ко времени истечения 200 мл дистиллированной воды при 20 С. Это отношение называют вязкостью в градусах; условное обозначение ВУ5о и ВУюо.
Условная вязкость представляет собой отвлеченное число, выражающее отношение времени истечения 200 г масла из вискозиметра типа ВУ ко времени истечения такого же количества дистиллированной воды при температуре 20 С. Условную или относительную вязкость, ранее обозначаемую в технической литературе градусами Энглера ( Е), выражают в градусах ВУво или ВУшо — Индекс обозначает температуру масла при испытании, которую принимают равной 50 или 100 С. С понижением температуры и повышением давления вязкость масел возрастает.
Условная вязкость представляет собой отвлеченное число, выражающее отношение времени истечения 200 г масла из вискозиметра типа ВУ ко времени истечения такого же количества дистиллированной воды при температуре 20 С. Индекс обозначает температуру масла при испытании, которую принимают равной 50 или 100 С. С понижением температуры и повышением давления вязкость масел возрастает.
Условная вязкость выражается градусами Энглера. Числом градусов Энглера называется отношение времени истечения из вискозиметра Энглера 200 мл испытуемого продукта при данной температуре ко времени истечения 200 мл дистиллированной воды при температуре 20 С. Условную вязкость в градусах Энглера при температуре t обозначают знаком Et. Определение условной вязкости проводится при технических испытаниях.
Условная вязкость не характеризует истинной вязкости в-ва.
Вязкость клея
Клей — это вещество либо смесь органического или неорганического происхождения, способные соединять различные материалы
Для данного продукта вязкость перед его отверждением выступает важной характеристикой. Многочисленные современные клеевые системы имеют разную степень вязкости, она варьируется от водоподобных жидкостей до смолообразных субстанций.
От вязкости зависит способ нанесения клея. Составы низкой вязкости наносятся с минимальным давлением, однако могут требовать фиксации, чтобы не допустить нежелательного вытекания.
Клеи на основе ПВА относят к псевдопластическим жидкостям: их вязкость меняется от скорости течения, при перемешивании они разжижаются. Данная зависимость отличается у разных составов.
В целом жидкие клеевые материалы классифицируются на 3 группы:
- низковязкие, имеющие показатель вязкости до 3 Па•с (их можно наносить краскопультом);
- средневязкие (5–20 Па•с, предполагают использование кисти, валика);
- высоковязкие (свыше 25–30 Па•с, наносятся шпателем).
На производстве клей перекачивают мембранные и поршневые бочковые насосы.
Связь динамической и кинематической вязкости
Вязкость жидкости определяет способность жидкости сопротивляться сдвигу при ее движении, а точнее сдвигу слоев относительно друг друга
Поэтому на производствах, где требуется перекачка различных сред, важно точно знать вязкость перекачиваемого продукта и правильно подбирать насосное оборудование
В технике встречаются два вида вязкости.
- Кинематическая вязкость чаще используется в паспорте с характеристиками жидкости.
- Динамическая используется в инженерных расчетах оборудования, научно-исследовательских работах и т.д.
Перевод кинематической вязкости в динамическую производят с помощью формулы, указанной ниже, через плотность при заданной температуре:
Где:
v — кинематическая вязкость,
n — динамическая вязкость,
p — плотность.
Таким образом, зная ту или иную вязкость и плотность жидкости можно выполнить пересчет одного вида вязкости в другой по указанной формуле или через конвертер выше.
Измерение вязкости
Понятия для этих двух типов вязкости присуще только жидкостям в связи с особенностями способов измерения.
Измерение кинематической вязкости используют метод истечения жидкости через капилляр (например используя прибор Уббелоде). Измерение динамической вязкости происходит через измерение сопротивление движения тела в жидкости (например сопротивление вращению погруженного в жидкость цилиндра).
От чего зависит значение величины вязкости?
Вязкость жидкости зависит в значительной мере от температуры. С увеличением температуры вещество становится более текучим, то есть менее вязким. Причем изменение вязкости, как правило, происходит достаточно резко, то есть нелинейно.
Поскольку расстояние между молекулами жидкого вещества намного меньше, чем у газов, у жидкостей уменьшается внутреннее взаимодействие молекул из-за снижения межмолекулярных связей.
Форма молекул и их размер, а также взаимоположение и взаимодействие могут определять вязкость жидкости. Также влияет их химическая структура.
Например, для органических соединений вязкость возрастает при наличии полярных циклов и групп.
Для насыщенных углеводородов — рост происходит при «утяжелении» молекулы вещества.
Тестируем краскопульт
Существует три простых теста, позволяющих оценить исправность краскопульта и корректность его регулировок:
- тест правильности формы отпечатка факела;
- тест на равномерность распределения краски в факеле;
- тест на качество распыления.
Читать также: Насадка для ощипывания пера
Основным из них является первый, с него и начнем.
Тест правильности формы отпечатка факела
Для проведения теста нам потребуется лист чистой бумаги или картона, предварительно закрепленный на стене. Дальше действуем следующим образом.
- Убедитесь, что все регулировочные винты краскопульта открыты на максимум, а вязкость ЛКМ в бачке соответствует нормальной.
- Поднесите пистолет к тестовой поверхности, на рекомендуемое для типа вашего краскопульта расстояние (20-25 см для конвенциональных распылителей, 10-15 см для HVLP, 15-20 см для LVLP/RP).
- Направьте ось сопла перпендикулярно поверхности листа и буквально на секунду нажмите на спусковой рычаг.
- Смотрим на отпечаток факела. По его виду можно судить о том, насколько правильно отрегулирован пистолет.
Самый эффективный и наглядный способ проверки правильной работы окрасочного пистолета — контороль формы пятна распыла. Процедуру необходимо выполнять каждый раз перед окрашиванием. Пробное распыление проводится на поверхность чистого листа бумаги, картона, закрепленного вертикально
При полной исправности и правильной регулировке краскопульта, отпечаток факела должен представлять собой четкий, сильно вытянутый овал равномерно нанесенной краски (возможно, с небольшой размытостью краев). Его боковые стороны ровные, без каких-либо выступов и впадин, а лакокрасочный материал равномерно распределен по всей площади пятна.
Если же отпечаток факела не соответствует эталону, причина зачастую банальна — несбалансированное соотношение подачи воздуха к подаче краски. Так, если наблюдается переизбыток материала в центре или на краях — попробуйте уменьшить подачу материала, ввернув винт не более чем на один оборот, и повторите тест. Если факел имеет форму восьмерки (сильно сужен в центре) — уменьшите давление на входе. Форму банана отпечаток принимает в случае засорения одного из боковых каналов воздушной головки.
Об остальных причинах некорректного распыления подробнее читайте здесь.
Для опытного мастера важна не только форма, но и степень насыщенности пятна распыла (сухое, нормальное, с формирующимися подтеками). На основании этой информации можно предварительно оценить скорость перемещения окрасочного пистолета и оптимальное расстояние до окрашиваемой поверхности.
Тест на равномерность распределения краски в факеле
Разворачиваем воздушную головку или весь краскопульт так, чтобы отпечаток факела стал горизонтальным. Нажимаем на спусковой крючок и распыляем материал до тех пор, пока краска не начнет стекать вниз ручейками. Наблюдая за скоростью течения этих ручейков и расстоянием между ними, мы можем сделать выводы о равномерности или наоборот, неравномерности распределения краски в факеле.
Тест на равномерность распределения краски в факеле
Для качественной и эффективной покраски материал должен распределяться равномерно или с незначительной концентрацией в центральной части факела. Образцы правильного и неправильного распределения материала приведены ниже.
Следует иметь ввиду, что существуют воздушные головки, специально разработанные для распыления с высокой концентрацией в центре факела.
Тест на качество распыления
Чтобы окончательно убедиться, что наш пистолет наносит лакокрасочный материал равномерно, проведем еще один, последний тест, имитирующий, собственно, сам процесс покраски. Вдоль тестовой поверхности на рекомендуемом расстоянии и с равномерной постоянной скоростью проводим включенным распылителем. Размеры капель краски в полученной полосе могут нам кое-что сказать.
Тест на качество распыления
Во-первых, не нужно пытаться добиться очень мелких капелек одинакового размера. Размер капель зависит как от давления распыления, так и от степени помола пигмента. Поэтому равномерное распределение по отпечатку более мелких капель, чем остальные, можно считать нормальным. Также нормально, когда от центра отпечатка к верхней и нижней его части размер капель слегка уменьшается.
Помните, что для достижения качественного распыления следует использовать минимально необходимое давление. Слишком большое давление приведет к повышенной степени туманообразования, перерасходу материала и чрезмерно «сухому» шероховатому покрытию.
Вязкость сметаны
Сметана – кисломолочный продукт, получающийся посредством кисломолочного брожения из сливок и закваски. В процессе образования продукта участвуют белки и молочный жир. Последний в процессе затвердевания и кристаллизации увеличивает устойчивость структуры и вязкость сметаны. Сметана различается по проценту жирности (от 10 до 40 %) и, соответственно, степени калорийности.
Для получения сметаны нужной вязкости при ее производстве сливки пастеризуют при довольно высокой температуре (85–95 °С). Увеличению вязкости конечного продукта также способствует гомогенизация сливок.
Вязкость 15%-ной сметаны составляет 6,722 Па•с при температуре 10 °С.
Перекачивают сметану импеллерными, кулачковыми, винтовыми насосами.
Вязкость гудрона
Гудрон — это остаток, образующийся в процессе отгонки из нефти фракций, которые выкипают до 450–600 °С под вакуумом при атмосферном давлении. Выход данного вещества составляет 10–45 % от нефтяной массы. Гудрон представляет собой очень вязкую жидкость черного цвета либо твердую асфальтоподобную субстанцию с блестящим изломом. Вещество содержит нефтяные смолы, углеводороды (парафиновые, нафтеновые, ароматические), карбоиды, карбены, асфальтены, небольшой объем примесей металлов, которые содержались в нефти.
В зависимости от температуры кинематическая вязкость гудрона составляет 40–91 сСт.
Применяется вещество в основном в дорожном строительстве, кровельных работах, производстве малозольного кокса, в качестве смягчителя в резиновой промышленности.
Вязкость некоторых веществ
Для авиастроения и судостроения наиболее важно знать вязкости воздуха и воды
Вязкость воздуха
Зависимость вязкости сухого воздуха от давления при температурах 300, 400 и 500 K Вязкость воздуха зависит в основном от температуры. При 15,0 °C вязкость воздуха составляет 1,78·10−5 кг/(м·с), 17,8 мкПа·с или 1,78·10−5 Па·с. Можно найти вязкость воздуха как функцию температуры с помощью программ расчёта вязкостей газов.
Вязкость воды
Зависимость динамической вязкости воды от температуры в жидком состоянии (Liquid Water) и в виде пара (Vapor) Динамическая вязкость воды составляет 8,90·10−4 Па·с при температуре около 25 °C. Как функция температуры: T = A × 10B/(T−C), где A = 2,414·10−5 Па·с; B = 247,8 K; C = 140 K.
Значения вязкости жидкой воды при разных температурах вплоть до точки кипения приведены в таблице:
| Температура, °C | Вязкость, мПа·с |
| 10 | 1,308 |
| 20 | 1,002 |
| 30 | 0,7978 |
| 40 | 0,6531 |
| 50 | 0,5471 |
| 60 | 0,4668 |
| 70 | 0,4044 |
| 80 | 0,3550 |
| 90 | 0,3150 |
| 100 | 0,2822 |
Динамическая вязкость разных веществ
Ниже приведены значения коэффициента динамической вязкости некоторых ньютоновских жидкостей: Вязкость отдельных видов газов
| Газ | при 0 °C (273 K), мкПа·с | при 27 °C (300 K), мкПа·с |
| воздух | 17,4 | 18,6 |
| водород | 8,4 | 9,0 |
| гелий | 20,0 | |
| аргон | 22,9 | |
| ксенон | 21,2 | 23,2 |
| углекислый газ | 15,0 | |
| метан | 11,2 | |
| этан | 9,5 |
Вязкость жидкостей при 25 °C
| Жидкость | Вязкость, Па·с | Вязкость, мПа·с |
| ацетон | 3,06·10−4 | 0,306 |
| бензол | 6,04·10−4 | 0,604 |
| кровь (при 37 °C) | (3—4)·10−3 | 3—4 |
| касторовое масло | 0,985 | 985 |
| кукурузный сироп | 1,3806 | 1380,6 |
| этиловый спирт | 1.074·10−3 | 1.074 |
| этиленгликоль | 1,61·10−2 | 16,1 |
| глицерин (при 20 °C) | 1,49 | 1490 |
| мазут | 2,022 | 2022 |
| ртуть | 1,526·10−3 | 1,526 |
| метиловый спирт | 5,44·10−4 | 0,544 |
| моторное масло SAE 10 (при 20 °C) | 0,065 | 65 |
| моторное масло SAE 40 (при 20 °C) | 0,319 | 319 |
| нитробензол | 1,863·10−3 | 1,863 |
| жидкий азот (при 77K) | 1,58·10−4 | 0,158 |
| пропанол | 1,945·10−3 | 1,945 |
| оливковое масло | 0,081 | 81 |
| пек | 2,3·108 | 2,3·1011 |
| серная кислота | 2,42·10−2 | 24,2 |
| вода | 8,94·10−4 | 0,894 |
Вязкость, как физическая величина
Согласно общему закону внутреннего трения Ньютона, сила внутреннего трения жидкости (f) зависти от:
- площади соприкосновения ее слоев (S)
- разности скоростей слоев (Δv)
- расстояния между слоями (Δh)
- молекулярных свойств жидкости
Коэффициент пропорциональности η, присутствующий в формуле, и зависящий от молекулярных сил сцепления жидкости, получил название коэффициент внутреннего трения, или динамическая вязкость.
Сводная таблица кинематическая вязкости нефтепродуктов
| Жидкость | Температура | Кинематическая вязкость, сСт |
|---|---|---|
| Анилин | 20 | 4,3 |
| Бензин | 15 | 0,65 |
| Бензол | 20 | 0,07 |
| Глицерин 50% водный раствор | 20 | 6 |
| Глицерин 86% водный раствор | 20 | 105 |
| Глицерин безводный | 20 | 870 |
| Керосин | 15 | 2,7 |
| Нефть легкая | 18 | 25 |
| Нефть тяжелая | 18 | 140 |
| Скипидар | 16 | 1,83 |
| Спирт этиловый | 20 | 2,54 |
| Дизельное топливо (ГОСТ 305-82) | 20 | 18 — 60 |
| Масло авиационное МС, МК (ГОСТ 21743-76) | 100 | 14 – 22 |
| Масло веретенное АУ (ГОСТ 1642-75) | 20 | 49 |
| Масло индустриальное (ГОСТ 20799-75): | — | — |
| И-5А | 50 | 4 |
| И-8А | 50 | 7 |
| И-12А | 50 | 12 |
| И-25А | 50 | 25 |
| И-30А | 50 | 30 |
| И-40А | 50 | 40 |
| И-70А | 50 | 70 |
| И-100А | 50 | 100 |
| Касторовое масло | 20 | 1002 |
| Турбинное масло (ГОСТ 32-74, ГОСТ 9972-74): | — | — |
| ТП-30 | 50 | 30 |
| ТП-46 | 50 | 46 |
Это интересно: Основные виды нефти — объясняем развернуто
Коэффициент вязкости: формула
В упрощенном виде процесс движения вязкой жидкости в трубопроводе можно рассмотреть в виде плоских параллельных слоев А и В с одинаковой площадью поверхности S, расстояние между которыми составляет величину h.
Эти два слоя (А и В) перемещаются с различными скоростями (V и V+ΔV). Слой А, имеющий наибольшую скорость (V+ΔV), вовлекает в движение слой B, движущийся с меньшей скоростью (V). В то же время слой B стремится замедлить скорость слоя А. Физический смысл коэффициента вязкости заключается в том, что трение молекул, представляющих собой сопротивление слоев потока, образует силу, которую Исаак Ньютон описал следующей формулой:
F = µ × S × (ΔV/h)
Здесь:
- ΔV – разница скоростей движений слоев потока жидкости;
- h – расстояние между слоями потока жидкости;
- S – площадь поверхности слоя потока жидкости;
- μ (мю) – коэффициент, зависящий от свойства жидкости, называется абсолютной динамической вязкостью.
В единицах измерения системы СИ формула выглядит следующим образом:
µ = (F × h) / (S × ΔV) = (Паскаль × секунда)
Здесь F – сила тяжести (вес) единицы объема рабочей жидкости.
