|
Вязкость масла является одним из
важнейших параметров, определяющих условия работы подшипника или иной пары
трения. Допустимое удельное давление в подшипнике при прочих равных условиях
пропорционально вязкости масла. Коэффициент трения и количество выделенного
тепла при прочих равных условиях пропорциональны вязкости масла [1].
Вязкость представляет собой
свойство жидкости сопротивляться сдвигу (скольжению) ее слоев. Это свойство
проявляется в том, что в жидкости при определенных условиях возникают
касательные напряжения.
При течении вязкой жидкости вдоль
твердой стенки происходит торможение потока, обусловленное вязкостью (рис. 1).
Скорость V уменьшается по мере уменьшения расстояния Y от стенки вплоть до V=0
при Y=0, а между слоями происходит проскальзывание, сопровождающееся
возникновением касательных напряжений (напряжений трения).
Согласно гипотезе, высказанной
впервые Ньютоном в 1686 г., а затем экспериментально обоснованной профессором
Н.П. Петровым в 1883 г., касательное напряжение в жидкости зависит от ее рода и
характера течения и при слоистом течении изменяется прямо пропорционально так
называемому поперечному градиенту скорости.
Таким образом:
|
|
 ,
|
(1)
|
где m –
коэффициент динамической вязкости жидкости;
dV –
приращение скорости, соответствующее приращению dY (см. рис. 1).
Рис. 1. Профиль скорости при течении вязкой жидкости
Поперечный градиент скорости
dV/dY определяет изменение скорости, приходящееся на единицу длины в
направлении нормали к стенке и, следовательно, характеризует интенсивность
сдвига жидкости в данной точке (точнее dV/dY – это модуль градиента
скорости, сам градиент – вектор).
Из выражения (1) следует, что
напряжения трения возможны только в движущейся жидкости, то есть вязкость
жидкости проявляется при ее течении. В покоящейся жидкости касательные напряжения
будем считать равными нулю [2].
При постоянстве касательного
напряжения по поверхности S полная касательная сила (сила трения), действующая
по этой поверхности:
|
|
 .
|
(2)
|
Единица СИ динамической вязкости:
[m]
= паскаль´секунда
(Па´с)
= .
Наряду с динамической вязкостью m
применяют кинематическую вязкость:
|
|
 ,
|
(3)
|
где r – плотность жидкости.
Единица СИ кинематической
вязкости:  .
Текучестью j
называется величина обратная динамической вязкости:
|
|
 .
|
(4)
|
Единица СИ текучести: [j]=м2/(Н´с)=1/(Па´с).
Вязкость капельных жидкостей
уменьшается с увеличением температуры. Вязкость газов, наоборот, с увеличением
температуры возрастает.
Влияние температуры на вязкость
жидкостей можно оценить формулой:
|
|
 ,
|
(5)
|
где m и m0 –
вязкость при температуре Т и Т0;
b –
коэффициент, значение которого для масел изменяется в пределах 0,02¸0,03.
Для пересчета градусов Энглера в
кинематическую вязкость в случае минеральных масел применяют формулу:
|
|
 .
|
(6)
|
Вязкость жидкости измеряется
специальными приборами, называемыми вискозиметрами. Для определения вязкости
жидкости, вязкость которой выше вязкости воды, используют вискозиметр Энглера.
Кроме градусов Энглера, принятых
в России и в европейских странах, используются: в Англии секунды – Редвуда 1, в
США и американских странах – секунды Сейболта.
Вязкость нефтепродуктов
определяется по вискозиметру Редвуда или Сейболта в абсолютных единицах
(секундах) путем замера времени истечения 50 мл (Редвуда) или 60 мл (Сейболт)
нефтепродукта при температуре 20°С.
Рис. 2.
Номограмма для вычисления индексов вязкости
Важнейшим положительным качеством
масла является пологая температурная кривая вязкости. Масло, сравнительно мало
изменяющее свою вязкость в пределах рабочего диапазона температур, обеспечивает
более или менее постоянный режим трения в узлах трения, сохраняя свои смазочные
свойства при высоких температурах и обеспечивая удовлетворительную работу при
низких, когда вязкость значительно возрастает.
Вяскозно-температурные свойства
масел, характеризуемые пологостью температурной кривой их вязкости, иногда
определяют используя показатель индекса вязкости (ИВ). Для определения индекса
вязкости масла необходимо знать его кинематическую вязкость при 50°С и
100°С.
Расчет ведут по специальным таблицам или номограммам. Масла, обладающие более
высоким индексом вязкости, имеют более пологую температурную кривую вязкости.
| 
скачать документ
