Du klampumo matavimo ir pranešimo metodai – kinematinis ir absoliutus (taip pat vadinamas dinaminiu) – dažnai sukelia painiavą tiems, kurie jų reguliariai nenaudoja. Šiame stulpelyje paaiškinsiu jų skirtumus ir pateiksiu keletą patarimų, kaip juos pritaikyti tepalams.
absoliutus klampumas
Absoliutus klampumas apibrėžiamas kaip skysčio atsparumas šlyčiai arba skysčio gebėjimas atsispirti deformacijai, kai veikia jėga. Paprasčiau tariant, kuo skystis tirštesnis, tuo daugiau energijos reikia, kad jis tekėtų. Griežtai kalbant, kinematinė klampa apibrėžiama kaip absoliutaus klampos ir tankio santykis.
Tankis yra savybė, gaunama iš masės, ir kadangi praktiškai masė ir svoris yra tiesiogiai proporcingi bet kurioje Žemės paviršiaus vietoje, kinematinis klampumas dažnai aiškinamas kaip skysčio pasipriešinimas tekėti veikiant gravitacijai.
Man patinka galvoti apie kinematinį klampumą kaip ypatingą absoliutaus klampumo atvejį. Gravitacijos sukeliamos šlyties jėgos iš tikrųjų yra labai mažos, palyginti su šlyties jėgomis, atsirandančiomis dėl mechaninės mašinos komponentų sąveikos.
Iliustruojame šį skirtumą pavyzdžiu. Tarkime, kad ant jūsų stalo yra stiklainis medaus ir stiklainis vandens. Stiklainiai pritvirtinti prie stalo, kad negalėtų judėti. Jei į kiekvieną stiklainį įdedate po šaukštą ir pradedate maišyti, į skystį įvesite šlyties.
Atkreipkite dėmesį, kad šias jėgas sukelia ne gravitacija, todėl tai, ką darote, yra absoliutaus klampumo testas. Akivaizdu, kad skystis, turintis didesnį atsparumą maišymui, yra medus, todėl galime daryti išvadą, kad absoliutus medaus klampumas yra didesnis nei absoliutus vandens klampumas. Dabar paimkite tuos stiklainius, nuimkite juos nuo stalo ir supilkite į šalį.
Visas skystis ištekės iš bako, šiuo atveju srautą sukeliančią jėgą įveda gravitacija. Taigi mes ką tik atlikome kinematinį klampos testą ir tai taip pat parodė, kad medus turi didesnį kinematinį klampumą nei vanduo, nes jis turi didesnį atsparumą ištekėti iš stiklainio.
Kinematinis ar absoliutus skysčio klampumas kinta priklausomai nuo išmatuotos temperatūros. Todėl turi būti nurodyta temperatūra, kurioje matuojamas klampumas.
kinematinis klampumas
Kaip griežtas judėjimo būsenos apibrėžimas, jei žinomas skysčio tankis, absoliutus klampumas ir kinematinis klampumas gali būti konvertuojami tiesiogiai. Šį ryšį galima išreikšti taip:
Absoliutus klampumas=kinematinė klampa x tankis
Norint teisingai naudoti šią formulę, reikia naudoti atitinkamus SI vienetus.
Iki šiol įrodėme, kad tiek absoliutaus, tiek kinematinės klampos testai įrodo, kad medus yra klampesnis už vandenį. Pažvelkime į kitą pavyzdį.
Naudodami du identiškus stiklainius, pritvirtintus prie stalo, vieną užpildykite medumi, o kitą - majonezu. Dabar maišydami skystį atlikite absoliutaus klampumo testą. Bandymai parodys, kad medus yra klampesnis skystis.
Apverskite stiklainį ir atlikite kinematinį klampumo testą, kuris parodys, kad majonezas dabar yra klampesnis skystis (medus išbėgs greičiau nei majonezas). Pirma, koks yra skirtingų rezultatų paaiškinimas ir, antra, kokios yra jų pasekmės, bent jau kalbant apie mašinų tepalus?
skirtumas
Norėdami paaiškinti skirtingus rezultatus, turime suprasti skysčio Niutono savybes. Jei susiejate skysčio klampumą su jo patiriamu šlyties dydžiu, kai kurių skysčių klampumas nepriklauso nuo taikomos šlyties jėgos dydžio.
Tai vadinami Niutono skysčiais, kurių geras pavyzdys yra medus. Kai kurių skysčių klampumo pasiskirstymas keičiasi atsižvelgiant į patiriamą šlyties dydį. Tai vadinama neniutono skysčiais, pavyzdžiui, majonezas.
Neniutono skysčiai pasižymi dideliu klampumu, kai šlyties greitis yra mažas (kinematinis klampos bandymas). Kaip ir atliekant absoliutaus klampumo testą, neniutono skysčių klampumas mažėja, kai skystis yra kirptas stipriau.
kodėl tai svarbu
Taigi, ką tai reiškia lubrikantams?
1. Dauguma tepalų (žr. išimtis žemiau) pasižymi beveik niutono savybėmis. Taigi, ar matuojame kinematinį klampumą, ar absoliučią klampumą ir keičiame jį, nėra didelio skirtumo.
2. Aliejai, turintys daugiau neniutono savybių:
Patobulinti tepalai (alyvos su klampumo indeksą gerinančiais priedais)
Suskaidyta alyva
Aliejaus emulsijos, įskaitant vidutinį kietųjų medžiagų ir (arba) skysčių užterštumą ir oro įsisavinimą, dėl kurių gali susidaryti emulsijos.
3. Atsižvelgiant į tai, kad mechaniškai įvedamos šlyties jėgos, o ne gravitacija, veikia tepimo skysčio tekėjimą mašinoje, galima teigti, kad absoliutaus klampumo bandymas yra geresnis klampumo nustatymo metodas. Tačiau taip pat teisinga manyti, kad bet koks veiksnys, turintis įtakos absoliutaus klampumo pokyčiams, gali turėti įtakos ir kinematinės klampos pokyčiams.
Kol matuojame ir keičiame vieną matavimo metodą (su tinkamu atkuriamumu), turėtume gauti gerus duomenų modelius. Nors atliekame kinematinį klampos matavimą ir intuityviai žinome, kad jie yra neteisingi, kiek tai susiję su mašina, jie vis dar yra populiarūs. Taigi laikykitės vieno metodo. Juokaudamas: geriau visada klysti, nei kartais klysti.
4. Kinematinis klampumas yra įprastas klampumo matavimo ir pranešimo metodas naudotų tepalų analizėje, bent jau daugumoje komercinių laboratorijų. Kaip minėta ankstesnėje pastraipoje, tai gali būti ne pats geriausias būdas, tačiau dėl istorijos ir naudojimo paprastumo jis tapo dominuojančiu požiūriu.
5. Dauguma komercinių laboratorijų naudos automatinį viskozimetrą kinematiniam klampumui matuoti. Dauguma lauko laboratorinių prietaisų matuoja absoliučią klampą, bet praneša apie tai kaip kinematinį klampumą, naudodami skysčio tankio prielaidas ir atlikdami atitinkamus skaičiavimus.
Paprastai tai nėra problema norint gauti tendencijų rezultatus, tačiau svarbu užtikrinti, kad klampumo matavimai visada būtų atliekami toje pačioje temperatūroje. Tai gali būti kambario temperatūra, tačiau prieš bandymą visada įsitikinkite, kad aliejus turėjo laiko pasiekti kambario temperatūrą kontroliuojamoje aplinkoje.
Ir nemėginkite per daug lyginti savo komercinės naftos laboratorijos rezultatų su lauko laboratorijos rezultatais; jie bus skirtingi, bet taip yra todėl, kad jie matuoja skirtingus dalykus. Turėtų būti tam tikra koreliacija, bet jie nebus visiškai lygiaverčiai.
Klampumas dažnai laikomas svarbiausia lubrikanto savybe. Todėl taip pat svarbu mokėti ją išmatuoti ir suprasti. Tikiuosi, kad tai padės geriau suprasti temą.
