गतिशील चिपचिपाहट आयाम. श्यानता क्या है? श्यानता इकाइयाँ

संतुलन की स्थिति में, किसी पदार्थ की विभिन्न अवस्थाएँ एक दूसरे के सापेक्ष विश्राम की स्थिति में होती हैं। उनकी सापेक्ष गति के साथ, ब्रेकिंग बल (चिपचिपाहट) प्रकट होते हैं, जो सापेक्ष गति को कम करते हैं। चिपचिपाहट के तंत्र को गैसों और तरल पदार्थों में विभिन्न परतों के बीच अणुओं की क्रमबद्ध गति के संवेग के आदान-प्रदान तक कम किया जा सकता है। गैसों और तरल पदार्थों में चिपचिपे घर्षण बलों के उद्भव को स्थानांतरण प्रक्रिया कहा जाता है। ठोस पदार्थों की श्यानता में कई महत्वपूर्ण विशेषताएं होती हैं और इस पर अलग से विचार किया जाता है।

परिभाषा

कीनेमेटीक्स चिपचिपापनपदार्थ के घनत्व के लिए गतिशील चिपचिपाहट () के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है। इसे आमतौर पर अक्षर (nu) द्वारा निर्दिष्ट किया जाता है। फिर हम गतिज श्यानता गुणांक की गणितीय परिभाषा इस प्रकार लिखते हैं:

गैस (तरल) का घनत्व कहां है.

चूँकि अभिव्यक्ति (1) में पदार्थ का घनत्व हर में है, उदाहरण के लिए, 7.6 मिमी एचजी के दबाव पर विरल हवा। कला। और 0 o C के तापमान पर ग्लिसरीन की गतिज श्यानता दोगुनी होती है।

सामान्य परिस्थितियों में हवा की गतिज श्यानता को अक्सर बराबर माना जाता है, इसलिए, वायुमंडल में चलते समय, स्टोक्स का नियम तब लागू होता है जब शरीर की त्रिज्या (सेमी) और इसकी गति () का उत्पाद 0.01 से अधिक नहीं होता है।

सामान्य परिस्थितियों में पानी की गतिज श्यानता को अक्सर के क्रम का माना जाता है, इसलिए, पानी में चलते समय, स्टोक्स का नियम तब लागू होता है जब शरीर की त्रिज्या (सेमी) और इसकी गति () का उत्पाद 0.001 से अधिक नहीं होता है।

गतिज श्यानता और रेनॉल्ड्स संख्या

रेनॉल्ड्स संख्या (Re) गतिज श्यानता का उपयोग करके व्यक्त की जाती है:

पदार्थ में गतिमान पिंड के रैखिक आयाम कहां हैं, और पिंड की गति की गति कहां है।

अभिव्यक्ति (2) के अनुसार, एक स्थिर गति से चलने वाले शरीर के लिए, गतिज चिपचिपाहट बढ़ने पर संख्या घट जाती है। यदि पुनः संख्या छोटी है, तो ललाट प्रतिरोध में चिपचिपा घर्षण बल जड़ता की शक्तियों पर प्रबल होता है। इसके विपरीत, बड़ी रेनॉल्ड्स संख्याएं, जो कम गतिज चिपचिपाहट पर देखी जाती हैं, घर्षण पर जड़त्वीय बलों की प्राथमिकता का संकेत देती हैं।

गतिज श्यानता के दिए गए मान पर रेनॉल्ड्स संख्या छोटी होती है, जब शरीर का आकार और उसकी गति की गति छोटी होती है।

गतिक श्यानता गुणांक की माप की इकाइयाँ

गतिक श्यानता के लिए मूल SI इकाई है:

समस्या समाधान के उदाहरण

उदाहरण 1

व्यायाम एक धातु की गेंद (इसका घनत्व बराबर है) को एक तरल में समान रूप से उतारा जाता है (तरल का घनत्व गतिज श्यानता के बराबर होता है)। गेंद के किस अधिकतम संभव व्यास पर इसके चारों ओर प्रवाह लामिनाकार रहेगा? विचार करें कि अशांत प्रवाह में संक्रमण Re=0.5 पर होता है। गेंद के व्यास को विशिष्ट आकार के रूप में लें।
समाधान आइए एक चित्र बनाएं

न्यूटन के दूसरे नियम का उपयोग करते हुए, हम अभिव्यक्ति प्राप्त करते हैं:

आर्किमिडीज़ बल कहाँ है और श्यान घर्षण बल है।

Y अक्ष पर प्रक्षेपण में, समीकरण (1.1) रूप लेगा:

इस मामले में हमारे पास है:

जिसमें:

परिणाम (1.3)-(1.5) को (1.2) में प्रतिस्थापित करने पर, हमारे पास है:

हमारे मामले में रेनॉल्ड्स संख्या को इस प्रकार परिभाषित किया गया है:

संवेग संरक्षण का नियम

यह सभी देखें: पोर्टल:भौतिकी

कम (ऊपर) और उच्च (नीचे) चिपचिपाहट वाले तरल में किसी पिंड के गिरने की प्रकृति

श्यानता(आंतरिक घर्षण) स्थानांतरण घटना में से एक है, द्रव निकायों (तरल पदार्थ और गैसों) की संपत्ति दूसरे के सापेक्ष उनके एक हिस्से की गति का विरोध करती है। परिणामस्वरूप, इस गति पर व्यय किया गया कार्य ऊष्मा के रूप में नष्ट हो जाता है।

तरल पदार्थ और गैसों में आंतरिक घर्षण का तंत्र यह है कि अव्यवस्थित रूप से गतिशील अणु गति को एक परत से दूसरी परत में स्थानांतरित करते हैं, जिससे वेग बराबर हो जाता है - इसे घर्षण बल की शुरूआत द्वारा वर्णित किया गया है। ठोस पदार्थों की श्यानता में कई विशिष्ट विशेषताएं होती हैं और आमतौर पर इसे अलग से माना जाता है।

गतिशील चिपचिपाहट (इकाइयाँ: Pa s = 10 पोइज़) और गतिज चिपचिपाहट (इकाइयाँ: स्टोक्स, m²/s, ऑफ-सिस्टम इकाई - डिग्री एंगलर) के बीच एक अंतर किया जाता है। गतिज श्यानता को किसी पदार्थ के घनत्व के लिए गतिशील श्यानता के अनुपात के रूप में प्राप्त किया जा सकता है और इसकी उत्पत्ति श्यानता को मापने के शास्त्रीय तरीकों से होती है, जैसे कि गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव के तहत एक कैलिब्रेटेड छिद्र के माध्यम से किसी दिए गए आयतन के प्रवाह के समय को मापना।

किसी पदार्थ का तरल से कांच जैसी अवस्था में संक्रमण आमतौर पर 10 11 −10 12 Pa s के क्रम की चिपचिपाहट प्राप्त करने से जुड़ा होता है।

श्यानता मापने के उपकरण को विस्कोमीटर कहा जाता है।

श्यान घर्षण बल

श्यान घर्षण बल F, पिंडों की सापेक्ष गति V की गति के समानुपाती, क्षेत्र S के समानुपाती और समतल h के बीच की दूरी के व्युत्क्रमानुपाती होता है:

तरल या गैस के प्रकार के आधार पर आनुपातिकता गुणांक कहा जाता है गतिशील चिपचिपाहट का गुणांक.

श्यान घर्षण की शक्तियों के बीच गुणात्मक रूप से महत्वपूर्ण अंतर है शुष्क घर्षण, अन्य बातों के अलावा, केवल चिपचिपा घर्षण और एक मनमाने ढंग से छोटे बाहरी बल की उपस्थिति में एक शरीर आवश्यक रूप से चलना शुरू कर देगा, अर्थात, चिपचिपा घर्षण के लिए कोई स्थैतिक घर्षण नहीं है, और इसके विपरीत - केवल चिपचिपा घर्षण के प्रभाव में , एक पिंड जो शुरू में चला गया वह कभी भी (मैक्रोस्कोपिक सन्निकटन के ढांचे के भीतर जो ब्राउनियन गति की उपेक्षा करता है) पूरी तरह से नहीं रुकेगा, हालांकि गति अनिश्चित काल तक धीमी हो जाएगी।

दूसरा चिपचिपापन

दूसरी चिपचिपाहट, या वॉल्यूमेट्रिक चिपचिपाहट, आंतरिक घर्षण है जब गति को गति की दिशा में स्थानांतरित किया जाता है। यह केवल तभी प्रभावित करता है जब संपीड़ितता को ध्यान में रखा जाता है और/या अंतरिक्ष में दूसरी चिपचिपाहट के गुणांक की विविधता को ध्यान में रखा जाता है।

यदि गतिशील (और गतिज) चिपचिपाहट शुद्ध कतरनी विरूपण की विशेषता है, तो दूसरी चिपचिपाहट वॉल्यूमेट्रिक संपीड़न विरूपण की विशेषता है।

थोक चिपचिपापन ध्वनि और सदमे तरंगों के क्षीणन में एक बड़ी भूमिका निभाता है, और इस क्षीणन को मापकर प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किया जाता है।

गैस की चिपचिपाहट

  • μ = किसी दिए गए तापमान पर गतिशील श्यानता (Pa s) में टी,
  • μ 0 = कुछ संदर्भ तापमान पर (Pa s) में संदर्भ चिपचिपाहट टी0,
  • टी= केल्विन में तापमान निर्धारित करें,
  • टी0= केल्विन में संदर्भ तापमान,
  • सी= उस गैस के लिए सदरलैंड स्थिरांक जिसकी श्यानता निर्धारित की जानी है।

इस सूत्र का उपयोग 0 की सीमा के तापमान के लिए किया जा सकता है< टी < 555 K и при давлениях менее 3,45 МПа с ошибкой менее 10 %, обусловленной зависимостью вязкости от давления.

विभिन्न तापमानों पर गैसों का सदरलैंड स्थिरांक और संदर्भ श्यानता नीचे दी गई तालिका में दी गई है

गैस सी टी0 μ 0

तरल पदार्थों की श्यानता

गतिशील चिपचिपाहट गुणांक

श्यानता का गुणांक (गतिशील श्यानता) आणविक गतियों के विचार से प्राप्त किया जा सकता है। जाहिर है, अणुओं के "निपटान" का समय जितना कम होगा, उतना ही कम होगा। ये विचार चिपचिपाहट गुणांक के लिए एक अभिव्यक्ति की ओर ले जाते हैं जिसे फ्रेनकेल-एंड्रेड समीकरण कहा जाता है:

चिपचिपापन गुणांक का प्रतिनिधित्व करने वाला एक अन्य सूत्र बैक्ज़िनस्की द्वारा प्रस्तावित किया गया था। जैसा कि दिखाया गया है, चिपचिपाहट गुणांक अणुओं के बीच की औसत दूरी के आधार पर अंतर-आणविक बलों द्वारा निर्धारित किया जाता है; उत्तरार्द्ध पदार्थ की दाढ़ मात्रा से निर्धारित होता है। अनेक प्रयोगों से पता चला है कि मोलर आयतन और श्यानता गुणांक के बीच एक संबंध है

जहाँ c और b स्थिरांक हैं। इस अनुभवजन्य संबंध को बैज़िंस्की का सूत्र कहा जाता है।

बढ़ते तापमान के साथ तरल पदार्थों की गतिशील चिपचिपाहट कम हो जाती है और बढ़ते दबाव के साथ बढ़ जाती है।

कीनेमेटीक्स चिपचिपापन

प्रौद्योगिकी में, विशेष रूप से, हाइड्रोलिक ड्राइव और ट्राइबोलॉजी की गणना करते समय, अक्सर मात्रा से निपटना पड़ता है

और इस मात्रा को गतिक श्यानता कहा जाता है। यहाँ तरल का घनत्व है; - गतिशील चिपचिपाहट (ऊपर देखें)।

पुराने स्रोतों में गतिज चिपचिपाहट अक्सर सेंटीस्टोक्स (सीएसटी) में दी जाती है। SI में इस मान का अनुवाद इस प्रकार किया गया है:

1 सीएसटी = 1 मिमी 2 1सी = 10 −6 मीटर 2 एस

न्यूटोनियन और गैर-न्यूटोनियन तरल पदार्थ

न्यूटोनियन तरल पदार्थ वे होते हैं जिनकी श्यानता विरूपण की दर पर निर्भर नहीं करती है। न्यूटोनियन तरल पदार्थ के लिए नेवियर-स्टोक्स समीकरण में, उपरोक्त के समान एक चिपचिपापन कानून है (वास्तव में, न्यूटन के नियम का सामान्यीकरण, या नेवियर का नियम):

चिपचिपा तनाव टेंसर कहाँ है.

श्यानता की सक्रियण ऊर्जा (kJ/mol) कहां है, तापमान () है, सार्वभौमिक गैस स्थिरांक (8.31 J/mol K) है और एक निश्चित स्थिरांक है।

अनाकार सामग्रियों में चिपचिपा प्रवाह अरहेनियस कानून से विचलन की विशेषता है: चिपचिपाहट की सक्रियण ऊर्जा कम तापमान (कांचदार अवस्था में) पर बड़े मूल्य से उच्च तापमान (तरल अवस्था में) पर छोटे मूल्य में बदल जाती है। इस परिवर्तन के आधार पर, अनाकार सामग्रियों को या तो मजबूत, कब, या भंगुर, कब के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। अनाकार सामग्रियों की नाजुकता को संख्यात्मक रूप से डोरेमस नाजुकता पैरामीटर द्वारा चित्रित किया जाता है: मजबूत सामग्री होती है, जबकि भंगुर सामग्री होती है।

अनाकार सामग्रियों की चिपचिपाहट का अनुमान दो-घातीय समीकरण द्वारा बहुत सटीक रूप से लगाया जाता है:

स्थिरांक के साथ, , , और , अनाकार सामग्रियों के कनेक्टिंग बॉन्ड के थर्मोडायनामिक मापदंडों से जुड़े।

ग्लास संक्रमण तापमान के पास संकीर्ण तापमान सीमाओं में, यह समीकरण वीटीएफ-प्रकार के सूत्रों या संपीड़ित कोहलराउश घातांक द्वारा अनुमानित किया जाता है।

श्यानता

यदि तापमान ग्लास संक्रमण तापमान से काफी नीचे है, तो द्विघातीय चिपचिपाहट समीकरण अरहेनियस-प्रकार के समीकरण में कम हो जाता है

उच्च सक्रियण ऊर्जा के साथ, कनेक्टिंग बॉन्ड को तोड़ने की एन्थैल्पी कहां है, यानी कॉन्फ़िगरेशन का निर्माण, और उनके आंदोलन की एन्थैल्पी है। यह इस तथ्य के कारण है कि अनाकार सामग्री कांच जैसी अवस्था में होती है और अधिकांश कनेक्टिंग बॉन्ड बरकरार रहते हैं।

जब द्विघातीय श्यानता समीकरण भी अरहेनियस प्रकार के समीकरण में कम हो जाता है

लेकिन कम सक्रियण ऊर्जा के साथ। यह इस तथ्य के कारण है कि जब अनाकार सामग्री सीधी स्थिति में होती है और अधिकांश कनेक्टिंग बॉन्ड नष्ट हो जाते हैं, जो सामग्री की तरलता को सुविधाजनक बनाता है।

सापेक्ष चिपचिपाहट

तकनीकी विज्ञान में इस अवधारणा का प्रयोग अक्सर किया जाता है सापेक्ष चिपचिपाहट, जिसे समाधान की गतिशील चिपचिपाहट के गुणांक (ऊपर देखें) के शुद्ध विलायक की गतिशील चिपचिपाहट के गुणांक के अनुपात के रूप में समझा जाता है:

जहां μ समाधान की गतिशील चिपचिपाहट है; μ 0 - विलायक की गतिशील चिपचिपाहट।

कुछ पदार्थों की श्यानता

विमान और जहाज निर्माण के लिए हवा और पानी की श्यानता को जानना सबसे महत्वपूर्ण है।

हवा की चिपचिपाहट

हवा की श्यानता मुख्यतः तापमान पर निर्भर करती है। 15.0 डिग्री सेल्सियस पर, हवा की चिपचिपाहट 1.78 10 −5 किग्रा/(एम एस), 17.8 μPa.s या 1.78 10 −5 Pa.s है। आप गैस चिपचिपाहट कैलकुलेटर का उपयोग करके तापमान के आधार पर हवा की चिपचिपाहट पा सकते हैं

पानी की चिपचिपाहट

आइए बुनियादी बातों से शुरू करें। जटिल तंत्र में उपयोग किए जाने वाले किसी भी तरल, इस मामले में तेल, की अपनी चिपचिपाहट होती है। चलो रसायन विज्ञान को अकेला छोड़ दें, हालांकि यह निश्चित रूप से स्नेहक को वह उत्पाद बनाता है जिसके लिए हम पैसे देते हैं।

आइए सबसे महत्वपूर्ण भौतिक गुणों में से एक पर विचार करें - तेल की चिपचिपाहट। इस तथ्य के बावजूद कि पैरामीटर सीधे रासायनिक संरचना पर निर्भर करता है, यह शुद्ध भौतिकी है। चिपचिपाहट सीधे तेल के तापमान और दबाव पर निर्भर करती है।

श्यानता तुलनित्र पर तेल की तरलता का प्रदर्शन

ये दोनों कारक इंजन प्रणालियों द्वारा नियंत्रित होते हैं:

  • ठंडा करना;
  • क्रैंककेस वेंटिलेशन।

निरपेक्ष मान गतिशील श्यानता है। एक अधिक लचीला मान (कई कारकों के आधार पर) गतिज है। पारंपरिक सीजीएस प्रणाली (सेंटीमीटर-ग्राम-सेकंड) के अनुसार, चिपचिपाहट को पोइज़ (गतिशीलता) और स्टोक्स (किनेमेटिक्स) में मापा जाता है। माप की अन्य इकाइयाँ भी हैं।

तेल की चिपचिपाहट क्या है?

यह एक जटिल अवधारणा है. सैद्धांतिक दृष्टिकोण से, यह द्रव प्रवाह का प्रतिरोध (तरलता का प्रतिपद) है। व्यावहारिक भौतिकी के दृष्टिकोण से, प्रतिरोध तेल बनाने वाले कणों के बीच घर्षण बल द्वारा बनता है।

तापमान पर तेल की चिपचिपाहट की निर्भरता का प्रदर्शन

सबसे पहले, मोटर तेल के चिकनाई गुण चिपचिपाहट पर निर्भर करते हैं। सही संतुलन के कारण, स्नेहक समान रूप से वितरित होता है और भागों की सतह पर बरकरार रहता है। घर्षण कम हो जाता है, तंत्र कम घिसते हैं और उनकी गति पर कम ऊर्जा खर्च होती है। इसका एक दुष्प्रभाव ईंधन की बचत है।

चूंकि तेल की चिपचिपाहट तापमान और दबाव पर निर्भर करती है, इसलिए रासायनिक संरचना को ऐसी विशेषताएं देना आवश्यक है जो इंजन तेल को सभी परिचालन स्थितियों के तहत अपने मापदंडों को बनाए रखने की अनुमति देगा।

इंजन के ऑपरेटिंग तापमान के भीतर तकनीकी तरल पदार्थों के गुणों को बदलने की अनुमति नहीं दी जानी चाहिए। इस पैरामीटर को स्पष्ट करने के लिए, चिपचिपाहट के संख्यात्मक मान के आगे, वह स्थिति जिसके तहत माप किया जाता है, एक या दूसरे तरीके से इंगित किया जाता है। यह प्रयोगशाला तकनीशियनों के लिए जानकारी है. और स्नेहक खरीदार नहीं।

वाहन निर्माता स्नेहक निर्माताओं पर विशेष रूप से चिपचिपाहट के संदर्भ में बहुत विशिष्ट आवश्यकताएं रखते हैं। इसलिए, मोटर तेल का चयन करते समय, आपको इस पैरामीटर पर ध्यान देना चाहिए।

यदि आप कारखाने की सिफारिशों के उल्लंघन में मोटर तेल का उपयोग करते हैं, तो चिपचिपाहट या तो तापमान की स्थिति के अनुरूप नहीं होगी, या इसका मूल्य अप्रत्याशित रूप से बदल जाएगा।

इससे निम्नलिखित समस्याएं हो सकती हैं:

  1. चिकनाई गाढ़ी हो जाएगी और तेल चैनलों से गुजरना मुश्किल हो जाएगा;
  2. कामकाजी फिल्म की मोटाई मोटर चालकों-निर्माताओं की आवश्यकताओं को पूरा नहीं करेगी;
  3. तेल कार्य क्षेत्र में नहीं रहेगा, धातु "नंगी" रहेगी।

परिणामस्वरूप, तेल की कमी और शुष्क घर्षण का प्रभाव पड़ेगा। हिस्से ज़्यादा गर्म हो जाएंगे और जल्दी खराब हो जाएंगे, जिससे अनिवार्य रूप से इंजन ख़राब हो जाएगा।

इंजन तेल भुखमरी के परिणाम

इंजन ऑयल की गतिक, गतिशील और सापेक्ष चिपचिपाहट

मूल (पूर्ण) पैरामीटर तेल की गतिशील चिपचिपाहट है।यदि आप कैलिब्रेटेड चिकनाई वाली सतह पर 1 सेमी² क्षेत्रफल वाला तेल का दाग लगाते हैं, तो इसे 1 सेमी/सेकेंड की गति से स्थानांतरित करने के लिए एक निश्चित बल की आवश्यकता होगी। इस बल का स्थान के क्षेत्रफल से अनुपात गतिशील श्यानता निर्धारित करता है। इस मान की गणना आमतौर पर विभिन्न तापमानों के लिए की जाती है। इसे समय से विभाजित मिलीपास्कल में सेकंड में मापा जाता है: एमपीए/एस।

तेल की गतिज चिपचिपाहट उसके घनत्व से संबंधित होती है, और सीधे उस तंत्र के तापमान पर निर्भर करती है जिसमें स्नेहक का उपयोग किया जाता है। चूंकि प्रमाणन माप इंजन ऑपरेटिंग तापमान (+40°C से +100°C तक) की सीमा में किया जाता है, यह इंजन ऑयल का मुख्य प्रदर्शन संकेतक है। अधिकतम अनुमेय तापमान मान: + 150°C.

पैरामीटर सीधे गतिशील चिपचिपाहट के मूल्य से संबंधित है, और तरल के घनत्व के अनुपात का प्रतिनिधित्व करता है। बेशक, पूर्ण चिपचिपाहट और घनत्व के लिए माप समान तापमान स्थितियों के तहत किया जाता है। माप की इकाई वर्ग मीटर प्रति सेकंड है: m²/s।

मोटर तेल की सापेक्ष चिपचिपाहट एक संख्या है जो आसुत जल की चिपचिपाहट की तुलना में अधिकता के अंतर को निर्धारित करती है। दोनों माप भी एक ही तापमान पर किए जाते हैं: +20°C। तेल की चिपचिपाहट मापने की इकाई एंगलर डिग्री (ई°) है। यह माप विधि सहायक है और इसके आधार पर निर्धारित नहीं की जाती है। लेकिन इस प्रक्रिया के बिना (परिणाम आवश्यक रूप से प्रोटोकॉल में परिलक्षित होते हैं), किसी विशिष्ट कार ब्रांड के लिए फ़ैक्टरी अनुमोदन प्राप्त करना असंभव है।

तेल की चिपचिपाहट और स्नेहक के प्रकार के लिए अंतर्राष्ट्रीय मानक

बेशक, स्नेहक वाले कंटेनरों पर निशान भौतिकी पाठ्यपुस्तक से सूत्रों और माप की इकाइयों की उपस्थिति का संकेत नहीं देते हैं। पदनाम को सरल और औपचारिक बनाया गया है।

एसएई के अनुसार चिपचिपाहट ग्रेड के विशिष्ट मूल्यों को लंबे समय से सभी स्नेहक निर्माताओं और ऑटोमोबाइल चिंताओं के बीच स्वीकार किया गया है; मानक सभी महाद्वीपों पर मान्य है और किसी भी ब्रांड की पैकेजिंग पर पाया जा सकता है।

पेट्रोलियम उत्पादों की चिपचिपाहट निर्धारित करने की विधि - वीडियो

चिपचिपाहट निर्धारित करने की तकनीक में लगातार सुधार किया जा रहा है। आज, SAE J300 संस्करण का उपयोग किया जाता है, जिसके अनुसार सभी स्नेहक (इंजन के लिए) को 11 समूहों (वर्गों) में विभाजित किया गया है। साथ ही, पिछले संस्करण नए संस्करणों के साथ पिछड़े संगत हैं।

उपयोग के मौसम के अनुसार वर्गीकरण:

  1. शीतकालीन ऑपरेशन के लिए, कम तापमान की चिपचिपाहट डब्ल्यू निर्धारित करने के लिए अंकन का उपयोग किया जाता है: (एसएई 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W)।
  2. ग्रीष्मकालीन मोटर तेल निम्नानुसार निर्दिष्ट हैं: (एसएई 20, 30, 40, 50, 60)।

चूँकि वाहन शायद ही कभी कड़ाई से परिभाषित परिस्थितियों में पाए जाते हैं, तथाकथित ऑल-सीज़न मोटर तेल (खनिज, सिंथेटिक या अर्ध-सिंथेटिक हो सकते हैं) मुख्य रूप से उपयोग किए जाते हैं। परिचालन स्थितियों के आधार पर, संयुक्त चिह्नों का उपयोग किया जाता है: SAE 0W-30, SAE 15W-40, SAE 20W-50, आदि।
तापमान पर वर्गीकरण की निर्भरता की अनुमानित सूची तालिका में दिखाई गई है:


सामान्य इंजन संचालन के लिए, इंजन ऑयल की गतिक चिपचिपाहट दो मानों द्वारा निर्धारित की जाती है। पहला अंक इंगित करता है कि इंजन शीतकालीन परिचालन स्थितियों के अधीन है।

उचित रूप से चयनित स्नेहक को एक निश्चित तापमान पर इंजन की ठंडी शुरुआत सुनिश्चित करनी चाहिए। अर्थात्, तेल प्रवाह दर के वही संकेतक जो विभिन्न तापमानों पर प्रयोगशालाओं में निर्धारित किए जाते हैं, व्यवहार में उपयोग किए जाते हैं। यदि आप गलत एसएई मान के साथ तरल पदार्थ भरते हैं, तो क्रैंकशाफ्ट -25 डिग्री सेल्सियस के पूरी तरह से सामान्य तापमान पर नहीं घूम सकता है।

यदि ग्रीष्मकालीन ऑपरेशन के लिए चिपचिपापन संकेतक (दूसरा अंक) परिवेश के तापमान के अनुरूप नहीं है, तो तेल का दाग चलती भागों के संपर्क क्षेत्र में नहीं रहेगा, और हमें "शुष्क घर्षण" का प्रभाव मिलेगा।

और सबसे गंभीर स्थिति में, स्नेहक क्वथनांक तक पहुँच सकता है। फिर विशेषताएँ तेजी से ख़राब हो जाती हैं, और तकनीकी रूप से उन्नत तकनीकी तरल पदार्थ के बजाय, क्रैंककेस में अलग-अलग अंशों का मिश्रण होगा। यह किसी बड़े बदलाव से ज्यादा दूर नहीं है।

तेल की गतिज श्यानता मापने की विधियाँ

  1. कम तापमान की चिपचिपाहट - इंजन शुरू होने के बाद तेल पाइपलाइन प्रणाली के माध्यम से पंप करने की क्षमता। सार्वभौमिक (एसएई वर्गीकरण के सभी प्रतिभागियों के लिए) एएसटीएम डी 4684 और एएसटीएम डी 5293 तरीकों के अनुसार निर्धारित किया जाता है, बेंच स्थितियों के तहत, एक ठंडा इंजन शुरू होता है और कैलिब्रेटेड ट्यूबों के माध्यम से तकनीकी तरल पदार्थ का मार्ग अनुकरण किया जाता है। एक घूर्णी विस्कोमीटर का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन यह सतह तनाव बलों को ध्यान में नहीं रखता है। इस मामले में, न्यूनतम संभव तापमान निर्धारित किया जाता है जिस पर घोषित चिपचिपाहट मान बनाए रखा जाता है। इसके अलावा, तेल फिल्टर के माध्यम से तरल पदार्थ के विश्वसनीय रूप से गुजरने की क्षमता की जाँच की जाती है। पंप का दबाव बल गाढ़े तेल वाली झिल्ली को तोड़ने के लिए काफी है। परीक्षण पद्धति जीएम 9099 पी मानक द्वारा अपनाई गई है।
  2. उच्च तापमान की चिपचिपाहट का आकलन उसी बैच के नमूनों पर किया जाता है। सामान्य गर्म इंजन तापमान: 100°C पर केशिका विस्कोमीटर का उपयोग करके गतिज विशेषताओं की जाँच की जाती है। इस विधि को एएसटीएम डी 445 कहा जाता है। फिर तरल को 150 डिग्री सेल्सियस के तापमान तक गर्म किया जाता है। ये चरम मूल्य हैं जब तेल पिस्टन के गर्म तल को छूता है। इस सीमा में, कतरनी दर (गतिज चिपचिपाहट के संकेतकों में से एक) स्थापित मानक से अधिक नहीं होनी चाहिए। ऊपरी सीमा का मूल्यांकन एएसटीएम डी 4683 या एएसटीएम डी 4741 का उपयोग करके किया जाता है।

तापमान और यांत्रिकी के एक साथ प्रभाव के तहत कतरनी स्थिरता का भी आकलन किया जाता है। परीक्षण 10 सिम्युलेटेड कार्य घंटों के लिए एक विशेष कैलिब्रेटेड इंजेक्टर पर किया जाता है।

इसके अलावा, सहिष्णुता का पूरी तरह से पालन करने के लिए, कोई भी वाहन निर्माता अपना स्वयं का परीक्षण पेश कर सकता है जो किसी विशेष इंजन के लिए विशिष्ट तापमान और लोड स्थितियों का अनुकरण करता है।

और यदि कोई स्नेहक निर्माता अतिरिक्त प्रमाणपत्र प्राप्त करना चाहता है, तो उसे सभी परीक्षणों से गुजरना पड़ता है। इसमें कुछ लागतें शामिल हैं, लेकिन नए बाजारों और उपभोक्ताओं के लिए रास्ता खुलता है।

उपभोग्य सामग्रियों के ओईएम आपूर्तिकर्ता को चुनते समय सबसे सफल परीक्षणों को ध्यान में रखा जाता है।

निष्कर्ष

स्नेहक चुनते समय, सामग्री में सूचीबद्ध सभी सूत्रों या विधियों को याद रखना (या हाथ में रखना) आवश्यक नहीं है। बस लेबल पर एसएई मानक के अनुसार फ़ैक्टरी चिपचिपाहट डेटा पढ़ें और सहनशीलता की सूची में अपनी कार ढूंढें। प्रतीकों और संख्याओं के इन संयोजनों के तहत, किए गए परीक्षणों पर बहु-पृष्ठ रिपोर्ट छिपी हुई हैं।

इसकी चिपचिपाहट के आधार पर तेल कैसे चुनें - वीडियो

तेल चुनने का आदर्श विकल्प यह पता लगाना है कि आपके वाहन निर्माता से उपभोग्य सामग्रियों की आपूर्ति के लिए किस ब्रांड का ओईएम समझौता है। इस मामले में, आप पूरी तरह से आश्वस्त होंगे कि इंजन ऑयल की गतिज चिपचिपाहट आपके इंजन से मेल खाती है।

गतिज चिपचिपाहट निर्धारित करने के लिए, विस्कोमीटर का चयन किया जाता है ताकि तेल उत्पाद का प्रवाह समय कम से कम 200 एस हो। फिर इसे अच्छी तरह से धोया और सुखाया जाता है। परीक्षण उत्पाद का एक नमूना एक पेपर फिल्टर के माध्यम से फ़िल्टर किया जाता है। फ़िल्टर करने से पहले चिपचिपे उत्पादों को 50-100°C तक गर्म किया जाता है। यदि उत्पाद में पानी है, तो इसे सोडियम सल्फेट या मोटे टेबल नमक के साथ सुखाया जाता है, इसके बाद छान लिया जाता है। आवश्यक तापमान थर्मोस्टेटिक डिवाइस में सेट किया गया है। चयनित तापमान को बनाए रखने की सटीकता बहुत महत्वपूर्ण है, इसलिए थर्मोस्टेट थर्मामीटर स्थापित किया जाना चाहिए ताकि इसका जलाशय पूरे पैमाने के एक साथ विसर्जन के साथ विस्कोमीटर केशिका के मध्य के स्तर पर हो। अन्यथा, सूत्र का उपयोग करके पारे के उभरे हुए स्तंभ के लिए एक सुधार पेश किया जाता है:

^टी = बीएच(टी1-टी2)

  • बी - थर्मामीटर के कार्यशील तरल पदार्थ के थर्मल विस्तार का गुणांक:
    • पारा थर्मामीटर के लिए - 0.00016
    • शराब के लिए - 0.001
  • एच - थर्मामीटर के कार्यशील द्रव के उभरे हुए स्तंभ की ऊंचाई, थर्मामीटर पैमाने के विभाजनों में व्यक्त की गई
  • T1 - थर्मोस्टेट में तापमान सेट करें, °C
  • टी2 - उभरे हुए स्तंभ के मध्य के निकट परिवेशी वायु का तापमान, डिग्री सेल्सियस।

समाप्ति समय का निर्धारण कई बार दोहराया जाता है। GOST 33-82 के अनुसार, माप की संख्या समाप्ति समय के आधार पर निर्धारित की जाती है: पांच माप - 200 से 300 सेकंड की समाप्ति समय के साथ; चार - 300 से 600 सेकंड तक और तीन - 600 सेकंड से अधिक के समाप्ति समय के साथ। रीडिंग लेते समय, यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि तापमान स्थिर रहे और कोई हवा के बुलबुले न हों।
चिपचिपाहट की गणना करने के लिए, प्रवाह समय का अंकगणितीय माध्य मान निर्धारित करें। इस मामले में, केवल उन रीडिंग को ध्यान में रखा जाता है जो सटीक माप के लिए ± 0.3% और अंकगणित माध्य से तकनीकी माप के लिए ± 0.5% से अधिक भिन्न नहीं होती हैं।

उद्योग और वैज्ञानिक गतिविधियों में, किसी तरल के चिपचिपापन गुणांक की गणना करना अक्सर आवश्यक होता है। एरोसोल और गैस इमल्शन के रूप में पारंपरिक या बिखरे हुए मीडिया के साथ काम करने के लिए इन पदार्थों के भौतिक गुणों के ज्ञान की आवश्यकता होती है।

किसी द्रव की श्यानता कितनी होती है?

न्यूटन ने रियोलॉजी विज्ञान की नींव भी रखी। यह शाखा गति के दौरान किसी पदार्थ के प्रतिरोध यानी चिपचिपाहट का अध्ययन करती है।

तरल पदार्थ और गैसों में, अणु लगातार परस्पर क्रिया करते हैं। वे एक-दूसरे से टकराते हैं, धकेल दिए जाते हैं, या बस उड़ जाते हैं। परिणामस्वरूप, पदार्थ की परतें एक-दूसरे के साथ परस्पर क्रिया करती प्रतीत होती हैं, जिससे उनमें से प्रत्येक को गति मिलती है। तरल पदार्थ/गैसों के अणुओं के बीच इस तरह की बातचीत की घटना को चिपचिपापन या आंतरिक घर्षण कहा जाता है।

इस प्रक्रिया की बेहतर जांच करने के लिए, दो प्लेटों के साथ एक प्रयोग प्रदर्शित करना आवश्यक है, जिनके बीच एक तरल माध्यम है। यदि आप शीर्ष प्लेट को हिलाते हैं, तो उससे "चिपकी हुई" तरल की परत भी एक निश्चित गति v1 से चलना शुरू कर देगी। थोड़े समय के बाद, हम देखते हैं कि तरल की अंतर्निहित परतें भी v1>v2, v3...vn के साथ v2, v3...vn, आदि गति से उसी प्रक्षेप पथ पर चलने लगती हैं। निम्नतम की गति शून्य रहती है।

एक उदाहरण के रूप में गैस का उपयोग करते हुए, ऐसा प्रयोग करना लगभग असंभव है, क्योंकि अणुओं की एक दूसरे के साथ परस्पर क्रिया की शक्तियाँ बहुत छोटी हैं, और इसे दृष्टिगत रूप से दर्ज करना संभव नहीं होगा। यहां हम परतों के बारे में भी बात करते हैं, इन परतों की गति की गति के बारे में भी, इसलिए गैसीय मीडिया में चिपचिपाहट भी मौजूद होती है।

न्यूटोनियन और गैर-न्यूटोनियन मीडिया

न्यूटोनियन द्रव एक तरल पदार्थ है जिसकी श्यानता की गणना न्यूटन के सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है।

ऐसे मीडिया में पानी और समाधान शामिल हैं। ऐसे मीडिया में तरल का चिपचिपापन गुणांक तापमान, दबाव या पदार्थ की परमाणु संरचना जैसे कारकों पर निर्भर हो सकता है, लेकिन वेग ढाल हमेशा अपरिवर्तित रहेगी।

गैर-न्यूटोनियन तरल पदार्थ ऐसे माध्यम हैं जिनमें उपर्युक्त मान बदल सकते हैं, जिसका अर्थ है कि न्यूटन का सूत्र यहां लागू नहीं होगा। ऐसे पदार्थों में सभी बिखरे हुए मीडिया (इमल्शन, एरोसोल, सस्पेंशन) शामिल हैं। इसमें खून भी शामिल है. हम इस बारे में बाद में और अधिक विस्तार से बात करेंगे।

रक्त शरीर का आंतरिक वातावरण है

जैसा कि आप जानते हैं, रक्त का 80% प्लाज्मा होता है, जिसमें तरल एकत्रीकरण अवस्था होती है, और शेष 20% एरिथ्रोसाइट्स, प्लेटलेट्स, ल्यूकोसाइट्स और विभिन्न समावेशन होते हैं। मानव लाल रक्त कोशिकाओं का व्यास 8 एनएम है। स्थिर होने पर, वे सिक्का स्तंभों के रूप में समुच्चय बनाते हैं, जबकि तरल की चिपचिपाहट में काफी वृद्धि करते हैं। यदि रक्त प्रवाह सक्रिय है, तो ये "संरचनाएं" विघटित हो जाती हैं, और आंतरिक घर्षण तदनुसार कम हो जाता है।

मध्यम चिपचिपापन गुणांक

माध्यम की परतों की एक दूसरे के साथ परस्पर क्रिया संपूर्ण तरल या गैस प्रणाली की विशेषताओं को प्रभावित करती है। श्यानता घर्षण नामक भौतिक घटना का एक उदाहरण है। इसकी बदौलत माध्यम की ऊपरी और निचली परतें धीरे-धीरे अपनी धारा की गति को बराबर कर लेती हैं और अंततः यह शून्य के बराबर हो जाती है। श्यानता को एक माध्यम की एक परत से दूसरे परत के प्रतिरोध के रूप में भी जाना जा सकता है।

ऐसी घटनाओं का वर्णन करने के लिए, आंतरिक घर्षण की दो गुणात्मक विशेषताओं को प्रतिष्ठित किया जाता है:

  • गतिशील चिपचिपाहट गुणांक (तरल की गतिशील चिपचिपाहट);
  • श्यानता का गतिज गुणांक (गतिज श्यानता)।

दोनों मात्राएँ समीकरण υ = η / ρ से संबंधित हैं, जहाँ ρ माध्यम का घनत्व है, υ गतिज श्यानता है, और η गतिशील श्यानता है।

तरल की चिपचिपाहट निर्धारित करने की विधियाँ

विस्कोमेट्री चिपचिपाहट का माप है। विज्ञान के विकास के वर्तमान चरण में, तरल चिपचिपाहट का मूल्य ज्ञात करने के चार व्यावहारिक तरीके हैं:

1. केशिका विधि. इसे पूरा करने के लिए, आपके पास ज्ञात लंबाई के छोटे व्यास के कांच के चैनल से जुड़े दो बर्तन होने चाहिए। आपको एक बर्तन और दूसरे में दबाव मान भी जानना होगा। तरल को एक ग्लास चैनल में रखा जाता है, और एक निश्चित अवधि में यह एक फ्लास्क से दूसरे फ्लास्क में प्रवाहित होता है।

तरल चिपचिपापन गुणांक का मान ज्ञात करने के लिए पॉइज़ुइल सूत्र का उपयोग करके आगे की गणना की जाती है।

व्यवहार में, तरल मीडिया को 200-300 डिग्री तक गर्म किया जा सकता है। ऐसी परिस्थितियों में एक साधारण ग्लास ट्यूब बस विकृत हो जाएगी या फट भी जाएगी, जो अस्वीकार्य है। आधुनिक केशिका विस्कोमीटर उच्च गुणवत्ता और प्रतिरोधी सामग्री से बने होते हैं जो आसानी से ऐसे भार का सामना कर सकते हैं।

2. हेस्से के अनुसार चिकित्सा पद्धति। इस प्रकार किसी द्रव की श्यानता की गणना करने के लिए एक नहीं, बल्कि दो समान केशिका स्थापनाओं का होना आवश्यक है। आंतरिक घर्षण के पहले से ज्ञात मूल्य वाला एक माध्यम उनमें से एक में रखा गया है, और अध्ययन के तहत तरल दूसरे में रखा गया है। इसके बाद समय के दो मान मापे जाते हैं और एक अनुपात बनाया जाता है जिससे वे वांछित संख्या पर पहुंचते हैं।

3. घूर्णी विधि. इसे पूरा करने के लिए दो समाक्षीय सिलेंडरों की संरचना का होना आवश्यक है। इसका मतलब यह है कि उनमें से एक को दूसरे के अंदर होना चाहिए। उनके बीच की जगह में तरल डाला जाता है, और फिर आंतरिक सिलेंडर तेज हो जाता है। यह कोणीय वेग द्रव को भी प्रदान किया जाता है। टोक़ में अंतर माध्यम की चिपचिपाहट की गणना करने की अनुमति देता है।

4. स्टोक्स विधि द्वारा द्रव की श्यानता का निर्धारण। इस प्रयोग को करने के लिए आपके पास एक हेपलर विस्कोमीटर होना चाहिए, जो तरल से भरा एक सिलेंडर है। प्रयोग शुरू करने से पहले बेलन पर दो निशान बना लें और उनके बीच की लंबाई नाप लें. फिर वे एक निश्चित त्रिज्या R की एक गेंद लेते हैं और उसे तरल माध्यम में डालते हैं। इसके गिरने की गति निर्धारित करने के लिए, वस्तु को एक निशान से दूसरे निशान तक जाने में लगने वाला समय ज्ञात करें। गेंद की गति जानकर आप तरल की चिपचिपाहट की गणना कर सकते हैं।

विस्कोमीटर का व्यावहारिक अनुप्रयोग

तेल शोधन उद्योग में किसी तरल की चिपचिपाहट का निर्धारण करना बहुत व्यावहारिक महत्व है। मल्टीफ़ेज़, बिखरे हुए मीडिया के साथ काम करते समय, उनके भौतिक गुणों, विशेष रूप से आंतरिक घर्षण को जानना महत्वपूर्ण है। आधुनिक विस्कोमीटर टिकाऊ सामग्रियों से बने होते हैं, और उनके उत्पादन में उन्नत तकनीकों का उपयोग किया जाता है। यह सब मिलकर आपको उपकरण को नुकसान पहुंचाए बिना उच्च तापमान और दबाव के साथ काम करने की अनुमति देता है।

द्रव की चिपचिपाहट उद्योग में एक बड़ी भूमिका निभाती है क्योंकि परिवहन, प्रसंस्करण और उत्पादन, उदाहरण के लिए, तेल तरल मिश्रण के आंतरिक घर्षण मूल्यों पर निर्भर करता है।

चिकित्सा उपकरणों में चिपचिपाहट की क्या भूमिका है?

एंडोट्रैचियल ट्यूब के माध्यम से गैस मिश्रण का प्रवाह इस गैस के आंतरिक घर्षण पर निर्भर करता है। यहां माध्यम की चिपचिपाहट में बदलाव से उपकरण के माध्यम से हवा के प्रवेश पर एक अलग प्रभाव पड़ता है और यह गैस मिश्रण की संरचना पर निर्भर करता है।

सिरिंज के माध्यम से दवाओं और टीकों का प्रशासन भी मध्यम चिपचिपाहट के प्रभाव का एक स्पष्ट उदाहरण है। हम तरल इंजेक्ट करते समय सुई के अंत में दबाव की बूंदों के बारे में बात कर रहे हैं, हालांकि शुरू में यह माना गया था कि इस भौतिक घटना को नजरअंदाज किया जा सकता है। सिरे पर उच्च दबाव की घटना आंतरिक घर्षण का परिणाम है।

निष्कर्ष

किसी माध्यम की श्यानता उन भौतिक मात्राओं में से एक है जिसका व्यावहारिक अनुप्रयोग बहुत अच्छा है। प्रयोगशाला, उद्योग, चिकित्सा - इन सभी क्षेत्रों में आंतरिक घर्षण की अवधारणा बहुत बार सामने आती है। सबसे सरल प्रयोगशाला उपकरण का संचालन अनुसंधान के लिए उपयोग किए जाने वाले माध्यम की चिपचिपाहट की डिग्री पर निर्भर हो सकता है। यहां तक ​​कि प्रसंस्करण उद्योग भी भौतिकी के क्षेत्र में ज्ञान के बिना नहीं चल सकता।

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