ข้อมูลทางเทคนิค เครื่องทำความเย็นประสิทธิภาพสูง 3-2.เกี่ยวกับความหนืดของน้ำมัน

ความหนืดมีบทบาทสำคัญในการทำงานของน้ำมัน
ความหนืดเป็นคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดที่ควบคุมการทำงานของน้ำมันหล่อลื่น และเป็นการแสดงออกทางตัวเลขของ "ความเหนียว" หรือ "ความเรียบ" ซึ่งก็คือความง่ายในการไหลของของไหล ปรับความหนืดให้เหมาะกับวัตถุประสงค์ของคุณ

มาตรฐานความหนืด

น้ำมันที่ใช้ในอุตสาหกรรมโดยทั่วไปแบ่งออกเป็น "น้ำมันแร่ (ไฮโดรคาร์บอนจากปิโตรเลียม = ส่วนผสมจากธรรมชาติ)" และ "น้ำมันสังเคราะห์ (น้ำมันแปรรูปเทียมที่ไม่มีอยู่ในธรรมชาติ)"

การจำแนกความหนืดของน้ำมันหล่อลื่นอุตสาหกรรมตาม ISO (JIS K 2001)
เกรด =18 ถูกกำหนดไว้สำหรับเกรดความหนืดระหว่าง ISO VG2 ถึง ISO VG1500
ค่าเกรดความหนืดคือค่ากึ่งกลางของความหนืดจลนศาสตร์ที่ 40°C อย่างไรก็ตาม เกรดความหนืดต่ำ (ISO VG2, 3, 5 และ 7) คือ 2.2, 3.2, 4.6 และ 6.8 ตามลำดับ ซึ่งเป็นค่ากลางของความหนืดจลนศาสตร์ที่ 40°C สรุปเป็นจำนวนเต็ม ช่วงความหนืดจลนศาสตร์ที่อนุญาตสำหรับแต่ละเกรดความหนืดคือ ±10% ของค่าส่วนกลาง

ความหนืดสัมบูรณ์
ความหนืดสัมบูรณ์คือแรงต้านทานที่กระทำต่อของไหล
ความหนืดจลนศาสตร์ (ความหนืด)
ความหนืดสัมบูรณ์หารด้วยความหนาแน่นของของไหล โดยทั่วไปมีหน่วยเป็น centitokes cts แต่หน่วย SI คือ mm ² /s

บทบาทของความหนืด

ดังแสดงในรูปที่ (a) เมื่อพื้นผิวด้านล่างเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว U ของไหลจะถูกลากเข้าไปในช่องว่างระหว่างปลายเนื่องจากความหนืด และโมเลกุลของของไหลจะดันเข้าหากัน ทำให้เกิดแรงกดดัน
สิ่งนี้เรียกว่าการสร้างแรงดันเนื่องจาก "เอฟเฟกต์ฟิล์มลิ่ม" นอกจากนี้ แม้ในช่องว่างที่ทั้งสองด้านขนานกัน ดังแสดงใน (b) หากช่องว่างลดลงที่ความเร็ว V ของไหลจะต้านทานการถูกผลักออกจากช่องว่างเนื่องจากความหนืด และแรงดันก็ถูกสร้างขึ้นเช่นกัน สิ่งนี้เรียกว่าการสร้างแรงดันเนื่องจาก "เอฟเฟกต์ฟิล์มบีบ" หรือ "เอฟเฟกต์การบีบ"
การหล่อลื่นของไหลเป็นวิธีการหล่อลื่นที่รองรับโหลดโดยใช้แรงดันที่สร้างขึ้นดังกล่าว
ในทั้งสองกรณี การสร้างแรงดันจะเพิ่มขึ้นเมื่อความหนืดของของเหลวเพิ่มขึ้น

การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิในความหนืด

ความหนืดของน้ำมันหล่อลื่น (น้ำมันไฮโดรคาร์บอน) เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง ดังนั้นเมื่อเขียนความหนืดจึงจำเป็นต้องเขียนอุณหภูมิที่แสดงความหนืดในเวลาเดียวกัน ในการพิจารณาความหนืดจลนศาสตร์และอุณหภูมิของน้ำมันหล่อลื่น คุณต้องมีแผนภูมิความหนืดและอุณหภูมิจลนศาสตร์ด้านล่าง
แกนแนวตั้งแสดงถึงความหนืดจลนศาสตร์ และแกนนอนแสดงถึงอุณหภูมิ สเกลบนแกนตั้งคือลอการิทึมของความหนืดจลนศาสตร์ และแกนนอนคือลอการิทึมของอุณหภูมิ ด้วยการวาดเส้นตรงระหว่างสิ่งเหล่านี้ คุณสามารถประมาณค่าความหนืดจลน์ของน้ำมันที่อุณหภูมิอื่นได้
ดัชนีความหนืด VI เป็นค่าตัวเลขที่แสดงถึงระดับการเปลี่ยนแปลงของความหนืดจลน์เนื่องจากอุณหภูมิของน้ำมันหล่อลื่น
ซึ่งสอดคล้องกับความชันของเส้นตรงในรูปด้านล่าง และยิ่งค่ามากขึ้น การเปลี่ยนแปลงของความหนืดจลนศาสตร์เนื่องจากอุณหภูมิก็จะยิ่งน้อยลง
VI ขึ้นอยู่กับค่าเชิงประจักษ์ และวัดโดยใช้น้ำมันพื้นฐานของน้ำมันดิบเพนซิลเวเนียที่มีคุณสมบัติความหนืด/อุณหภูมิที่ดีเยี่ยมที่ VI=100 และน้ำมันพื้นฐานของน้ำมันดิบ Gulf Coast ที่มีลักษณะความหนืด/อุณหภูมิต่ำเป็น VI=0 ดัชนีถูกสร้างขึ้นเพื่อแสดงตำแหน่งของน้ำมันระหว่างทั้งสองประเภทนี้โดยใช้ตัวเลขคงที่

สูตรเชิงประจักษ์ของ Walther ต่อไปนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการคำนวณความสัมพันธ์ระหว่างความหนืดและอุณหภูมิของน้ำมันไฮโดรคาร์บอน

บันทึก บันทึก (v+k) = n-mlog T
v:ความหนืดจลนศาสตร์ [cSt]
T:อุณหภูมิสัมบูรณ์ [k]
k・m・n: ค่าคงที่กำหนดโดยน้ำมัน
สูตรการคำนวณนี้สามารถใช้เพื่อประมาณค่าความหนืดจลนศาสตร์ที่อุณหภูมิใดก็ได้

หากคุณดูเส้นตรงระหว่าง VI100 และ VI200 น้ำมันตัวอย่างสองตัวที่มีความหนืดเท่ากันที่ 100°C คุณจะเห็นว่าความหนืดเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญตามอุณหภูมิ (โดยเฉพาะสำหรับ VI100)
โดยเฉพาะอย่างยิ่งจะเห็นได้ว่าความหนืดจลนศาสตร์เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในบริเวณที่มีอุณหภูมิต่ำ
อย่างไรก็ตาม ในกรณีของน้ำมันไฮโดรคาร์บอน ความหนืดที่วัดได้ที่อุณหภูมิต่ำจะเคลื่อนที่เหนือเส้นตรงนี้ ซึ่งหมายความว่าความหนืดของน้ำมันไฮโดรคาร์บอนที่อุณหภูมิต่ำจะมากกว่าค่าประมาณจากแผนภาพด้วยซ้ำ

รายการก่อนหน้า: 3-1.พื้นฐานของฟังก์ชั่นน้ำมัน
ถัดไป: 3-3.เกี่ยวกับการเสื่อมสภาพของน้ำมัน