График зависимости вязкости от температуры: Зависимость вязкости от температуры —

Знания, полученные в этой работе, потребуются при рассмотрении вопросов гемодинамики на кафедрах физиологии, пропедевтики внутренних болезней, а также при изучении свойств биологических и лекарственных жидкостей на кафедрах внутренних болезней, фармакологии и др.

ЦЕЛЬ: Определить температурную зависимость вязкости жидкости и энергию активации ее молекул.

Для реализации цели необходимо:

а) Изучить литературу [1] по теме работы, раздел «Течение и свойства жидкостей».

б) Ответить на вопросы.

1. Что является причиной внутреннего трения жидкости с точки зрения молекулярной теории?

2. Как формируется закон Ньютона для течения реальной жидкости?

3. Что называется вязкостью жидкости?

4. Что такое ньютоновская и неньтоновская жидкости?

5. В каких единицах измеряется вязкость?

7. Какие методы измерения вязкости используются в медицине?

8. Что характеризуют динамическая и кинематическая вязкости?

9. Напишите и поясните выражение для силы Стокса и силы Архимеда.

10. Какие силы действуют на шарик, падающий в вязкой жидкости? Как эти силы связаны между собой в случае установившегося движения?

11. Что называется ламинарным и турбулентным течением? Что определяет число Рейнольдца?

12. Как зависит коэффициент внутреннего трения газов и жидкостей от температуры? Объясните эту зависимость на основе молекулярно-кинетической теории строения вещества.

13. В чем различие механизма возникновения внутреннего трения в газах и жидкостях?

14. Что называется энергией активации жидкости?

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

А). Вязкость жидкостей и газов

Возникновение внутреннего трения в газах или жидкостях обусловлено несколькими различными причинами. В газах, где среднее расстояние между молекулами в тысячи раз превышает размеры молекул, силы взаимодействия между молекулами настолько малы, что движение молекул от столкновения до столкновения происходит по прямой. Возникновение силы внутреннего трения в газах обусловлено только взаимным проникновением молекул из одного слоя в другой. Молекулы, проникшие из более быстрого слоя 2 в слой 1, передают некоторый импульс молекулам этого слоя. Это равносильно действию на слой 1 некоторой силы в направлении его движения. В свою очередь молекулы, проникшие из более медленного слоя 1 в слой 2, получают некоторый импульс, что приводит к торможению слоя 2, а это равносильно действию силы F в направлении, противоположном движению. Поскольку количество молекул, проникающих из слоя 1 в слой 2 и наоборот, в среднем одинаково, а переносимый ими импульс разный (скорости слоев разные), в явлении внутреннего трения в газах происходит направленный перенос импульса молекул в направлении от более быстрого слоя к более медленному (от слоя 2 к слою 1). Поэтому явление внутреннего трения наряду с диффузией и теплопроводностью относится к явлениям переноса. Следует помнить, что коэффициент вязкости дня газов возрастает с повышением температуры (η ~). Это объясняется тем, что с повышением температуры газа увеличивается скорость теплового движения молекул, что способствует более интенсивному обмену молекул между слоями и приводит к увеличению направленного переноса импульса молекул, т.е. к увеличению вязкости.

В жидкостях, плотности которых в тысячи раз превышают плотность газа, среднее расстояние между молекулами сравнимо с их размерами. Поэтому силами взаимодействия между молекулами в жидкостях пренебрегать нельзя, и они сказываются при взаимном перемещении одних молекул относительно других. Кроме того, молекулы жидкости (в отличие от молекул газа) совершают колебательное движение относительно временных положений равновесия, меняя их через некоторые промежутки времени. Чем ниже температура жидкости, тем реже молекулы изменяют свои положения равновесия, и смещение одних молекул относительно других затруднено. Поэтому и вязкость жидкости при понижении температуры возрастает. Таким образом, вязкость в жидкостях обусловлена взаимодействием молекул и особым характером их теплового движения.

Механизмы переноса (диффузия, теплопроводность, вязкость) в жидкостях и газах существенно отличаются вследствие различия в их структуре. Молекулы в жидкости расположены близко друг к другу, поэтому свойства жидкостей в большей степени определяются характером межмолекулярных сил. Каждая молекула жидкости окружена со всех сторон «соседями», отстоящими от нее в среднем на расстоянии, близком к r_0. Тепловое движение молекул сводится в основном к колебаниям внутри потенциальной ямы, созданной ее ближайшим окружением (место временной локализации) и перескоками ее из одного места локализации в другое. Так, за 1 с молекула жидкости меняет свое положение приблизительно 10⁸ раз, совершая между двумя перескоками 10³-10⁵ колебаний.

Минимальная энергия, необходимая молекуле для преодоления потенциального барьера сил взаимодействия с ближайшим окружением и перескока в новое положение равновесия, называется энергией активации данной жидкости ɛ.

На полное освобождение отдельной молекулы от действия всех остальных необходимо затратить теплоту испарения. На разрушение порядка расположения молекул необходимо затратить теплоту плавления. Величина энергии активации лежит между теплотой испарения и теплотой плавления.

Уравнение переноса для жидкостей формально сохраняет тот же вид, что и для газов. Однако вследствие различного механизма переноса количества движения выражения для коэффициента газа и жидкости различны. Сущность явления внутреннего трения жидкости состоит в том, что молекулы, находящиеся под действием внешней силы, совершают перескоки преимущественно в направлении этой силы. Чем чаще способны молекулы жидкости перемещаться из одного мгновенного положения равновесия в другое, тем больше текучесть и меньше вязкость жидкости. Под текучестью жидкости понимают величину, обратную вязкости.

В отличие от газов с ростом температуры вязкость жидкости уменьшается. При критической температуре значение коэффициента вязкости пара и жидкости выравниваются.

Зависимость коэффициента вязкости от температуры для жидкостей описывается следующим уравнением:

, (1)

Где  — коэффициент вязкости, W – энергия активации, T – абсолютная температура, k – постоянная Больцмана, A – коэффициент, который зависит от температуры.

При небольших интервалах температур Множитель А можно считать постоянным.

Из формулы (1) с учетом А=const получим:

.

Это уравнение представляет собой уравнение прямой линии

.

Тангенс угла наклона прямой представляет собой коэффициент . Зная постоянную Больцмана, можно вычислить энергию активации данной жидкости.

Б) Определение вязкости жидкости по методу Стокса

На движущийся шарик в жидкости действуют три силы: сила тяжести F_Т, выталкивающая архимедова сила F_А и сила сопротивления F_C (рис. 3). Силу тяжести и выталкивающую силу можно определить следующим образом:

где r — радиус шарика;  — плотность шарика; ₀ — плотность жидкости.

Сила тяжести и выталкивающая сила постоянны. Сила сопротивления F_C прямо пропорциональна скорости и поэтому на начальном этапе она меньше силы тяжести, и шарик падает равноускорено. При этом сила сопротивления увеличивается и наступает момент, когда все три силы уравновешиваются. Шарик начинает двигаться равномерно:

(1)

Для определения вязкости жидкости по методу Стокса берётся высокий цилиндрический сосуд с исследуемой жидкостью (рис. 3). На сосуде имеются две кольцевые метки А и В, расположенные на расстоянии l друг от друга. Уровень жидкости должен быть выше верхней метки на l₀ = 4…5 см, чтобы к моменту прохождения шарика мимо верхней метки его скорость можно было считать установившейся.

Бросая шарик в сосуд, отмечают по секундомеру время t прохождения шариком расстояния l=АВ между двумя метками.

Преобразуем формулу (1) путём подстановки выражения для скорости движения u = l/t и замены радиуса шарика r диаметром d:

(2),

где:  — плотность шарика, ₀ – плотность жидкости,  — динамическая вязкость, g – ускорение свободного падения, d – диаметр шарика, t – время движения шарика от метки А до метки В, l – расстояние между метками.

Уравнение (2) справедливо лишь тогда, когда шарик падает в безграничной среде. Если шарик падает вдоль оси трубки диаметром D, то приходится учитывать влияние боковых стенок.

При падении шарика диаметром d в цилиндрической трубе диаметром D, высотой h учёт влияния границ даёт:

(3)

Таким образом, зная плотности материала шарика и жидкости, радиусы шарика и сосуда, скорость установившегося движения шарика u, по формуле (3) можно вычислить динамическую вязкость жидкости.

ЗАДАНИЕ, ВЫПОЛНЯЕМОЕ В ЛАБОРАТОРИИ

Изменяя температуру воды, измерить время падения шарика в трубке. Рассчитать вязкость воды при различных температурах. Построить графики зависимостей . По второму графику рассчитать энергию активации воды.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Лабораторная работа выполняется на установке фирмы PHYWE (рис. 1)

Лабораторная установка представляет собой вискозиметр с падающим шариком, который соединен с нагревательным элементом. Нагревательный элемент опущен в ванну с водой. На нагревательном элементе можно установить нужную температуру. С помощью насоса нагретая вода попадает в вискозиметр. С помощью секундомера устанавливается время падения шарика в жидкости.

Рис. 1 Общий вид экспериментальной установки.

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

1) Налейте в ванну холодной воды так, чтобы вода не доходила до края на 5 см.

2) Включите установку в сеть. Включите нагревательный элемент.

3) После того, как вода заполнит вискозиметр, установите на нагревательном элементе температуру 10^оС (значение температуры смотрите на электронном термометре).

4) Измерьте штангенциркулем диаметр стеклянного шарика. Вычислите плотность материала шарика по формуле: , где — объем шарика, m = 4 г – масса шарика.

5) Когда нужная температура установится, откройте вискозиметр и опустите туда стеклянный шарик.

6)Измерьте штангенциркулем внутренний диаметр трубки вискозиметра. Закройте вискозиметр (если с шариком в вискозиметр попал пузырек воздуха, его нужно выгнать с помощью стеклянной палочки!).

5) Переверните вискозиметр и засеките время прохождение им крайних меток.

6) Повторите измерения 5 раз, каждый раз переворачивая вискозиметр. Вычислите среднее значение времени. Измерения занесите в таблицу.

7) Повторите пункты 4-6, повышая температуру воды до 50^оС с шагом в 5^оС.

8) Измерьте расстояние пройденное шариком в вискозиметре.

9) Для каждой температуры рассчитайте вязкость жидкости по формуле (2) (плотность воды = 1000 кг/м³). Результаты занесите в таблицу.

10) Постройте графики зависимостей .

11) По второму графику рассчитайте коэффициент как тангенс угла наклона прямой с осью ОХ. Рассчитайте энергию активации данной жидкости.

12) Сделайте вывод о характере зависимости вязкости жидкости от температуры.

Таблица

Отчет о проделанной работе сдайте преподавателю.

223_вязкость_от_температуры

Лабораторная работа

»Исследование зависимости вязкости жидкости от температуры и концентрации на шариковом вискозиметре»

P1.8.3.3 Шариковый вискозиметр: измерение зависимости вязкости ньютоновской жидкости от температуры

Цель работы: определение вязкости жидкости и энергии активации.

Оборудование:

Вискозиметр Хепплера

Секундомер I

Циркуляционный термостат 20÷+100 °С

Набор для циркуляционного насоса

Силиконовая подводка, 7 мм Ø

Краткая теория.

Рассмотрим протекание жидкости по трубе. В том случае, когда соседние слои жидкости (или газа) перемещаются с различной скоростью, между ними действуют силы трения. Вязкостью называется свойство текучих тел (жидкостей и газов) оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой. Слой жидкости, непосредственно прилегающий к неподвижной плоскости, неподвижен. Линия тока жидкости в центре трубы перемещается с максимально скоростью. В промежуточной области скорость течения жидкости зависит от расстояния.

Основной закон вязкого течения был установлен И. Ньютоном

  (1)

где сила трения F пропорциональна площади S плоскостей, перемещающихся относительно друг друга, и градиенту скорости dv/dr. Градиент dv/dr характеризует быстроту изменения скорости от слоя к слою. Коэффициент пропорциональности  называется коэффициентом динамической вязкости. Он характеризует сопротивление жидкости (газа) смещению ее слоев. В системе СИ за единицу вязкости принят Паскальсекунда, сокращенно – Пас. Жидкость имеет вязкость один Пас, если для сдвига плоскости площадью 1 м² параллельно другой плоскости, расположенной на расстоянии 1 м от первой, со скоростью 1 м/с требуется сила 1 Н. Если коэффициент динамической вязкости  отнести к плотности жидкости, то получившеюся величину называют коэффициентом кинематической вязкости

=/; [ ] = []/[] = Пас/(кг/м³) = м²/с.

Когда жидкость (газ) перемещается как бы слоями, упорядоченно, течение жидкости называют ламинарным. Ламинарное течение жидкости наблюдается, например, при достаточно медленном течении жидкости в трубе. С увеличением скорости движения ламинарное течение в некоторый момент переходит в турбулентное течение, возникают вихри, происходит интенсивное перемешивание слоев жидкости, сопротивление жидкости изменяется (рис. 1).

Рис. 1. Распределение скоростей движения жидкости в сечении трубы.

Характер течения определяется числом Рейнольдса

Re =  v L_x/, (2)

где  – плотность жидкости,  – коэффициент динамической вязкости, v – скорость шарика, L_x – характерный размер тела. При рассмотрении течения жидкости в круглой трубе характерный размер имеет смысл радиуса трубы, а v имеет смысл средней скорости жидкости в сечении трубы. Если число Рейнольдса меньше критического значения Re_кр, то возможно только ламинарное течение. Если Re больше критического значения, течение может иметь переходный или турбулентный характер. Критическое значение числа Рейнольдса зависит от состояния поверхности и других факторов. Для движения жидкости по трубе, как правило, Re_кр= 2000 – 2200.

В системе СГС вязкость измеряется в дина-секунда на квадратный сантиметр (дин·сек/см²), равная 1 г/(см·сек) и названная пуазом (пз). Применяют дольные единицы пуаза — сантипуаз (спз), миллипуаз (мпз) и микропуаз (мкпз).

Нью́тоновская жи́дкость (названная так в честь Исаака Ньютона) — вязкая жидкость, подчиняющаяся в своём течении закону вязкого трения Ньютона

Примерами ньютоновской жидкости являются все низкомолекулярные вещества в жидком состоянии, их смеси и истинные растворы в них низкомолекулярных веществ (вода, органические жидкости, расплавленные металлы, соли и стекло при температуре выше температуры стеклования).

Экспериментальное изучение строения жидкостей показало, что в отличие от газов, жидкости обладают определенной структурой, называемой ближним порядком. Это означает, что число ближайших соседей отдельно выбранной молекулы, а также их взаимное расположение в среднем для всех молекул одинаковы. Подобно твердым телам жидкости мало сжимаемы, обладают большой плотностью; подобно газам – принимают форму сосуда, в котором находятся. Такой характер свойств жидкостей связан с особенностями теплового движения их молекул. По теории Я. Френкеля, молекулы жидкости, подобно частицам твердого тела, колеблются около положения равновесия, однако эти положения не являются постоянными. По истечении некоторого времени, называемого временем оседлой жизни, молекула скачком переходит в новое положение равновесия на расстояние, равное среднему расстоянию между соседними молекулами. Для того чтобы молекула жидкости «перескочила» из одного положения равновесия в другое, должны нарушиться связи с окружавшими ее молекулами и образоваться связи с новыми соседями. Для разрыва межмолекулярных связей требуется энергия E_a (энергия активации), выделяемая при образовании новых связей. Такой переход молекулы из одного положения равновесия в другое является переходом через потенциальный барьер высотой Е_а. Энергию для преодоления потенциального барьера молекула получает за счет энергии теплового движения соседних молекул. Зависимость среднего времени свободной жизни молекулы () от температуры жидкости и энергии активации выражается формулой, вытекающей из распределения Больцмана:

где ₀ – средний период колебаний молекулы около положения равновесия, k – постоянная Больцмана. Чем чаще молекулы меняют свои положения равновесия, тем более текуча и менее вязка жидкость, т.е. вязкость прямо пропорциональна . Учитывая формулу (3), получим выражения для температурной зависимости вязкости:

где А — const. Из графика температурной зависимости вязкости можно определить энергию активации. Для этого удобно прологарифмировать уравнение (3) и построить график в координатах ln и 1/T. Тангенс угла наклона этого графика будет равен энергии активации, поделенной на постоянную Больцмана.

Вязкость жидкостей и газов измеряют приборами, называемыми вискозиметрами. В представленной работе вязкость жидкостей и газов определяется сравнительным методом, в котором вязкость жидкости определяется по формуле:

(5),

где ₁  плотность шарика, ₂  плотность жидкости, К  коэффициент, зависящей от размеров и плотности конкретного шарик, t  время падения шарика в жидкости между двумя метками.

Ход работы:

Упражнение 1. Определение коэффициента К.

1. Измерьте массу и диаметр шарика.

2. Поместите шарик с неизвестным коэффициентом К в измерительную трубку.

3. Налейте жидкость с известной вязкостью в вискозиметр.

4. Переверните измерительную систему, измерьте время падения шарика в жидкости t между двумя крайними метками. Для более точного определения времени эксперимент следует проводить 4-6 раз.

5. Рассчитайте динамическую вязкость жидкости по формуле:

где ₁ – плотность шарика;

₂ – плотность жидкости;

 — динамическая вязкость известной жидкости, приведённая в таблице.

Упражнение 2. Измерение вязкости ньтоновской жидкости.

1. Поместите шарик с измеренным коэффициентом в измерительную трубку.

2. Налейте жидкость, вязкость которой надо определить в вискозиметр.

3. Переверните измерительную систему, измерьте время падения шарика в жидкости t между двумя крайними метками. Для более точного определения времени эксперимент следует проводить 4-6 раз.

4. Рассчитайте динамическую вязкость жидкости по формуле:

где ₁ – плотность шарика;

₂ – плотность жидкости;

K — индивидуальная константа шарика

5. Включите нагреватель. Дождитесь повышение температуры на 1 градус.

6. Переверните измерительную систему, измерьте время падения шарика в жидкости t между двумя крайними метками. Для более точного определения времени эксперимент следует проводить 4-6 раз.

7. Проведите измерения при различных температурах. (5-6 значений). После каждого увеличения температуры ждите несколько минут, пока полностью прогреется исследуемая жидкость.

8. Постройте график зависимости коэффициента внутреннего трения жидкости от абсолютной температуры в координатах  и Т.

9. Постройте график зависимости коэффициента внутреннего трения жидкости от абсолютной температуры в координатах и 1/T. По тангенсу угла его наклона определите энергию активации внутреннего трения Е_а.

Контрольные вопросы:

1. Явления переноса ( диффузия, теплопроводность, вязкость)

2. Какие течения жидкости называют ламинарными и турбулентными? Число Рейнольдса

3. Каков физический смысл коэффициента вязкости жидкости (газов)?

4. Закон Пуазейля.

5. Движение шарика в жидкости.

График преобразования вязкости

Вязкость жидкости — это ее сопротивление сдвигу или течению, а также мера адгезионных / когезионных или фрикционных свойств жидкости. Это возникает из-за внутреннего молекулярного трения внутри жидкости, создающего эффект фрикционного сопротивления. Существует две взаимосвязанные меры вязкости жидкости, которые известны как динамическая и кинематическая вязкость.

Динамическая вязкость также называется « абсолютная вязкость » и представляет собой тангенциальную силу на единицу площади, необходимую для перемещения одной горизонтальной плоскости относительно другой на удельной скорости, когда поддерживается единичное расстояние, разделяемое жидкостью.

Обратите внимание, , что перевод абсолютной (динамической) вязкости в кинематическую вязкость зависит от плотности жидкости. Приведенные ниже преобразования относятся к жидкости с плотностью, подобной воде, или удельным весом, подобным единице.

¹⁾ Вязкость Saybolt Universal SUS, эквивалентная (SSU или SUS) данной кинематической вязкости, зависит от температуры, при которой производится определение ,Сверьтесь с ASTM D 2161 «Стандартная практика для преобразования кинематической вязкости в универсальную вязкость по Сейболту или в вязкость по Сейболту-Фуролу»

²⁾ Вода при 68,4 ^o F (20,2 ^o C) имеет абсолютную вязкость 1 — 1 — сантипуаз .

Примечание! Преобразования вязкости основаны на жидкостях с удельным весом и .

Универсальная вязкость по Сайболту при температурах, отличных от 100 или 210 ^o F

При температурах, отличных от 100 или 210 ° F, преобразует кинематическую вязкость в универсальную вязкость по Сейболту с

U = U _{100 ° F} (1 + 0.000061 (т — 100)) (1)

, где

U _t = универсальная вязкость по Сейболту при температуре t (° F)

U _{100 ° F} = универсальная вязкость по Сейболту ° F в Saybolt Универсальные секунды, эквивалентные кинематической вязкости в сантистоксах при температуре t (° F)

Вязкость против индекса вязкости

Дэвид Марлоу • Владелец / Генеральный директор • Техническое обучение DMAR и бизнес-центры DMAR США

Фото: Мег Шнайдер

Гидравлическая жидкость на нефтяной основе имеет множество желательных характеристик, включая смазочные и противоизносные свойства, поэтому она часто является предпочтительной жидкостью для гидравлических систем. Для этих применений нефтяное масло тщательно очищается для удаления нежелательных химикатов, в то время как другие химические вещества, такие как присадки, добавляются для улучшения характеристик масла.Одним из этих других химических веществ является улучшитель индекса вязкости.

Индекс вязкости не следует путать с вязкостью; это совершенно другой вид рейтинга. Показатель вязкости является мерой сопротивления масла потоку или толщине и является наиболее важной характеристикой гидравлического масла. Число индекса вязкости указывает на степень толщины или сопротивления потоку при изменении температуры.

Вязкость — Поскольку вязкость масла изменяется с температурой, она всегда выражается при исходной температуре, обычно 100 ° и 210 ° F.Наиболее распространенной единицей в Соединенных Штатах является универсальная секундная стрелка Sabolt (SUS) или универсальная секундная стрелка Sabolt (SSU), которая измеряется с помощью вискозиметра Saybolt. Испытуемое масло доводят до 100 ° F и заливают через стандартное отверстие диаметром 0,0695 дюйма. Время, измеряемое в секундах для объема 65 мл для прохождения через отверстие, является характеристикой масла. Жидкости с низкой вязкостью будут течь легче и быстрее, тогда как жидкости с высокой вязкостью будут течь медленнее. Если тестируемому маслу требуется более 1000 секунд для прохождения 65 мл, температура тестируемого масла увеличивается.Как пример: 30 Вт масло течет намного быстрее при более высоких температурах.

Жидкости чаще всего измеряются в универсальных секундах Sabolt (SUS) или универсальных секундах Sabolt (SSU), которые измеряются с помощью вискозиметра Saybolt. Марки ISO используются чаще всего с гидравлическими маслами. Изображение предоставлено Hy-Pro Filtration

Насос и гидравлический двигатель наиболее чувствительны к вязкости, поэтому вы должны использовать только подходящее масло в соответствии со спецификациями производителя. Другие компоненты системы менее чувствительны к вязкости.Если масло слишком жидкое (низкая вязкость), не только трудно перекачивать, но и проскальзывание будет накапливаться из-за утечки зазоров между шестернями, лопастями, поршневыми уплотнениями и золотниками клапанов, что влияет на общую эффективность системы. В большинстве систем нормальный диапазон вязкости составляет от 100 до 750 SUS / SSU.

Вязкость также увеличивается с давлением. Например, при атмосферном давлении масло может увеличиться со 150 до 750 SUS / SSU при приложенном давлении 10000 фунтов на квадратный дюйм, при этом температура в обоих маслах остается одинаковой.

Индекс вязкости (V.I.) — Числа индекса вязкости разработаны по шкале от 0 до 100, которая указывает степень изменения вязкости. Таким образом, 0 обозначает масло с наибольшим изменением при определенной температуре, а 100 обозначает масло с наименьшим изменением при определенной температуре. Все остальные масла попадают в эти пределы. С добавлением химических добавок В.И. рейтинг был продлен значительно выше 100. Наиболее желательные гидравлические масла имеют наименьшее изменение вязкости и V.I. рейтинг 95 или выше. В.И. рейтинги не являются единицами измерения; они являются относительными терминами для сравнения изменения вязкости одного масла с другим. Классы вязкости по ISO часто наиболее часто используются при описании свойств гидравлической жидкости.

Наконец, температура может оказать существенное влияние на гидравлическое масло. Поддержание масла при умеренном уровне температуры является важным требованием для надежной работы. Срок службы масла уменьшается вдвое при каждом повышении температуры на 20 ° F. Срок службы масла при 210 ° F составляет всего 1⁄16 от срока службы при 130 ° F.Высокие температуры могут также вызывать химические реакции, такие как окисление, и реакции с небольшим количеством присутствующих кислот, также сокращают срок службы масла.

Кроме того, в холодной среде гидравлический блок должен работать при температуре на 60 ° выше температуры окружающей среды. Вязкость масла и V.I имеют решающее значение для работы при низких температурах. Важно следить за температурой запуска и рабочей температурой, чтобы у машины было достаточно времени на прогрев, прежде чем она переходит в режим высокой скорости или интенсивной работы.

,

Глава 2 — Вязкость жидкостей

• Учебный ресурс
• Проводить исследования
  • Искусство и Гуманитарные науки
  • Бизнес
  • Инженерная технология
  • Иностранный язык
  • история
  • математический
  • Наука
  • Социальная наука

  Топ подкатегорий

  • Advanced Math
  • алгебра
  • Basic Math
  • Исчисление
  • Геометрия
  • Линейная Алгебра
  • Предварительная алгебра
  • Предварительное исчисление
  • Статистика и вероятность
  • Тригонометрия
  • другое →

  Топ подкатегорий

  • Астрономия
  • Астрофизика
  • Биология
  • Химия
  • Науки о Земле
  • Наука об окружающей среде
  • Наука о здоровье
  • Физика
  • другое →

  Топ подкатегорий

  • Антропология
  • Закон
  • Политология
  • Психология
  • Социология
  • другое →

  Топ подкатегорий

  • Бухгалтерский учет
  • Экономика
  • Финансы
  • Управление
  • другое →

  Топ подкатегорий

  • Аэрокосмическая Техника
  • Биоинженерия
  • Химическая инженерия
  • Гражданское строительство
  • Компьютерные науки
  • Электротехника
  • Промышленный инжиниринг
  • Машиностроение
  • Веб-дизайн
  • другое →

  Топ подкатегорий

  • Архитектура
  • Связь
  • английский
  • Гендерные исследования
  • Музыка
  • исполнительских искусств
  • Философия
  • Религиоведение
  • Написание
  • другое →

  Топ подкатегорий

  • Древняя история
  • Европейская история
  • История США
  • Всемирная история
  • другое →

  Топ подкатегорий

  • хорватский
  • чешский
  • финский
  • греческий
  • хинди
  • Ja

.

Воздух — теплофизические свойства

Теплофизические свойства воздуха:

• Температура кипения (при 1 бар): 78,8 К = -194,4 ° C = -317,8 ° F
• Эластичность по объемному модулю: 1,01325 x 10 ⁵ Па или N / м ²
• Температура конденсации (при 1 бар): 81,8 К = -191,4 ° C = -312,5 ° F
• Критическая температура: 132.63 K = -140,52 ° C = -220,94 ° F
• Критическое давление: 37,363 атм = 37,858 бар = 3,7858 МПа (МН / м ² ) = 549,08 фунтов на кв. Критическая плотность: 10,448 моль / дм. 1.276 кг / м ³ = 0,00248 слизня / фут ³ = 0,0797 фунт / фут ³
• Плотность (при 60 ° F и 1 атм): 1,208 кг / м ³ = 0,00234 слизня / фут ³ = 0,0754 фунт / фут ³
• Энтальпия (тепло) воздуха при 0 ° C и 1 бар: 11,57 кДж / моль = 399,4 кДж / кг = 171,7 БТЕ (IT) / фунт
• Энтропия воздуха при 0 ° C и 1 бар: 0,100 кДж / моль K = 3,796 кДж / кг K = 0,9067 Btu (IT) / фунт ° F
  
• Плотность жидкости при температуре кипения и 1 бар: 875.50 кг / м ³ = 54,656 фунт / фут ³
• Молярная масса: 28,9647 г / моль
• Удельная теплоемкость (C _p ) воздуха при 0 ° C и 1 бара: 1,006 кДж / кгK = 0,24028 Btu (IT) / (фунт _м ° F) или ккал / (кг K)
• Удельная теплоемкость (C _v ) воздуха при 0 ° C и 1 бара: 0,7171 кДж / кгK = 0,17128 Btu (IT) / (фунт _м ° F) или ккал / (кг К)
• Теплопроводность при 0 ° С и 1 бар: 24.35 мВт / (м К) = 0,02094 ккал (IT) / (чм K) = 0,01407 БТЕ (IT) / (h ft ° F)
  
• Коэффициент теплового расширения при 0 ° C и 1 бар: 0,00369 1 / K = 0,00205 1 / ° F
  
• Давление в трех точках: 0,05196 атм = 0,05265 бар = 5265 Па = 0,7636 фунтов на кв. = -352,12 ° F
• Вязкость, динамическая, при 0 ° C и 1 бар: 17.22 мкПа с = 0,01722 сП = 0,3596×10 ^-6 (фунт _ф с) / фут ² = 11,57×10 ^-6 фунт _м / (футы с)
• Вязкость, кинематическая, при 0 ° С и 1 бар: 0,00001349 м ² / с = 13,49 сСт = 0,0001452 фута ² / с

Следуйте приведенным ниже ссылкам, чтобы получить значения для перечисленных свойств воздуха при различных давлениях и температуре :

См. Также больше об атмосферном давлении и STP — Стандартная температура и давление и NTP — Нормальная температура и давление,
, а также Теплофизические свойства из: Ацетон, Ацетилен, Аммиак, Аргон, Бензол, Бутан, Диоксид углерода, Окись углерода, этан, этанол, этилен, гелий, водород, сероводород, метан, метанол, азот, кислород, пентан, пропан, толуол, вода и тяжелая вода, D ₂ О.

Воздух — это смесь газов при стандартных условиях. Однако при низких температурах и высоких давлениях газовая смесь превращается в жидкость. Фазовая диаграмма для воздуха показывает фазовое поведение с изменениями температуры и давления. Кривая между тройной точкой и критической точкой показывает точку кипения воздуха с изменениями давления.

В критической точке состояние не изменяется при увеличении давления или при добавлении тепла.

Тройная точка вещества — это температура и давление, при которых три фазы (газ, жидкость и твердое вещество) этого вещества сосуществуют в термодинамическом равновесии.

Пример — масса воздуха при температуре 100 ^o C

Из приведенной выше таблицы — плотность воздуха 0,946 кг / м ³ при 100 ^o C Масса 10 м ³ воздуха может быть рассчитана как

м = V ρ

= (10 м ³ ) (0.946 кг / м ³ )

= 9,46 кг

, где

м = масса (кг)

V = объем (м ³ )

(кг / м ³ )

Пример — масса воздуха при температуре 20 ^o C

Из приведенной выше таблицы — плотность воздуха 1,205 кг / м ³ при 20 ^o C .Масса 10 м ³ воздуха может быть рассчитана как

м = (10 м ³ ) (1,205 кг / м ³ )

= 12,05 кг

Пример — подъем Сила воздушного шара

Воздушный шар объемом 10 м ³ нагревается до 100 ^o C . Температура окружающего воздуха составляет 20 ^o C. Изменение силы тяжести (веса) объема воздуха является потенциальной подъемной силой воздушного шара.Подъемную силу можно рассчитать как

F _л = дм а _г

= V д ρ a _г

= (10 м ³ ) [ (1,205 кг / м ³ ) — (0,946 кг / м ³ )] (9,81 м / с ² )

= 25,4 N

, где

00 l = подъемная сила — изменение силы тяжести (масса) (N)

a _г = ускорение свободного падения (9.81 м / сек м ³ )

.

Автор: alexxlab