Hai phương pháp đo và báo cáo độ nhớt động học và tuyệt đối (còn gọi là động học) thường gây nhầm lẫn trong tâm trí những người không sử dụng thường xuyên. Trong chuyên mục này, tôi sẽ giải thích sự khác biệt giữa chúng và cung cấp một số mẹo về cách áp dụng chúng vào chất bôi trơn.
độ nhớt tuyệt đối
Độ nhớt tuyệt đối được định nghĩa là khả năng chống cắt của chất lỏng hoặc khả năng chống biến dạng của chất lỏng khi có lực tác dụng. Nói một cách đơn giản hơn, chất lỏng càng đặc thì càng cần nhiều năng lượng để làm cho nó chảy. Nói đúng ra, độ nhớt động học được định nghĩa là tỷ số giữa độ nhớt tuyệt đối và mật độ.
Mật độ là một đặc tính bắt nguồn từ khối lượng, và vì khối lượng và trọng lượng nhằm mục đích thực tế tỷ lệ thuận trực tiếp ở bất kỳ nơi nào trên bề mặt Trái đất, độ nhớt động học thường được hiểu là lực cản của chất lỏng chảy dưới tác dụng của trọng lực.
Tôi thích coi độ nhớt động học là một trường hợp đặc biệt của độ nhớt tuyệt đối. Lực cắt do trọng lực tạo ra thực sự rất nhỏ so với lực cắt do tương tác cơ học của các bộ phận máy gây ra.
Hãy minh họa sự khác biệt này bằng một ví dụ. Giả sử bạn có một lọ mật ong và một lọ nước trên bàn làm việc. Những chiếc lọ được cố định vào bàn nên chúng không thể di chuyển. Nếu bạn đặt một chiếc thìa vào mỗi lọ và bắt đầu khuấy, bạn đang đưa lực cắt vào chất lỏng.
Lưu ý rằng các lực này không phải do trọng lực gây ra nên việc bạn đang làm chỉ là kiểm tra độ nhớt tuyệt đối. Rõ ràng chất lỏng có khả năng chống khuấy cao hơn là mật ong nên chúng ta có thể kết luận độ nhớt tuyệt đối của mật ong lớn hơn độ nhớt tuyệt đối của nước. Bây giờ hãy lấy những chiếc lọ đó ra khỏi bàn và đổ chúng sang một bên.
Tất cả chất lỏng sẽ chảy ra khỏi bể, trong trường hợp này lực gây ra dòng chảy là do trọng lực. Vì vậy, chúng tôi vừa thực hiện một bài kiểm tra độ nhớt động học và điều đó cũng cho thấy mật ong có độ nhớt động học lớn hơn nước vì nó có khả năng chống chảy ra khỏi bình cao hơn.
Độ nhớt của chất lỏng, dù là động học hay tuyệt đối, đều thay đổi tùy thuộc vào nhiệt độ đo được. Vì vậy, nhiệt độ đo độ nhớt phải được báo cáo.
Độ nhớt động học
Là một định nghĩa chặt chẽ về trạng thái chuyển động, nếu biết mật độ của chất lỏng, độ nhớt tuyệt đối và độ nhớt động học có thể được chuyển đổi trực tiếp. Mối quan hệ này có thể được thể hiện như sau:
Độ nhớt tuyệt đối=độ nhớt động học x mật độ
Các đơn vị SI thích hợp phải được sử dụng để sử dụng công thức này một cách chính xác.
Cho đến nay, chúng tôi đã chỉ ra rằng cả thử nghiệm độ nhớt tuyệt đối và độ nhớt động học đều chứng minh rằng mật ong có độ nhớt cao hơn nước. Hãy xem một ví dụ khác.
Sử dụng hai lọ giống hệt nhau cố định trên bàn, đổ đầy một lọ mật ong và lọ còn lại với sốt mayonnaise. Bây giờ thực hiện kiểm tra độ nhớt tuyệt đối bằng cách khuấy chất lỏng. Thử nghiệm sẽ cho thấy mật ong là chất lỏng nhớt hơn.
Lật ngược lọ và thực hiện kiểm tra độ nhớt động học, kết quả sẽ cho thấy sốt mayonnaise bây giờ ở dạng chất lỏng nhớt hơn (mật ong sẽ cạn nhanh hơn sốt mayonnaise). Đầu tiên, lời giải thích cho các kết quả khác nhau là gì và thứ hai là ý nghĩa của nó là gì, ít nhất là liên quan đến chất bôi trơn máy móc?
sự khác biệt
Để giải thích các kết quả khác nhau, chúng ta cần hiểu các tính chất Newton của chất lỏng. Nếu bạn liên hệ độ nhớt của chất lỏng với lượng lực cắt mà nó trải qua, thì một số chất lỏng có độ nhớt không phụ thuộc vào lượng lực cắt tác dụng.
Chúng được gọi là chất lỏng Newton, trong đó mật ong là một ví dụ điển hình. Sự phân bố độ nhớt của một số chất lỏng thay đổi theo lượng lực cắt. Chúng được gọi là chất lỏng phi Newton, mayonnaise là một ví dụ.
Chất lỏng phi Newton thể hiện độ nhớt cao khi tốc độ cắt thấp (kiểm tra độ nhớt động học). Giống như phép thử độ nhớt tuyệt đối, độ nhớt của chất lỏng phi Newton giảm khi chất lỏng bị cắt mạnh hơn.
tại sao nó quan trọng
Vậy điều này có ý nghĩa gì đối với chất bôi trơn?
1. Hầu hết các chất bôi trơn (xem các trường hợp ngoại lệ bên dưới) đều có đặc tính gần giống Newton. Vì vậy, cho dù chúng ta đo độ nhớt động học hay độ nhớt tuyệt đối và tính xu hướng thì cũng không có nhiều khác biệt.
2. Các loại dầu có nhiều đặc tính phi Newton là:
Dầu bôi trơn cải tiến (dầu có phụ gia cải thiện chỉ số độ nhớt)
Dầu bị biến chất
Nhũ tương dầu, bao gồm cả sự nhiễm bẩn vừa phải của chất rắn và/hoặc chất lỏng và sự cuốn theo không khí, tất cả đều có thể tạo ra nhũ tương.
3. Cho rằng lực cắt được đưa vào một cách cơ học, chứ không phải trọng lực, ảnh hưởng đến dòng chảy của chất lỏng bôi trơn trong máy, có thể lập luận rằng kiểm tra độ nhớt tuyệt đối là phương pháp xác định độ nhớt tốt hơn. Tuy nhiên, cũng công bằng khi cho rằng bất kỳ yếu tố nào ảnh hưởng đến sự thay đổi độ nhớt tuyệt đối cũng có thể ảnh hưởng đến sự thay đổi độ nhớt động học.
Miễn là chúng ta đo lường và xác định xu hướng của một phương pháp đo lường (với độ tái lập phù hợp), chúng ta sẽ có thể thu được các mẫu tốt trong dữ liệu. Mặc dù chúng tôi đang thực hiện các phép đo độ nhớt động học và bằng trực giác chúng tôi biết rằng chúng không chính xác đối với máy, nhưng chúng vẫn phổ biến. Vì vậy hãy tuân theo một phương pháp. Như một câu nói đùa: Thà sai nhiều lần còn hơn đúng.
4. Độ nhớt động học là phương pháp phổ biến để đo và báo cáo độ nhớt trong phân tích chất bôi trơn đã qua sử dụng, ít nhất là theo quan điểm của hầu hết các phòng thí nghiệm thương mại. Như đã đề cập ở đoạn trước, nó có thể không phải là cách tiếp cận tốt nhất nhưng nó đã trở thành cách tiếp cận chiếm ưu thế do lịch sử và tính dễ sử dụng.
5. Hầu hết các phòng thí nghiệm thương mại sẽ sử dụng nhớt kế tự động để đo độ nhớt động học. Hầu hết các thiết bị trong phòng thí nghiệm hiện trường sẽ đo độ nhớt tuyệt đối nhưng báo cáo nó là độ nhớt động học bằng cách sử dụng các giả định về mật độ chất lỏng và thực hiện các phép tính thích hợp.
Đây thường không phải là vấn đề trong việc đạt được kết quả xu hướng, nhưng điều quan trọng là phải đảm bảo rằng các phép đo độ nhớt luôn được thực hiện ở cùng nhiệt độ. Đây có thể là nhiệt độ phòng, nhưng hãy luôn đảm bảo dầu có thời gian đạt đến nhiệt độ phòng trong môi trường được kiểm soát khí hậu trước khi thử nghiệm.
Và đừng cố so sánh kết quả phòng thí nghiệm dầu mỏ thương mại của bạn với kết quả phòng thí nghiệm hiện trường của bạn quá chặt chẽ; chúng sẽ khác nhau, nhưng đó là vì chúng đo lường những thứ khác nhau. Cần có một số mối tương quan, nhưng chúng sẽ không hoàn toàn tương đương.
Độ nhớt thường được coi là đặc tính quan trọng nhất của chất bôi trơn. Vì vậy, điều quan trọng là có thể đo lường và hiểu được nó. Tôi hy vọng điều này cung cấp một sự hiểu biết rõ ràng hơn về chủ đề này.
