Вязкость масел

Вязкость масел, внутреннее трение, является основным свойством для смазочных масел. Смазочные масла нормируются по своей вязкости, и по величине вязкости выбирают их для смазки той или другой части машины, но, конечно, одна вязкость не дает еще полной характеристики смазочцого масла и не решает всего сложного вопроса о смазочной способности его. Вязкость связана с внутренними, молеку-лярн. свойствами жидкости (смотрите Вязкость). В. м. изменяется с температурой и эта изменяемость настолько характерна для данной жидкости, что температурные кривые изменяемости внутреннего трения с изменением темп-ры для смазочных масел принято называть характеристическими. Обычно вязкость смазочных масел уменьшается с нагреванием и значительно повышается с понижением ί³; при понижении Усильно повышается вязкость минеральных масел, в особенности при содержании в них парафина; растит, масла имеют более медленную изменяемость вязкости с изменением i°. Наиболее надежными смазочными маслами являются масла с более пологой й³-ной кривой вязкости. Следует отметить, что характеристич. кривая для смазочных масел имеет вообще вид гиперболы; если иге построить логарифмическую анаморфозу, то получается или прямая или близкая к прямой кривая. Отношение ~ или ™ может дать характеристику изменяемости вязкости с темп-рой и служить для сравнения и для выбора масел. В. м., как и их плотность, изменяется с повышением давления, а именно повышается, сначала медленно, а при давлении, большем 200—300 килограмм/см², это повышение вязкости растет все сильнее и сильнее, в особенности для минеральных масел; для растительных—оно происходит значительно медленнее. Вязкость жидкостей оказывается вообще возрастающей с возрастанием их удельного веса. Проф. Е. Пистоль-корс в своих работах подметил интересную зависимость, справедливую именно для нефтяных продуктов, начиная от бензина и до тяжелого мазута, имеющего вязкость в 10 000 раз большую:

lgl000i? =

0,211. 0,968 —D ’

например для бензина с Л=0,709 при 20° формула дает »7=0,0065, а опыт дал »7=0,0056; для тяжелого мазута с Л=0,924 при 20° формула дает »7=63,0, а опыт дал »7=63,4.

Как эталонная жидкость для сравнения вязкостей обыкновенно берется вода, для смазочных масел (именно для машинных масел)—сурепное масло, для моторных масел (для двигателей внутреннего сгорания)—касторовое масло, так как растительные масла обладают более постоянными и определенными свойствами.

О методах измерения вязкости сантиметров .Вязкость. Наиболее употребителен метод Пуазейля; метод Стокса пригоден для очень вязких жидкостей, а также для быстрых приближен, испытаний вязкости обыкновенных смазочных масел; способы Кулона и торсионный пригодны для изучения вязкости эмульсий и неоднородных жидкостей.

Условные технические величины вязкости смазочных ма-с е л. Число градусов вязкости по Энглеру (°Е) представляет отношение времени истечения 200 см³ масла при температуре t ко времени истечения 200 сж³ воды при 20°, при испытании истечения в вискозиметре Эн-глера, имеющем нормированные размеры. Для смазочных масел обычно принято определять вязкость при t°: 20, 50 и 100°. Для машинных смазочных масел обычно определяется вязкость при 50°, а для цилиндровых при 100°; температура 20° берется только для очень легких масел, а в специальных случаях берут и иные t°, близкие к предельной рабочей t°, например для турбинных масел в 70 или 80°. В Германии и СССР принят вискозиметр Энглера с нормированными размерами. Проверка его показаний производится по времени истечения 200 см³ воды при 20°. Обычно его водяное число близко к 50—53 ск., и точная величина его дается в свидетельстве для каждого вискозиметра. В виду длительности испытания истечения для вязких масел или же для обыкновенных смазоч. масел при пониженных t° возможно производить опыты, измеряя время истечения не всего установленного объёма (200 см³), а части его, именно 100 или 50 см³. Это впер вые ввел проф. Гольде, к-рый дал величину переводного множителя, равного 5 при истечении 50 см³ масла, при приведении показания вязкости к истечению нормальных 200 см³. Л. Блох и А. Добрянский обстоятельно проверили этот ускоренный метод и дали формулу для пересчета на время истечения 200 см³, то есть для вычисления градусов вязкости Энглера из времени Т ск. истечения объёма Qcm³:

„₌ JW800

^Ь ЗТУ I Q ¹)’

где Е означает вязкость в градусах Энглера, Q см³—вытекший объём масла за время Гек., a W—водяное число вискозиметра в ск. Эта формула при §=200 см³, действительно, дает

Е=— Предпочтительнее производить взвешивание количества вытекшего масла (в случае появления пены невозможно точно отсчитать вытекший объём), и тогда формула для пересчета вязкости в градусы Энглера примет следующий вид:

^Е=тг -р-~ Ч’

где Р—вес вытекшего масла (в г) за время Т (в ск.), d—плотность масла, a W—водяное число вискозиметра. Упомянутые авторы дали номограммы для ускорения и упрощения означенного пересчета.

Вискозиметр Уббелоде для жидкостей с малой вязкостью рекомендуется при определении числа градусов вязкости легких жидкостей, например керосина, и при определении вязкости смазочных масел при высоких ί°:100, 200, 300° и выше, например для моторных масел, то есть для цилиндров двигателей внутреннего сгорания. Следует отметить, что все технич. приборы для измерения вязкости дают лишь «свои числа» вязкости, т. к. в них условия истечения отступают от закона Пуазейля, например в вискозиметре Энглера: слишком коротка и широка трубка истечения, давление истечения—переменное и зависит от плотности жидкости, t° не точно удерживается и определяется не точно, не учитывается потеря кинетич. энергии, уносимой струей, и т. д. Эти неточности особенно сильно отзываются на числах вязкости для легких масел, а также при высоких t°, когда течение явно турбулентное (вихревое), а не ламинарное (послойное). Ф-лы для приближенного перевода градусов вязкости Энглера в абсолютную вязкость, как и переводные таблицы для прямого и обратного перевода, разработаны разными авторами; так, из ф-л Уббелоде получается:

»7=(0,0731 i?-^O-fi)rf,

где Е—вязкость в градусах Энглера, d— плотность в г/см³.

Числа вязкости для смазочных масел и вискозиметры в других промышленных странах применяются иные: в Америке—секунды и соответственно вискозиметры Сейболт-Универсаль и Сейболт-Фурол (смотрите Справочник фаз., хим. и технолог, величин, т. I, стр.36); в Англии—секунды, соответственно Редвуд-Торговый и Редвуд-Адмиралтейский; во Франции—градусы и вискозиметр Барбье. Для грубых пересчетов можно принять, что

5°ii=166^,/ Сейболт-Универсаль=140" Ред-вуд - Торговый=15,8" Редвуд - Адмиралтейский =20,6" Сейболт-Фурол=137° Барбье. Таблицы вязкости смазочных масел (в градусах Энглера), согласно техническим нормам нефтепродуктов Нефтесиндиката для изготовляемых в настоящее время в СССР смазочных масел, приводятся здесь целиком, как имеющие большой практический интерес и значение.

Таблица 1.—В язкостьмашинных масел.

Название масел	Пределы вязкостей при 50°
Веретенные масла:
Велосит Л..	1,3—1,4
» Т..	1,5—1,7
Веретенное 2 ..	2,0—2,2
» 3..	2,8—3,2
Машинные масла:
Машинное Л.; ·.	4,0—4.5
» 2..	5,5—6,5
» Т..	7,0—8,2
Сепараторное Л ..	1,5—1,8
» т..	2,2—2,5
Швейное..	1,5—1,8
Вольта Л..	3,0—3,3
» Т..	4,0—4,3
Турбинное Л ..	2,9—3,2
» м..	4,0—4,5
» т..	6,0—6,5
Фуга..	13
Судовое Л ..	8,0—8,5
» т ..	9,5—10,5

Таблица 2.—Вязкость масел для двигателей внутреннего сгорания.

Название масел	Пределы вязкостей
Моторные масла:
Моторное Л..	3,3—3,8 (при 50°)
» М..	6,0—6,5 »
» Т..	8.2—8,7 »
Автол Л ..	6,0—6,5 »
» М..	1,8—2,2 (при 100°)
» т..	2,4—2,7 »
Компрессорные:
Компрессорное Л.	6,0—6,Б (при 60°)
* М.	1,7—2,0 (при 100‘)
» т.	2,2—2,5 »
Фригус..	2,0—2,3 (при 50°)
Цилиндровые масла для паровых машин: а) при насыщенном паре:
Вискозин 2..	1,8—2,2 (при 100°)
» 3..	3,0—4,0 »
» 5..	5,0—6,0 »
Вапор ..	2,8—3,2 »
Нигрол..	5,0—7,0 »
б) при перегретом парс:
Вапор до t° перегрева 250°	3,5—4,0
Вапор М при перегреве до
310-..	4,5—5,7
Вапор Т при перегреве вы-
ше 310°..	5,5—6,7
Вапор-Экстра.	6,0—7,0
Вискозин Т при перегреве
до 300° ..	7,0—6,0
Вискозин 10 при перегреве
ДО 310°..	9,5

Лит.: см. Вязкость, а. также Справочник физ., хим. и технолог, величин Т. Э., т. I, стр. 34. А. Зайцев.