изображены кривые относительного изменения объема — в %, а

также коэффициенты сжимаемости р в функции изменения давления для температур 30 и 60° С.

Из приведенного следует, что эффективное изменение объема этих жидкостей (как и большинства жидкостей), которое можно использо­ вать или необходимо учитывать, наблюдается при изменении давления от нуля до 3000 кГ/см2\ дальнейшее повышение давления не приводит к заметному уменьшению объема.

Объемный модуль упругости синтетических жидкостей резко сни­

вязкость ЖИДКОСТЕЙ

Вязкость рабочей жидкости, под которой понимается ее свойство сопротивляться деформации сдвига (скольжению слоев), является наи­ более важной характеристикой для расчета и проектирования объемного

скорости деформации в направлении, перпендикулярном потоку, может быть представлен в виде ди/ду — частной производной от и по у.

В этом случае закон Ньютона может быть записан в виде

где ц является коэффициентом пропорциональности и называется аб­ солютной вязкостью жидкости.

В случае двух параллельных пластин, расположенных на расстоя­ нии b друг от друга, одна из которых неподвижна, а другая перемещает­ ся со скоростью V, предполагается, что жидкость прилипает к поверх­ ности каждой из пластин так, что ее скорость равна нулю на границе

2 4

Следовательно, абсолютная вязкость является силой, действующей на единичную площадь плоской поверхности, перемещающейся с еди­ ничной скоростью относительно другой плоской поверхности, находя­ щейся от первой на единичном расстоянии.

Практически единицей вязкости в технических измерениях является сила

дах на квадратный сантиметр (система СГС). Иначе говоря, в системе единиц МКГСС (метр—килограмм—сила—секунда) единицей абсолют­ ной вязкости принято считать касательную силу, с которой действует один слой жидкости на другой площадью 1 м2, когда один слой движет­ ся относительно другого с градиентом скорости 1 м/сек- м. Размерность этой единицы [|л]=1 кГ -сек/м2.

В системе СГС (сантиметр—грамм—секунда) вязкость выражает­ ся в пуазах (пз). Вязкость жидкости равна 1 пз, если сила, необходи­ мая для того, чтобы перемещать одну из двух параллельных пластинок

с м 2

Для сравнительной наглядной оценки этих величин вязкости мож­ но указать, что вязкость воды при 20° С равна примерно одному пуазу.

Величину коэффициента динамической вязкости для маловязких жидкостей обычно выражают в сантипуазах (спз), причем 1 спз = 0,01 пз.

Единицы динамической вязкости связаны соотношением: 1 кГ - сек/м2 = 98,1 пз = 9810 спз; 1 спз = 1,0193 • 10-4 кГ - сек/м2 = 0,01 пз.

По стандарту СССР вязкость дается при температуре 50° С. Величина 1/р, обратная вязкости, называется текучестью. Термин

«текучесть» в применении к капельным жидкостям обозначает их спо­ собность принимать форму сосуда, в котором они заключены.

В табл. 1 приведены средние значения коэффициента динамической вязкости для распространенных жидкостей.

2 5

Т а б л и ц а 1

КИНЕМАТИЧЕСКАЯ ВЯЗКОСТЬ

В гидравлических расчетах применяют отношение коэффициента ди­ намической вязкости |1 к плотности Q жидкости, которое называется ко­ эффициентом кинематической вязкости и обозначается v:

1 м2!сек =10 000 ст= 1 000 000 сст.

По современным техническим требованиям вязкость жидкостей, при­ меняемых в авиационных гидросистемах, должна быть не ниже 4 сст при 200° С и не выше 2500 сст при —60° С.

Соотношения между единицами вязкости различных систем измере­ ния приведены ниже.

26

Размерность единиц вязкости в системе СИ

В международной системе измерений СИ кинематическая вязкость имеет ту же размерность единицы, что и в системе МКС, т. е. м2/сек или см2/сек. Динамическая же вязкость в системе СИ имеет размерность н-сек/м2 (ньютон-секунда на квадратный метр).

Соотношение между старыми и новыми единицами вязкости следую­ щее: 1 пз = 0,0102 кГ • сек/м2 = 0,1 н* сек/м2,

1 кГ • сек[м2 = 9,80665 н • сек/м2.

УСЛОВНЫЕ (ОТНОСИТЕЛЬНЫЕ) ЕДИНИЦЫ ВЯЗКОСТИ

Методов непосредственного измерения коэффициентов абсолютной или кинематической вязкости не существует. Ввиду этого разработа­ ны специальные приборы (вискозиметры), с помощью которых изме­ ряют скорости течения вязкой жидкости через калиброванные отвер­ стия или определяют время, необходимое для того, чтобы данное ко­ личество жидкости вытекло через такие отверстия. Измерения, полу­ ченные таким путем, количественно связаны с вязкостью, выражен­ ной в единицах массы, времени и длины. Подобным же способом опре­ деляется относительная вязкость, единицы измерения которой непо­ средственно не связаны с физической природой вязкости.

Так, например, в промышленности основных стран Европы рас­ пространены единицы, измеряемые в градусах или секундах Энглера с помощью вискозиметра, основанного на методе истечения жидкости через калиброванное отверстие определенного диаметра (2,8 мм). В этом приборе определяется время t истечения под собственным ве­ сом 200 см3 испытываемой жидкости из цилиндрического сосуда через заданное отверстие при данной температуре, после чего находится от­ ношение времени t ко времени tB истечения из того же сосуда 200 смъ дистиллированной воды при 20° С.

В СССР принято выражать условную вязкость в градусах ВУ, ко­ торые соответствуют градусам Энглера.

В соответствии с этим вязкость жидкости в градусах Энглера вы­ ражается отношением

причем время истечения воды обычно равно tB = 50-f-52 сек.

Секунды Энглера показывают время истечения определенного объ­ ема измеряемой жидкости из вискозиметра в секундах. Поскольку вис­ козиметр Энглера рассчитан на истечение воды за время 50—52 сек, единица вязкости в секундах будет в 50—52 раза меньше единицы вязкости в градусах Энглера.

Вискозиметр Энглера применим для жидкостей с вязкостью не меньше 1,1° Е.

В США распространены единицы— секунды Сейболта, определяе­ мые временем истечения (в секундах) 60 смъ испытуемой жидкости че­ рез калиброванное отверстие прибора.

Умножив время истечения масла через капилляр вискозиметра ВУ (Энглера) на капиллярную постоянную вискозиметра, получаем кине­ матическую вязкость в сантистоксах; постоянную вискозиметра опре­ деляем по времени истечения из данного капилляра эталонной жидко­ сти при 20° С.

27