6.3.6 Характеристика робочих рідин

В якості робочої рідини в приводах сучасних гідропресових установок використовують мінеральні масла, а частіше водні емульсії, безпечні в пожежному відношенні. Найбільш поширеною водною емульсією є 1,0..1,5 %-ний розчин емульсолів марки Е-2 (Б) у воді. Згідно ГОСТ 1975, його виготовляють на основі мінерального масла, що складається з суміші індустріальних масел загального призначення марок И-12А, И-20А, И-30А, И-40А, И-50А та інші з кінематичною в’язкістю при 50 °С в межах (17...23)∙ 10^-6 м²/с. Температура спалаху емульсолів не нижче 170 °С.

З мінеральних масел в якості робочої рідини в насосних безакумуляторних гідроприводах найбільшого поширення набули індустріальні масла марок И-20А, И-30А і И-40А. Вони володіють високою в’язкістю, що дозволяє спростити конструкцію ущільнювальних і розподільних пристроїв, проте небезпечні в пожежному відношенні, так як мають порівняно низьку температуру спалаху.

Робочі рідини повинні задовольняти наступні вимогам:

а ) не викликати корозії і не руйнувати ущільнень;

б) не розчиняються значної кількості повітря та інших домішок, які при зміні тиску або температури можуть виділятися у вигляді пари;

в) володіти змащувальною здатністю, бути хімічно стійкими;

г) не бути надмірно в’язкими, щоб не викликати великих гідравлічних втрат на тертя;

д) задовольняти умовам безпеки в пожежному відношенні.

Найбільш важливі фізичні властивості рідин – густина, пружність, в’язкість і хімічна стійкість.

Густиною ρ називають відношення маси М рідини до її об’єму V:

                        (6.4)

Пружність рідини характеризується коефіцієнтом об’ємного стискування β_сж, рівним відносній зміні об’єму ΔV_к відповідно зміні тиску Δр. Коефіцієнт об’ємного стиснення (β_сж – величина, зворотна модулю об’ємної пружності:

               (6.5)

де k – модуль об’ємної пружності.

Для води модуль об’ємної пружності при тиску до 30 МПа можна приняти постійним: k=2∙10³ МПа, для мінеральних масел k=1,3...1,8 ГПа.

Під в’язкістю розуміють властивість рідини чинити опір деформації зрушення. Характеризують її константою μ, званою динамічною (абсолютною) в’язкістю і визначуваною як відношення напруги зрушення τ між двома сусідніми шарами рідини до градієнта швидкості зрушення du/dr у напрямі, перпендикулярному напряму течії. Для ламинарного потоку (рис. 6.12):

                     (6.6)

Одиниця виміру динамічної в’язкості –Па∙с. У во­ди при 20 °С μ= 0,001 Па∙с.

Відношення динамічної в’язкості рідини μ до її густини ρ називають кінематичною в’язкістю ν:

                        (6.7)

Рисунок 6.12 – Схема розподілу напруги і скорос­тей течії в поперечному перетині трубопроводу

Одиниця виміру кінематичної в’язкості – м²/с.

В’язкість рідини з підвищенням тиску збільшується. При високих тисках в декілька тисяч мегапаскалей всі масла перетворюються на тверді тіла.

В’язкість мінеральних масел і водних емульсій різко зменшується при дроселюванні їх з великим перепадом тисків.