【Долгий путь начинается с первого шага – Центробежные насосы】1.1 Понимание концепций: вязкость и её преобразование

Thread Content

Последнее изменение в этом посте было сделано пользователем 3983596_FPPZ 14.11.2018 в 15:38. Тема: Вязкость и её преобразование. Среды, с которыми мы имеем дело, не являются идеальными жидкостями; у них всегда есть определенная вязкость. У многих людей при упоминании слова «вязкость» возникает путаница, мысли становятся затрудненными, и обсуждение ограничивается лишь качественным анализом, без возможности количественного анализа. Вязкость — это показатель вязкости жидкости, она отражает силу, с которой жидкость сопротивляется движению из-за внутренних трений, а также способность жидкости противостоять силам сдвига и не допускать своей деформации. Можно понимать вязкость как силу трения жидкости, которая, подобно силе трения твердых тел в повседневной жизни, является неотъемлемой. Связь между двумя видами вязкости. Существует два распространенных способа обозначения вязкости: динамическая вязкость и удельная вязкость. Динамическая вязкость — это сила, необходимая для того, чтобы на единицу площади поверхности жидкости на единице расстояния возникла единица скорости потока. Динамическая вязкость относится к абсолютной вязкости; под вязкостью, о которой мы обычно говорим, имеется в виду именно динамическая вязкость, которую обозначают символом μ. В Международной системе единиц единицей динамической вязкости является паскаль-секунда (Па·с). Поскольку единица Па·с слишком велика, мы часто используем 1 миллипаскаль-секунду (1 мПа·с); 1 Па·с = 1000 мПа·с. Другими единицами динамической вязкости являются поз (П) и центипоз (цП); 1 П = 100 цП = 0,1 Па·с, а 1 мПа·с = 1 цП. При температуре 20°C значения динамической вязкости для обычных жидкостей: вода – 1 цП ； Алкоголь 1,2 цП ； бензол 0,6цП ； эфир 0,2 цП ； йогурт 152цП ； молоко 3cP ； Кетчуп 1000цП, соевое масло 65цП ； Пиво 1,1cP ； Сок 55-75цП ； мед 3000cP ； Глицерин 1500цП ； Метанол 0,2 цП. Удельная вязкость: при движении жидкости сила вязкости, препятствующая сдвиговым деформациям, пропорциональна градиенту скорости жидкости и площади контакта. Удельная вязкость представляет собой меру внутреннего трения при течении жидкости под действием силы тяжести; её значение равно отношению динамической вязкости при одинаковой температуре к плотности жидкости. Удельную вязкость обозначают буквой ν. В Международной системе единиц это обозначается как стах (St) (м²/с). *Обычно используется единица измерения цСт. 1 м²/с равен 100 цСт; 1 мм²/с равен 1 цСт. 1 цСт соответствует 1 мм²/с, что равно 10⁻⁶ м²/с. Перевод между удельной вязкостью и вязкостью при движении осуществляется по формуле: μ = ν·ρ, где μ – удельная вязкость (мПа·с), ν – вязкость при движении (мм²/с), ρ – плотность жидкости (кг/м³). Чем выше температура жидкости, тем обычно ниже её вязкость. Поэтому, чтобы обеспечить соответствующую вязкость смазки, летом или при высоких температурах необходимо использовать смазку с более высокой вязкостью для сохранения её смазывающих свойств. Зимой, при низких температурах окружающей среды, следует использовать смазку с более низкой вязкостью (вязкость смазки обычно определяется как её показатель). Вязкость смазки оказывает значительное влияние на характеристики насоса; поэтому, особенно у центробежных насосов, которые работают за счёт центробежной силы, при увеличении вязкости значительно снижаются пропускная способность, напор и эффективность насоса, а мощность вала значительно возрастает. Когда вязкость среды достигает определенного уровня, показатели работы насоса сильно снижаются. В таких случаях использование центробежного насоса становится нерациональным; необходимо рассмотреть возможность применения насосов с другой конструкцией в качестве замены. Поэтому в каталогах многих центробежных насосов указывается верхний предел вязкости среды, которую могут перекачивать насосы этой серии. Как преобразовать начальные параметры насоса — расход Q, высоту подъема H и КПД η — в параметры насоса для перекачки сред с высокой вязкостью Qγ, Hγ, ηγ? Для этого используется самый простой способ: согласно статистическим таблицам из специализированной литературы определяется коэффициент коррекции k для каждого параметра насоса. После этого можно получить параметры насоса при перекачке сред с высокой вязкостью, а затем — соответствующие кривые его характеристик. Qγ = kq*Q, Hγ= kH*H, ηγ= kη*η. Эти формулы применимы при наличии однородной среды; они не подходят для неоднородных сред (содержащих волокна, сред с осадками и т. д.). Этот коэффициент коррекции k. При определенном диапазоне вязкости диапазон расхода насоса остается довольно точным. Информацию о графиках и способах определения коэффициента коррекции k можно найти на странице 738 в книге профессора Гуань Синфана «Руководство по современным технологиям насосов», а также на странице 64 в «Руководстве по проектированию лопастных насосов» от Института насосостроения Шэнь. Задания после урока (множественный выбор — ABDF): Предположим, что у среды отсутствует вязкость. Тогда какие из следующих утверждений верны: A. Напор насоса увеличивается, а расход жидкости — также увеличивается. B. Эффективность насоса значительно повышается. C. Мощность вала насоса снижается. D. Жидкость легче испаряется. E. Скорость вращения двигателя значительно возрастает. F. В трубопроводе отсутствуют потери на протяжении всего пути и локальные потери; транспортировка жидкости происходит без каких-либо потерь. ABDF