Kinematik viskozite nedir ve neyi ölçer? Viskozite, bir sıvının yerçekimi kuvvetleri altında akmaya karşı iç direncinin bir ölçüsüdür. Sabit olan sıvı hacminin, yakından kontrol edilen bir sıcaklıkta kalibre edilmiş viskozimetre içindeki kılcal damardan yerçekimi ile bilinir. Herhangi bir mesafeye akması için gereken sürenin saniye cinsinden ölçülmesi ile belirlenir.
Tahmini okuma süresi 8 dakika
İçindekiler
- Kinematik Viskozitenin Ölçülmesi
- Dinamik Viskozitenin Ölçülmesi
- Dinamik ve Kinematik Viskozite Arasındaki Fark Nedir ?
- Kinematik Viskoziteye İlişkin Önemli Sonuçlar
Bu değer, santistok (cSt) veya milimetre kare/saniye gibi standart birimlere dönüştürülür. Viskozite raporlaması, yalnızca testin gerçekleştirildiği sıcaklık da rapor edildiğinde geçerlidir.
Kullanılmış yağ analizi için kullanılan testlerden hiçbiri viskoziteden daha iyi test tekrarlanabilirliği veya tutarlılığı sağlayamaz. Benzer şekilde, etkili bileşen yağlaması için baz yağ viskozitesinden daha kritik bir özellik yoktur.
Kinematik viskozite değerleri, dinamik (mutlak) viskozite veya kinematik viskozite olarak ölçülebilir ve raporlanabilir. İkisi kolayca karıştırılabilir, ancak önemli ölçüde farklıdır.
- Viskozite nedir ve ölçümü nasıl yapılır?
- Kinematik viskozite nedir ve neyi gösterir?
- Dinamik viskozitenin ölçülmesinin ne gibi avantajları vardır?
- Brookfield yöntemi nedir?
- Newtonian ve Newtonian olmayan akışkanlar arasındaki fark nedir?
Kinematik Viskozitenin Ölçülmesi
Kinematik viskozite, yağın yerçekimi kuvveti altında bir kılcal delikten geçmesi için geçen süre not edilerek ölçülür. Bu viskozimetre tüpünün ağzı, akışa karşı sabit bir direnç üretir. Değişken viskozitedeki sıvıları desteklemek için farklı boyutlarda kapilerler mevcuttur.
Sıvının kılcal borudan akması için geçen süre, her bir boru için sağlanan basit bir kalibrasyon sabiti kullanılarak kinematik viskoziteye dönüştürülebilir. Kinematik viskozite birimi ölçümlerini gerçekleştirmek için baskın prosedür, zamandan tasarruf etmek ve test ölçümünü daha verimli hale getirmek için kullanılmış yağ analiz laboratuvarında sıklıkla değiştirilen ASTM D445’tir.
Dinamik Viskozitenin Ölçülmesi
Dinamik kinematik viskozite nasıl ölçülür? Bunların harici ve kontrollü bir kuvvetin (pompa, basınçlı hava, vb.) yağı bir kılcal borudan (ASTM D4624) geçirmeye zorlaması veya bir cismin harici ve kontrollü bir kuvvet tarafından sıvının içinden geçmesine karşı gösterilen direnç olarak ölçülür.
Motor tarafından tahrik edilen bir mil yardımı ile ölçüm gerçekleşir. Her iki durumda da uygulanan kuvvete karşı iç direncini veya dinamik viskozitesini yansıtan giriş kuvvetinin bir fonksiyonu olarak akışa (veya kesmeye) karşı direnç ölçülür.
Kinematik Viskozite viskozimetre ile ölçülür. Mutlak viskozimetrelerin birkaç türü ve uygulaması vardır. Brookfield döndürme yöntemi en yaygın olanıdır. Makine yağlama alanında araştırma uygulamaları, kalite kontrol ve gres analizi için mutlak viskozite ölçümü kullanılmıştır.
Geleneksel Brookfield yöntemiyle laboratuvarda dinamik viskoziteyi test etme prosedürleri ASTM D2983, D6080 ve diğerleri tarafından tanımlanır. Bununla birlikte, günümüzde piyasada satılan çoğu yerinde viskozimetre, kinematik viskoziteyi değil dinamik viskoziteyi ölçtüğü için, kullanılmış yağ analizi alanında dinamik viskozite yaygınlaşmaktadır.
|Sıvı||Viskozite|
|Hava||1.983 10-5|
|Su||10-3|
|Zeytin Yağı||10-1|
|Gliserol||100|
|Sıvı Bal||101|
|Altın Şurubu||102|
|Cam||1040|
Kinematik viskozite (cSt), denklemlere göre sıvının özgül ağırlığının (SG) bir fonksiyonu olarak mutlak viskozite (cP) ile ilgilidir.
Bu denklemler ne kadar basit görünseler de sadece Newtonian akışkanlar için geçerlidirler. Ek olarak sıvının özgül ağırlığı, trend periyodu boyunca sabit kalmalıdır. Kullanılmış yağ analizinde bu koşulların hiçbiri sabit olarak kabul edilemez, bu nedenle analist, varyansın oluşabileceği koşulların farkında olmalıdır.
Kinematik Viskozite Newtonian ve Newtonian Olmayan Akışkanlar
Kinematik viskozite nedir ve Newtonian ne demektir? Newtonian akışkan, tüm kesme hızlarında sabit viskoziteyi koruyan bir sıvıdır (kesme gerilimi, kesme hızıyla doğrusal olarak değişir). Bu akışkanlara Newtonian denir. Çünkü Sir Isaac Newton’un Akışkanlar Mekaniği Yasasında oluşturduğu orijinal formülü takip ederler. Ancak bazı sıvılar bu şekilde davranmazlar. Genelde Newton tipi olmayan akışkanlar olarak adlandırılırlar. Newton sıvıları arasında gazlar, su, yağ, benzin ve alkol bulunur.
Kinematik viskozite ve Newtonian olmayan ısı grubunun özellikleri nelerdir? Tiksotropik olarak adlandırılan Newton olmayan bir sıvı grubu, bir tiksotropik sıvının viskozitesi, kesme hızı arttıkça azalır. Tiksotropik bir sıvının viskozitesi, kesme hızı azaldıkça artar. Bu tip sıvılarda, ayar süresi, gres durumunda olduğu gibi görünür viskoziteyi artırabilir.
Newton Olmayan Akışkanlar
- Kesme kalınlaştırıcı sıvılar: Kesme hızı arttıkça viskozite artar. Örneğin mısır nişastası, suya konduğunda ve karıştırıldığında zamanla daha kalın bir hal almaya başlar.
- Kayma ile incelen sıvılar: Kayma hızı arttıkça viskozite azalır. Duvarlarınız için boya buna iyi bir örnektir. Boyayı karıştırdıkça daha akışkan hale gelir.
- Tiksotropik sıvılar: Çalkalandığında daha az viskoz hale gelir. Bunun yaygın örnekleri domates ketçap ve yoğurttur. Bir kez çalkalandığında, daha akıcı hale gelirler. Yalnız bırakıldıklarında jel benzeri bir duruma geri dönerler.
- Reopektik sıvılar: Çalkalandığında daha viskoz hale gelir. Bunun yaygın bir örneği yazıcı mürekkebidir.
Dinamik ve Kinematik Viskozite Arasındaki Fark Nedir ?
Dinamik viskozite nedir? yağın sağladığı film kalınlığını belirler. Kinematik viskozite, yağın sağlayabileceği film kalınlığının derecesini tahmin etmek için yalnızca uygun bir girişimdir. Ancak yağın Newton olmaması durumunda çok daha az değeri vardır.
Birçok yağlayıcı formülasyonu ve koşulu, aşağıdakiler dahil olmak üzere Newtonyen olmayan bir sıvı üretecektir.
Viskozite İndeksi (VI) İyileştirici Katkılar
Çok dereceli mineral bazlı motor yağları (doğal olarak yüksek VI baz yağlar hariç), düşük sıcaklıklarda kompakt olan ve artan sıvı çözünürlüğüne yanıt olarak yüksek sıcaklıklarda genişleyen yaylı bir katkı maddesi ile formüle edilmiştir. Bu katkı molekülü, ana yağın moleküllerinden farklı olduğu için Newton olmayan bir tarzda davranır.
Su Kirliliği
Kinematik viskozite ve su kirliliğinin viskozite ölçümünde önemli bir rolü vardır. Yağ ve serbest su, kimyasal olarak karışmaz. Ancak belirli koşullar altında, daha önce tartışılan mayonez gibi bir emülsiyon oluşturmak üzere birleşeceklerdir. Kremalı kahveye benzeyen bir yağ gören herkes bu gerçeği doğrulayabilir. Mantığa aykırı gibi görünse de yağa emülsifiye edildiğinde su kirliliği aslında kinematik viskoziteyi arttırır.
Termal ve Oksidatif Bozunma Yan Ürünleri
Oksidatif bozunmaya ve kinematik viskozite karşıtı geliştirilen yan ürünler bulunur. Birçok termal ve oksidatif bozunma yan ürünü çözünmez, ancak yağ tarafından stabil bir süspansiyonda taşınır. Bu süspansiyonlar Newton dışı davranış yaratır.
Kurum
Dizel motorlarda yaygın olarak karşılaşılan kurum, yağda kolloidal süspansiyona neden olan bir parçacıktır. Yağın, kurum parçacıklarının toplanmasını ve büyümesini önlemek için tasarlanmış dağıtıcı katkı maddesi, kolloidal bir süspansiyon oluşumunu kolaylaştırmaya hizmet eder.
Kinematik Viskoziteye İlişkin Önemli Sonuçlar
Kinematik viskozite hakkındaki sorulara cevap ararken ölçümü ile ilgili aşağıdaki sonuçlar çıkarılabilir:
|centiStokes |
(cSt, 10-6 m2/s, mm2/s)
|Saybolt İkinci|
Evrensel
(SSU, SUS)
|Sıvı Tipi|
|0.1||Merkür|
|1||31||Su (20oC)|
|4.3||40||Süt|
SAE 20 Karter Yağı
SAE 75 Dişli Yağı
|15.7||80||4 Numara Akaryakıt|
|20.6||100||Krem|
|43.2||200||Sebze Yağı|
|110||500||SAE 30 Karter Yağı|
SAE 85 Dişli Yağı
|220||1000||Domates suyu|
SAE 50 Karter Yağı
SAE 90 Dişli Yağı
|440||2000||SAE 140 Dişli Yağı|
|1100||5000||Gliserin (20oC)|
SAE 250 Dişli Yağı
|2200||10000||Bal|
|6250||28000||Mayonez|
|19000||86000||Ekşi Krema|
- Laboratuvarın viskoziteyi kinematik yöntemlerle ölçtüğünü varsayarsak, rutin bir laboratuvar yağ analiz programına özgül ağırlık ölçümünü eklemek, ölçülen kinematik viskoziteden mutlak viskoziteyi tahmin etmede bunu bir değişken olarak ortadan kaldırmaya yardımcı olacaktır.
- Yerinde viskozimetre kullanırken, laboratuvarın kinematik viskozimetresi ile yerinde cihaz arasında tam bir uyum aramayın. Cihazların çoğu mutlak viskoziteyi (cP) ölçer ve genellikle özgül ağırlığı sabit tutan kinematik viskoziteyi (cSt) tahmin etmek için bir algoritma uygular.
- Bu aşamada kinematik viskozite konusunda bir cevap verebilmek için viskozimetrenin ne olduğunu da anlamak gerekir. Ölçülen parametredir ve kinematik viskozimetre ile laboratuvar tarafından üretilen verilerin trendinden yerinde trendi ayırt etmeye yardımcı olur. Yerinde ve laboratuvar bazlı viskozite ölçümleri arasında mükemmel bir uyum sağlamaya çalışılmalıdır.
- Newton tipi olmayan bir akışkanın viskozitesi, kesme hızı ile değişeceğinden, film mukavemetinin gücü, çalışma yükü ve hızı altında zayıflar. Bu emülsifiye edilmiş su gibi bileşenlerin aşınma arttırdığının nedenlerinden biridir.
- Kinematik viskozite bir akışkan özelliğidir ve viskozite izleme, yağ analizi için esastır. Dinamik ve kinematik viskozite ölçüm teknikleri, kullanılmış yağları test ederken çok farklı sonuçlar üretebilir. Doğru yağlama kararlarının verilebilmesi için kinematik viskozite formülü kullanılırken ölçümünün ve viskoz sıvı davranışının giriş ve çıkışlarının anlaşıldığından emin olunmalıdır.