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粘度在線監(jiān)測(cè)傳感器的原理和應(yīng)用(二)

概述

上節(jié)講到粘度的基本定義,即粘度指流體受外力作用移動(dòng)時(shí),分子間產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力的量度,是流體測(cè)量的一項(xiàng)重要參數(shù)。

粘度的測(cè)量廣泛應(yīng)用在設(shè)備潤(rùn)滑、石油開采、化工、油墨、食品和制藥等工業(yè)領(lǐng)域,對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制以及產(chǎn)品的性能評(píng)定起著至關(guān)重要的左右。比如設(shè)備潤(rùn)滑,合理的粘度決定著貴重的設(shè)備運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性,對(duì)生產(chǎn)保障起到了關(guān)鍵作用;在鉆井領(lǐng)域的各個(gè)開采階段對(duì)粘度的正確測(cè)量直接影響著鉆井的效率和質(zhì)量;在食品生產(chǎn)中,產(chǎn)品的品質(zhì)與粘度有著直接的關(guān)系;在自動(dòng)化控制中,管道的設(shè)計(jì)、燃料的燃燒效率、輸送過(guò)程的監(jiān)測(cè)和控制等,都需要測(cè)量粘度已達(dá)到最佳和最經(jīng)濟(jì)的效果。

作為流變測(cè)量之一的粘度測(cè)量,可以獲得各種產(chǎn)品的性能、預(yù)期信息、處理效應(yīng)、配方變化以及老化現(xiàn)象訂單,以保持每批原材料的一致性。在石油、化工領(lǐng)域,粘度是一個(gè)重要的檢測(cè)指標(biāo),他標(biāo)志著液體質(zhì)量的好壞。

 

意義

在設(shè)備潤(rùn)滑的理論分析中,其中一項(xiàng)重要的物理性質(zhì)就是潤(rùn)滑油的粘度。一定的工況條件下潤(rùn)滑油的粘度是決定潤(rùn)滑膜厚度的主要因素。例如,對(duì)于流體動(dòng)壓潤(rùn)滑,潤(rùn)滑膜厚度與粘度成正比;而在彈性動(dòng)壓潤(rùn)滑下,潤(rùn)滑膜厚度與粘度的0.7次方成正比。雖然潤(rùn)滑油的粘度不直接影響邊界潤(rùn)滑膜厚度,但對(duì)于邊界潤(rùn)滑條件下的粗糙表面,由于在接觸峰點(diǎn)之間形成的油包也承受一部分載荷,而潤(rùn)滑油的粘度與油包的承載能力密切相關(guān)。

另一方面,粘度也是影響摩擦力的重要因素。粘度較大的潤(rùn)滑油,其流動(dòng)性差,在摩擦面之間形成的油膜較厚,在較大負(fù)荷情況下潤(rùn)滑效果比較好,但冷卻和沖洗作用較差,摩擦的溫度較高。相反,潤(rùn)滑油的粘度較小,其流動(dòng)性較好,容易流入間隙小的摩擦面之間,可保證潤(rùn)滑效果,機(jī)械克服摩擦阻力消耗的功也較少,潤(rùn)滑油的冷卻和沖洗作用較好。但如果潤(rùn)滑油的粘度過(guò)小,在較大負(fù)荷下,潤(rùn)滑油膜變薄而容易被破壞,使摩擦面容易產(chǎn)生磨損和擦傷。所以,對(duì)于任何實(shí)際工況條件都存在著合理的粘度值范圍。

船用柴油機(jī)中的潤(rùn)滑油在潤(rùn)滑、密封、冷卻、清潔、減振和防銹等方面起著十分重要的作用,由于在極其惡劣的環(huán)境下工作,潤(rùn)滑油很容易被氧化和污染而造成使用性能的下降。油品氧化、被固體不溶物(炭渣、污物)污染或劣質(zhì)燃油與其他高粘度潤(rùn)滑油的混入等都可能造成潤(rùn)滑油粘度的升高:混水乳化或輕質(zhì)燃油的混入等可能造成燃油粘度的下降。潤(rùn)滑油在發(fā)動(dòng)機(jī)中的極限許可使用期(即換油期)的合理確定,有著非常重要的意義,它在很大程度上決定著機(jī)組的狀況和工作的可靠性,決定著機(jī)組的檢修期及其使用壽命,也關(guān)系到潤(rùn)滑油和燃料的消耗量以及船舶的安全運(yùn)行。過(guò)于頻繁地更換那些質(zhì)量尚好、還可以繼續(xù)使用的潤(rùn)滑油,會(huì)造成浪費(fèi):而已經(jīng)變質(zhì)的潤(rùn)滑油如果不及時(shí)予以換新,則會(huì)增加機(jī)械磨損,甚至?xí)?dǎo)致事故的發(fā)生。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)潤(rùn)滑油的粘度變化能很好地反映潤(rùn)滑油的質(zhì)量狀態(tài)以及剩余壽命。

燃料霧化的質(zhì)量是噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行的最重要條件之一。噴氣燃料的粘度對(duì)燃料霧化程度的影響最大。為了確保噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)在不同溫度下所需的霧化程度,在燃油規(guī)格中規(guī)定了不同溫度下的粘度值。

粘度是柴油的重要特性之一,它決定了內(nèi)燃機(jī)中柴油的霧化和燃燒。如果粘度太大,則從噴嘴噴射的油滴又大又不均勻,霧化狀態(tài)不好,空氣混合不充分,燃燒不完全。同時(shí),柴油會(huì)潤(rùn)滑柱塞泵,粘度太小,會(huì)影響泵的潤(rùn)滑,增加柱塞的磨損。

 

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