Вязкостно температурные

При вязкостно-гравитационном режиме течения в горизонтальных трубах для расчета средней теплоотдачи можно воспользоваться следующей формулой [15]:

При вязкостно-гравитационном режиме течения в вертикальных трубах и противоположном направлении вынужденной и свободной конвекции у стенки (охлаждение жидкости и течение снизу вверх или нагревание и течение сверху вниз) для расчета средней теплоотдачи можно воспользоваться следующей формулой [15]:

В вязкостно-гравитационном течении силы вязкости и подъемные силы соизмеримы. ,

При вязкостно-гравитационном режиме, помимо влияния изменения вязкости, распределение скоростей в сильной мере зависит от интенсивности и направления токов естественной конвекции, обусловленных разностью плотностей менее и более нагретых частиц жидкости. При отсутствии вынужденного движения и определенном изменении температуры распределение скоростей при естественной конвекции жидкости имеет вид, изображенный на рис. 4-8.

При вязкостно-гравитационном режиме коэффициенты теплоотдачи больше определяемых по формулам (8-4) и (8-5). В результате влияния естественной конвекции коэффициент теплоотдачи при определенных условиях может увеличиться в 5 раз.

Приближенная оценка среднего коэффициента теплоотдачи при вязкостно-гравитационном режиме может быть произведена по формуле [Л. 125]: .

Обширные исследования теплоотдачи при вязкостном и вязкостно-гравитационном режимах были проведены Б. С. Петуховым, Е. А. Крас-нощековым, Л. Д. Нольде и др. [Л. 123, 149, 150, 151 и др.]. В экспериментах, проведенных с водой при <7c=const, получено [Л. 151], что вследствие свободной конвекции температура стенки горизонтальной трубы .может существенно изменяться по периметру; в условиях нагрева жидкости на вер!хней образующей она значительно выше, чем на нижней. В случае необходимости проведения тщательных расчетов теплоотдачи при вязкостно-гравитационном течении следует обратиться к цитированным работам.

При вязкостно-гравитационном режиме течения жидкости расчет теплоотдачи производится следующим образом:

Расчет теплообмена при вязкостно-гравитационном движении жидкости в круглых трубах производится по формуле [39]

Расчет теплообмена при вязкостно-гравитационном движении жидкости в круглых трубах производится по формуле [Л. 31]

Для расчета средней теплоотдачи при вязкостно-гравитационном движении жидкости в круглых трубах в случае te = const используются следующие уравнения [46]:

— при вязкостно-гравитационном течении в трубах 167

Рис. 346. Вязкостно-температурные характеристики масел (марки масел даны по ранее действующим ГОСТам):

Вязкость масел зависит от различных факторов, прежде всего от температуры, с ростом которой вязкость уменьшается. Смазочные масла для работы в определенных условиях выбирают по вязкости при некоторой средней температуре. Для этого используют либо значения вязкости, регламентируемые ГОСТ или ТУ обычно при температуре 50° С и 100° С, либо коэффициент изменения вязкости при этих температурах, либо вязкостно-температурную зависимость, показанную для некоторых масел на рис. 2. Чем положе кривая такой зависимости или чем меньше угол наклона кривой в двойных логарифмических координатах к горизонтали, тем лучше вязкостно-температурные свойства масел.

Рис. 2. Вязкостно-температурные кривые масел [7]: / — полисилоксановое; 2 — эфирное; 3—трансформатор-ное; 4—ИС-12; В — турбин-ное ТСп-22; 6 — турбинное 22; 7 — полиметилфенилси-локсан; 8 — ИС-45; 9—авиационное МС-20; 10—АК-15; // — фторхлоруглеродное 12— цилиндровое 52 (штриховые линии для синтети-1 ческих масел)

Наиболее полную информацию о характере изменения вязкости в зависимости от температуры дает график, построенный в логарифмических координатах v - t (рис. 41), на котором вязкостно-температурные зависимости почти всех рабочих жидкостей изображаются прямыми линиями. По составу нефть — сложная многокомпозиционная смесь парафиновых, нафтеновых и ароматических углеводородов, постепенное застывание которых определяет при понижении температуры увеличение вязкости жидкости на нефтяной основе. Лучшие эксплуатационные свойства в гидроприводе имеют такие жидкости, у которых более пологая вязкостно-температурная зависимость.

Рис. 9.3. Вязкостно-температурные кривые минеральных масел

Вязкостно-температурные зависимости для некоторых сортов минеральных масел показаны на рис. 9.3. Определение рабочей температуры смазки трущейся пары основано на составлении уравнения теплового баланса пары трения.

ПРИСАДКИ К МАСЛАМ — вещества, добавляемые к минеральным маслам с целью улучшения (или сохранения на длительный срок) их эксплуатац. св-в. Вязкостные П. к м., повышающие уровень вязкости масел и улучшающие их вязкостно-температурные св-ва,— высокомолекулярные вещества (вязкие жидкости или каучукообразные и твёрдые продукты), получаемые полимеризацией непредельных соединений. Вязкостные П. к м. добавляют обычно к маловязким нефт. фракциям в кол-ве 1 — 15% (по массе). Масла, содержащие вязкостные П. к м., применяются в автомоб. двигателях, в качестве рабочей жидкости в гидросистемах автомобилей и самолётов. П. к м.-депрессаторы понижают темп-ру застывания масел, антикоррозионные П. к м. защищают металлы от коррозии, П. к м.-антиокислители повышают противоокислит. устойчивость масел и т. д.

Вязкость масел зависит от различных факторов, прежде всего от температуры, с ростом которой вязкость уменьшается. Смазочные масла для работы в определенных условиях выбирают по вязкости при некоторой средней температуре. Для этого используют либо значения вязкости, регламентируемые ГОСТ или ТУ обычно при температуре 50° С и 100° С, либо коэффициент изменения вязкости при этих температурах, либо вязкостно-температурную зависимость, показанную для некоторых масел на рис. 2. Чем положе кривая такой зависимости или чем меньше угол наклона кривой в двойных логарифмических координатах к горизонтали, тем лучше вязкостно-температурные свойства масел.

Рис. 2. Вязкостно-температурные кривые масел [7]:

К сожалению, органические соединения, имеющие такие же физические параметры (например, вязкость и температурный диапазон существования жидкого состояния) и химическую инертность, как и обычные смазки и гидравлические жидкости, должны удовлетворять некоторым требованиям величины, формы и конфигурации молекул. Высокая компактность молекул в конденсированных ароматических соединениях с короткими алифатическими цепями может обеспечить нужную радиационную стойкость (см. гл. 1), но они имеют высокую точку плавления, небольшой интервал существования жидкого состояния, низкую вязкость и неудовлетворительные вязкостно-температурные свойства. Точно так же группы, вводимые во все жидкости на основе эфиров [например, ди(2-этилгексил)-себацинат] с целью понижения температуры застывания и увеличения индекса вязкости, уменьшают их радиационную стойкость. По этим причинам свойства разработанных в настоящее время жидкостей представляют собой компромисс между радиационной стойкостью и оптимальными физическими и эксплуатационными качествами. Исследования последнего времени направлены, в частности, на снижение температуры застывания и на увеличение вязкостных характеристик без ухудшения радиационной стойкости. Некоторые из этих проблем более подробно обсуждаются ниже.

В качестве вязкостной присадки широко применяют, особенно за рубежом, полиметакрилаты. Присадки данного типа (акрило-нды, вископлексы, полиакрилаты, глиссовискаль) улучшают вязкостно-температурные характеристики жидкости, а также снижают температуру ее застывания, т. е. они обладают депрессор-ными свойствами. Относительная масса полиметакрилатов составляет 5000—20 000.