plik


ÿþCiecze robocze WBa[ciwo[ci fizykochemiczne cieczy roboczych stosowanych w hydrostatycznych ukBadach napdowych WYDZIAA MECHANICZNY POLITECHNIKI WROCAAWSKIEJ 1 pazdziernika 2011 Autor: Aukasz BuBgajewski, Filip Jakub Ulatowski Ciecze robocze WBa[ciwo[ci fizykochemiczne cieczy roboczych stosowanych w hydrostatycznych ukBadach napdowych 1. Zci[liwo[d Zci[liwo[d cieczy to wBa[ciwo[d, której uwzgldnianie staje si konieczne dopiero wtedy, gdy analizowane zjawisko jest zjawiskiem dynamicznym. Miar tej cechy jest wspóBczynnik [ci[liwo[ci, którego warto[d liczbowa determinowana jest warto[ci objto[ci oraz ci[nienia. Formalnie wyra|a wic on dla danej cieczy zale|no[d midzy jej objto[ci a ci[nieniem. Jednostk wspóBczynnika [ci[liwo[ci jest Pa-1. *²+ = Pa-1 Jednym z najwa|niejszych (w kontek[cie zastosowao technicznych) czynników majcych wpByw na [ci[liwo[d jest stopieo zanieczyszczenia cieczy powietrzem. Zci[liwo[d bowiem wzrasta wraz ze stopniem zanieczyszczenia. 2. ModuB spr|ysto[ci objto[ciowej ModuB spr|ysto[ci objto[ciowej jest wielko[ci abstrakcyjn, której warto[d jest odwrotno[ci warto[ci [ci[liwo[ci. Midzy jednostkami tych wielko[ci zachodzi oczywi[cie ta sama zale|no[d a wic: *E+ = *²+-1 = ((Pa)-1)-1 = Pa Konsekwencj zwikszania si [ci[liwo[ci cieczy wraz ze wzrostem stopnia zanieczyszczenia powietrzem jest zmniejszanie si warto[ci moduBu [ci[liwo[ci, co wynika wprost z jego definicji. 1 Ciecze robocze | 2011-10-01 3. Rozszerzalno[d objto[ciowa WspóBczynnik rozszerzalno[ci objto[ciowej charakteryzuje zmian objto[ci cieczy wraz ze zmian jej temperatury przy staBym ci[nieniu. Warto[d tego wspóBczynnika zale|y bowiem od ci[nienia. Nie zale|y ona natomiast od temperatury. Warto[d wspóBczynnika rozszerzalno[ci objto[ciowej maleje wraz ze wzrostem warto[ci ci[nienia. Jednostk tego wspóBczynnika jest 1/°C. *±+ = 1/°C Ogrzanie cieczy roboczej stosowanej w napdach hydrostatycznych o 1°C skutkuje zwikszeniem jej objto[ci oraz zmniejszeniem jej gsto[ci o ok. 0,07%. Sytuacj, w której nawet tak maBa zmiana nie mo|e byd pominita, jest praca z ciecz, która w warunkach roboczych znajduje si w szczelnie zamknitych cylindrach bdc jednocze[nie nara|on na podgrzanie. 4. CiepBo wBa[ciwe i przewodnictwo cieplne CiepBo wBa[ciwe oraz wspóBczynnik przewodzenia ciepBa to wielko[ci, przy pomocy których opisujemy zjawisko polegajce na wzro[cie temperatury podczas pracy ukBadu hydraulicznego, bdcym skutkiem oporów przepBywu. Zjawisko to jest wic hydraulicznym odpowiednikiem nagrzewania si przewodów elektrycznych. CiepBo wBa[ciwe to z definicji ilo[d ciepBa, jak trzeba doprowadzid do danego o[rodka1 , aby spowodowad zwikszenie jego temperatury o jeden stopieo. 5. Lepko[d kinematyczna i dynamiczna Lepko[d cieczy to tarcie wewntrzne wystpujce pomidzy jej warstwami towarzyszce jej ruchowi. Pochodzce od takiej siBy 1 tutaj: cieczy roboczej 2 Ciecze robocze | 2011-10-01 tarcia napr|enia styczne opisuje wzór, w który pojawia si nowa wielko[d, nazywana wspóBczynnikiem lepko[ci dynamicznej. Ä = ¼ Wprowadzona wy|ej zale|no[d to równanie Newtona. Jednostk lepko[ci dynamicznej jest puaz. *¼+ = P = 10-1 WspóBczynnik lepko[ci kinematycznej okre[lamy stosunkiem lepko[ci dynamicznej do gsto[ci cieczy. Jednostk lepko[ci kinematycznej jest stokes. *½+ = St = = 10-4 6. WpByw temperatury na lepko[d cieczy roboczych Wzrost temperatury cieczy roboczych skutkuje zwikszeniem si ich objto[ci2 , [rednia droga swobodna molekuB tej cieczy ulega wic wydBu|eniu. Oznacza to mniej zderzeo midzy molekuBami danej cieczy a wic zmniejszenie siB tarcia wystpujcych midzy warstwami cieczy, co w [wietle definicji lepko[ci3 pozwala sformuBowad nastpujcy wniosek: Wzrost temperatury cieczy roboczej skutkuje zmniejszeniem si jej lepko[ci. Oleje mniej lepkie uwa|amy za lepsze (w sensie przydatno[ci) od tych o wikszej lepko[ci, poniewa| z reguBy oleje takie wykazuj znacznie mniejsz tendencj do zmian swojej lepko[ci pod wpBywem zmian temperatury. 2 Patrz: punkt 3. 3 Patrz: punkt 5. 3 Ciecze robocze | 2011-10-01 7. WpByw ci[nienia na lepko[d cieczy roboczych Zwikszajc ci[nienie cieczy obserwujemy wzrost jej lepko[ci, co wynika z rozumowania analogicznego do tego zaprezentowanego w punkcie poprzednim niniejszej pracy. Zmiana lepko[ci wraz z ci[nieniem staje si bardziej widoczna (bardziej intensywna, jej stopieo si zwiksza) w wy|szych zakresach warto[ci ci[nienia. 8. Pienienie si olejów Mimo, |e pienienie si olejów jest, jak dotd, zjawiskiem wci| jeszcze sBabo poznanym, wiadomo, |e jedn z jego przyczyn jest wywizywanie si rozpuszczonego w oleju powietrza. Obecno[d powietrza w oleju mo|e byd spowodowana jednym z poni|szych (bdz te| koniunkcj kilku z nich) czynników: ·ð zasysanie powietrza do pompy spowodowane nieszczelno[ci przewodu ssawnego ·ð zbyt niski poziom oleju w zbiorniku, co skutkuje wspomnianym wy|ej zasysaniem ·ð umiejscowienie przewodu spBywowego zbyt wysoko (ponad zwierciadBem), w wyniku czego wypBywajcy z niego olej rozbryzgujc si miesza si z powietrzem ·ð niestaranne odpowietrzenie ukBadu ·ð nieszczelno[d akumulatorów gazowych Zawarto[d rozpuszczonego powietrza (bdz te| innych gazów) jest jednoznacznie negatywn cech cieczy roboczej. 9. WBasno[ci smarne WBasno[ci smarne olejów stosowanych w napdach hydraulicznych odgrywaj podczas pracy ukBadu bardzo du| rol ze wzgldu na wielko[d (zazwyczaj bardzo du| w hydraulice siBowej) wystpujcych w ukBadzie obci|eo. Celem stosowania ka|dej substancji smarnej jest, co oczywiste, zmniejszenie tarcia midzy elementami wspóBpracujcymi. Olej roboczy jest ju| substancj 4 Ciecze robocze | 2011-10-01 smarn sam w sobie, dodaje si jednak do olejów ró|ne dodatki majce na celu jeszcze bardziej t zalet oleju zwikszyd. Aby dobrze speBniad swoj rol, stosowany w ukBadach napdu hydrostatycznego olej musi utrzymywad swoje wBasno[ci smarne w caBym zakresie temperatur, jaki wystpowad bdzie podczas pracy. 10. WBasno[ci deemulgacyjne WBasno[ci deemulgacyjne mo|na inaczej nazwad odporno[ci oleju na tworzenie (po poBczeniu si z wod) emulsji. Obecno[d takiej emulsji wpBywa (w stopniu znaczcym) na zmian lepko[ci cieczy roboczej, na pogorszenie jej wBasno[ci smarnych a tak|e przyczynia si do zaistnienia korozji a wic szybszego zu|ycia si elementów ukBadu. W wyniku uwalniania si powietrza z oleju (rozpadu emulsji) tworz si poduszki powietrzne skutkujce podczas eksploatacji ukBadu pojawieniem si drgao i uderzeo. WBasno[ci deemulgacyjne cieczy roboczych poprawia si wykorzystujc w tym celu dodatki przeciwemulgacyjne. 11. WBasno[ci korozyjne Ryzyko korozji w ukBadach napdu hydrostatycznego pojawia si dopiero w sytuacji zanieczyszczenia cieczy roboczej wod (i to ju| przy niewielkich ilo[ciach!). Z zagro|eniem tym walczy si stosujc powBoki ochronne elementów ukBadu, które wytworzone zostaj za spraw dodawanych do cieczy roboczej dodatków antykorozyjnych. Oprócz tworzenia powBoki ochronnej dodatki te wykazuj równie| dziaBanie neutralizujce agresywne dla metali produkty zachodzcych w cieczy roboczej reakcji chemicznych. Wikszo[d dodatków antykorozyjnych wrcz zapobiega zachodzeniu tych reakcji. 5 Ciecze robocze | 2011-10-01 12. Agresywno[d olejów w stosunku do uszczelnieo Wszystkie stosowane do celów uszczelniajcych materiaBy s wra|liwe na kontakt z olejami mineralnymi. Wra|liwo[d ta objawia si pcznieniem lub twardnieniem uszczelek. Czynnikami determinujcymi stopieo intensyfikacji szkodliwego dziaBania oleju na materiaB, z którego wykonano uszczelnienie s: ·ð temperatura ·ð czas oddziaBywania na uszczelk ·ð lepko[d oleju ·ð struktura oleju Wzrost stopnia spczania powodowany jest wzrostem temperatury i trwaniem okresu oddziaBywania ze sob obydwóch o[rodków. Du|a lepko[d stosowanego oleju równie| jest czynnikiem z punktu widzenia omawianego problemu niepo|danym. Uszczelk uwa|amy za zniszczon (nienadajc si do dalszej eksploatacji), gdy zmiana jej objto[ci po stu godzinach kontaktu z olejem o temperaturze 80°C przekracza 3%. Na przeprowadzeniu takiego wBa[nie testu polega technologiczna próba pcznienia, której celem jest weryfikacja przydatno[ci danego typu uszczelki do pracy w stosowanym w danym ukBadzie oleju. UWAGA: Uszlachetnianie olejów sprzyja pcznieniu uszczelek! 13. Palno[d olejów Temperatur zapBonu nazywamy najni|sz temperatur, przy której zbli|ony do cieczy roboczej pBomieo wywoBa jej zapBon. W 6 Ciecze robocze | 2011-10-01 technicznych zastosowaniach nie wystpuje ciecz robocza4 o temperaturze zapBonu ni|szej ni| 150°C. Warto[d tej temperatury zale|y od rodzaju oleju. Temperatura samozapBonu (o warto[ci znacznie wy|szej ni| temperatura zapBonu) to taka temperatura, przy której zbdne staje si zbli|enie pBomienia w celu wywoBania zapBonu oleju, spalanie rozpoczyna si samoistnie. 14. Starzenie si olejów W kontek[cie omawiania wBa[ciwo[ci olejów starzeniem si nazywamy wywoBany gBównie utlenianiem si spadek5 wBasno[ci fizykochemicznych o[rodka. Liczba kwasowa  liczba wyra|ajca liczb miligramów wodorotlenku potasowego (KOH) potrzebn do zobojtnienia wolnych kwasów zawartych w jednym gramie oleju. Liczba zmydlenia  liczba miligramów wodorotlenku potasowego (KOH) potrzebna do zmydlenia jednego grama badanego oleju i zobojtnienia zawartych w nim wolnych i zwizanych kwasów organicznych. Procesowi starzenia si olejów towarzyszy wzrost warto[ci obydwóch zdefiniowanych wy|ej liczb. Zwiksza si równie| ilo[d osadów. Lepko[d oleju, natomiast, ulega zmniejszeniu. Jednym z czynników powodujcych przyspieszenie procesu starzenia si olejów jest wzrost temperatury. PrzykBadem negatywnego skutku zestarzenia si oleju jest, natomiast, postpujca korozja. Proces 4 olej mineralny 5 tutaj: pogorszenie si 7 Ciecze robocze | 2011-10-01 starzenia si olejów mo|e ulec osBabieniu, je|eli zastosuje si inhibitory utleniania. Inhibitory utleniania to dodawane do oleju skBadniki majce na celu zahamowanie procesu utleniania (a wic po[rednio starzenia si) olejów a w razie  niepowodzenia - zobojtnienie jego produktów. 15. Ciecze niepalne RozdziaB niniejszy podzielono na cztery podrozdziaBy, co odpowiada przyjtemu powszechnie podziaBowi cieczy niepalnych na cztery klasy (jedn bezwodn oraz trzy posiadajce w swym skBadzie wod). 15.1 Ciecze klasy HFA (wodnej) Klas t stanowi emulsje oleju w wodzie z mo|liwo[ci biodegradacji. Emulsje tej klasy odznaczaj si zadowalajcymi wBasno[ciami smarnymi ale najni|szym spo[ród cieczy wszystkich czterech klas przedziaBem dopuszczalnych temperatur, w jakich mog one byd eksploatowane. Ciecze tej klasy nie powoduj korozji elementów ukBadu i charakteryzuj si dobrym przewodnictwem cieplnym. Zawarto[d wody w cieczach klasy HFA siga 80%. 15.2 Ciecze klasy HFB (wodnej) T klas stanowi emulsje wody w oleju (w przeciwieostwie do omówionych wy|ej cieczy klasy HFA). Stosowaniu cieczy tej klasy towarzyszy ryzyko wystpienia zjawiska samozapBonu (nawet poni|ej temperatury 1000°C) ale dopiero po odparowaniu wody. Ciecze tej klasy nie s biodegradowalne. Posiadaj lepsze wBasno[ci smarne ni| ciecze klasy HFA oraz szerszy zakres temperatur eksploatacji. Podobnie jak ciecze klasy HFA, klasa HFB to dobre 8 Ciecze robocze | 2011-10-01 przewodnictwo cieplne i brak6 zagro|enia korozj. Maj, natomiast, mniejsz zawarto[d wody (tylko 40%). 15.3 Ciecze klasy HFC (wodnej) Klasa HFC obejmuje wodne roztwory glikoli. Podobnie jak u cieczy klasy HFB po odparowaniu wody wystpid mo|e zjawisko samozapBonu i niemo|liwa jest ich biodegradacja. Ciecze te osiadaj najlepsze wBasno[ci smarne spo[ród wszystkich dotychczas omówionych klas (czyli spo[ród wszystkich klas  wodnych ) oraz najszerszy zakres dopuszczalnych temperatur pracy (-30°C ~ 60°C). S tak odporne na wywoBywanie korozji7 jak ciecze klasy HFB. Ciecze klasy HFC s (jako jedyne spo[ród wszystkich klas  wodnych ) agresywne w stosunku do nastpujcych metali: ·ð kadm ·ð cynk ·ð aluminium Ciecze klasy HFC zawieraj 35% ~ 55% wody i dobrze przewodz ciepBo. 15.4 Ciecze klasy HFD (bezwodnej) Klas t stanowi bezwodne ciecze syntetyczne (estry fosforanowe). SamozapBon tych cieczy nastpuje w temperaturze 593°C. Niemo|liwa jest ich biodegradacja. Ciecze tej klasy s wspaniaBymi [rodkami smarnymi, pracujcymi w relatywnie szerokim zakresie temperatur (-20°C ~ 150°C). Dziki brakowi zawarto[ci wody8 nie zagra|aj korodowaniem elementów ukBadu, w którym je zastosowano. W przeciwieostwie do cieczy  wodnych (czyli ka|dej 6 Wystarczajce zminimalizowanie 7 Patrz: nastpne zdanie! 8 Zawarto[d wody: do 0,1% (wagowego) 9 Ciecze robocze | 2011-10-01 z trzech omówionych wy|ej klas) nie s dobrymi przewodnikami ciepBa. 10 Ciecze robocze | 2011-10-01

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Chemia żywnosciCwiczenie laboratoryjne nr 1 wyodrebnianie i badanie własciwosci fizykochemicznych b
Badanie jakościowe mleka oraz niektóych jego właściwości fizykochemicznych ćw 5
Biochemia(ŻCz)Ćw5 Właściwości fizyko chemiczne mono oligo i polisacharydów
Biochemia(ŻCz)Ćw2 Właściwości fizyko chemiczne białek
Wyodrębnianie i badanie właściwości fizyko chemicznych białek
Aminy właściwości fizykochemiczne i biologiczne
Biochemia(ŻCz)Ćw1 Właściwości fizyko chemiczne aminokwasów
Seminarium 1 Wlasciwosci fizyko chemiczne bialek
9 Znaczenie polaryzacji wiązań kowalencyjnych dla właściwości fizykochemicznych wody
45 Znaczenie polaryzacji wiazan kowalencyjnych dla wlasciwosci fizykochemicznych wody
Wyznaczanie ciepła własciwego cieczy
Właściwości ciał stałych i cieczy(1)
sem IV MG wykl inne fizykochemiczne własciwosci gleb

więcej podobnych podstron