Вязкость жидкости и её влияние на насосное оборудование

Однако, более вязкая жидкость, влияет на производительность насоса несколькими способами:
- уменьшается мощность насоса (кВт);
- снижается напор и объём перекачиваемой жидкости;
- возникают проблемы с торцевым уплотнением из-за проблем перемещения вала и смещения сальниковой набивки;
- подшипники подвергаются более высокой радиальной нагрузке при смещении вала насоса;
- перекачиваемая жидкость не сможет смазывать притёртые поверхности, если толщина жидкостной плёнки меньше 0.000040 микрон.

Вязкость является мерой плотности жидкости. Патока и моторное масло - это густые или высоковязкие жидкости. Бензин и вода менее плотные, жидкости с низкой вязкостью. Не стоит путать вязкость с удельным весом той же жидкости. Удельный вес - это мера веса жидкости по сравнению с равным объемом пресной воды 20°C.

Моторное масло имеет низкий удельный вес (оно плавает на поверхности воды), но обладает высокой вязкостью более 500 сСт (сантистокс - единица кинематической вязкости). Ртуть имеет высокий удельный вес (13.7), но низкую вязкость, только 0.118 сСт.

Важно еще раз отметить, что эти два свойства жидкости, полностью независимы друг от друга.

Вязкость жидкости может заметно изменяться с изменением температуры жидкости, но редко изменяется при изменении давления. Давно известно, что горячее масло более жидкое, чем холодное, поэтому перед тем как определить вязкость жидкости, сначала следует измерить её температуру. Не обладая этой информацией, Вы можете приобрести неподходящий насос.

Температура - не единственный параметр, на который следует обратить внимание, когда Вы проверяете жидкость на вязкость.

Существует четыре класса жидкостей, которые меняют свою вязкость при перемешивании, и один, который не меняет своих свойств:
- линейно-вязкие (Ньютоновские) жидкости не зависят от амплитуды и типа движения, которому они подвергаются. Типичные для этого класса жидкости - минеральное масло и вода;
- дилатантные (вязкость растёт, с ростом скорости сдвига) жидкости повышают вязкость при перемешивании, некоторые из этих жидкостей могут стать почти твёрдыми внутри насоса или трубопровода. Всем известно, что при перемешивании сливки превращаются в масло. Кондитерские смеси, глинистые массы и прочие сильно заполненные жидкости делают то же самое.
- пластичная жидкость имеет предел текучести, который должен быть превышен до начала движения потока. С этого момента по мере помешивания вязкость будет уменьшаться. Томатный кетчуп - лучший пример такой жидкости;
- псевдопластичная жидкость показывает снижение вязкости с увеличением перемешивания, но у неё нет предела текучести, в эту категорию попадают многие эмульсии;
- тиксотрофные жидкости проявляют уменьшающуюся вязкость с увеличением перемешивания, но вязкость, при любой определенной скорости движения, может зависеть от предыдущего перемешивания жидкости. Примерами тиксотрофной жидкости являются: клей, некапельная краска, смазка, соединения целлюлозы, мыло, крахмалы и смола.

Существует динамическая вязкость и кинематическая.

Рассмотрим динамическую (абсолютную) вязкость:
- в международной системе единиц (СИ), динамическая вязкость измеряется в Паскаль - секундах (Па•с);
- существуют внесистемные величины измерения динамической вязкости – «пуаз» (П) и ее производная «сантипуаз» (сП);
- вода, при температуре 20,2°C, имеет абсолютную вязкость в 1 сантипуаз;
Рассмотрим кинематическую вязкость:
- основная единица измерения в системе единиц (СИ) – м²/с,
- общая единица измерения в СГС (сантиметр-грамм-секунда) «стокс» и ее производная «сантистокс» (сСт);
- внесистемная единица — градус Энглера;
Эти типы вязкости, взаимосвязаны следующим образом:
Кинематическая вязкость = абсолютная вязкость / удельный вес.
Абсолютная вязкость = кинематическая вязкость * плотность.
Поскольку удельный вес воды при температуре 20°C практически одинаков, следовательно, кинематическая вязкость воды при 20°C для всех практических целей, равна 1.0 сантистокс.