В'язкість - фізична величина, яка характеризує внутрішній опір руху (течією) флюїду (рідкого або газоподібного). В'язкістю називають внутрішнє тертя на рівні міжмолекулярних «суміжних шарів» рідини або газу. Вона вимірюється динамічною в'язкістю (абсолютної або молекулярної динамічною в'язкістю) і має розмірність Па-с - Паскаль-секунда (або 1 кг-с / м2 = 9,81 Па-с). Динамічна в'язкість не піддається теоретичному розрахунку, а визначається тільки експериментально. Динамічна в'язкість рідин коливається в широких межах. Так, при 20 ° С в'язкість води близько 1 сантипуаз (1 сп), а гліцерину - близько 1500 сп, в той час як в'язкість повітря приблизно в 60 разів менше в'язкості води (1 сп = 1 мПа-с - мілліпаскаль-секунда). В'язкість - один з найважливіших показників гідравліки (переміщення, транспортування) рідин, а також товарних і експлуатаційних характеристик палив, масел, бітумів. В'язкість сильно залежить від температури, вона визначає витрати енергії на перекачування рідин, змазує здатність мастильних матеріалів тощо.
Існує велика кількість експериментальних методів визначення в'язкості за допомогою різних віскозиметрів (ГОСТ 33-2000, ГОСТ 1929-51) і емпіричних формул для різних температур і тисків. В інженерних розрахунках часто використовують кінематичну в'язкість як відношення динамічної в'язкості до абсолютної щільності (м2 / с або мм2 / с; 1 • 10 6 м2 / с = 1 мм 2 / с = 1 сСт). Для характеристики нафт і нафтопродуктів використовують зазвичай кінематичну в'язкість, значення якої знаходять експериментально при стандартних температурах 20, 50 і 100 "З (для більш вузьких фракцій). У нафтопереробці іноді застосовують умовну в'язкість, що вимірюється в градусах ВУ (ГОСТ 6258-85), яка представляє собою відношення часу закінчення нафтопродукту з віскозиметра при деякій температурі до часу закінчення рівного об'єму дистильованої води при 20 ° С. Для оцінки в'язкісно-температурних властивостей масел широко використовується індекс в'язкості У. Діна і Т. Девіса (ІВ) по ГОСТ 25371-82, який визначається за двома значеннями кінематичної в'язкості (при 50 або 40 і 100 ° С) для інтервалу зміни ІВ за прийнятою шкалою оцінки від 0 до 100. Індекс в'язкості входить в стандарти на олії; чим він більший, тим вище якість масла. Високий ІВ вказує на порівняно незначна зміна в'язкості в широкому діапазоні температур. В даний час значення ІВ для сучасних високоіндексних масел досягає 130-200 (іноді ІВ може бути 250 і вище).
В'язкості, в'язкісно-температурним властивостям масел, методам їх визначення, класифікації масел присвячений значний обсяг робіт в області реологии і трибології. Наприклад, запропоновано тільки близько 50 методів вираження в'язкісно-температурних властивостей масел у вигляді єдиного показника або простий функції, однак багато хто з них не є строго задовільними, включаючи і найбільш широко використовуваний на практиці індекс в'язкості Діна і Девіса. З урахуванням цього і виходячи з умов збереження практично зручною і комерційної оцінки способів виробництва і якості масел, ще в 1970-х роках був прийнятий стандарт ASTM D2270-64 для визначення ІВ масел від 0 до 100 (метод А) і вище (метод В) . На основі розрахунків за методом В побудована зручна номограма для визначення ІВ масел від 100 до 300 за показниками кінематичної в'язкості при 40 і 100 ° С [1]. У сфері виробництва і споживання олій ІВ служить узагальненим критерієм технічної досконалості масляних виробництв і комерційної мірою якості масел.
Як довідкових даних наведені значення кінематичної в'язкості для ряду нафт, нафтових фракцій і масел.
Величина в'язкості найбільш сильно (в порівнянні з іншими властивостями) впливає на кінцеві показники розрахунку гідромеханічних і теплових процесів. Разом з тим, визначення достовірних значень в'язкості складних газових та особливо рідких сумішей для різних тисків і температур залишається досить ненадійним. Це характерно для так званих ньютонівських рідин (газів і власне рідин), в'язкість яких прямо пропорційна градієнту швидкості потоку. Ньютонівські рідини охоплюють великий клас речовин і їх сумішей, що мають порівняно невелику молекулярну масу - до 500-600 (чисті гази і рідини, індивідуальні вуглеводні, нафтові фракції).
Для неньютоновскіх рідин характерно одночасне прояв властивостей, типових для рідини і твердого тіла. Для них залежність в'язкості від градієнта швидкості потоку стає ще більш складною, нелінійною функцією. Тому вводиться поняття уявної (ефективної) в'язкості, і її визначення має свої особливості для кожного з різних класів і груп неньютоновскіх рідин.
1. реологічні стаціонарні рідини:
- бінгамовскіе (пластичні) рідини (густі суспензії і шлами, бурові розчини, олійні фарби і т.п.);
- псевдопластичні рідини рідини (розчини високополімеров - целюлози, поліетилен, полістирол і т.п.);
- ділатантні (розширюються) рідини (суспензії з великим вмістом твердої фази, суспензії крохмалю, різні клеї і т.п.).
2. реологічних нестаціонарні рідини:
- тиксотропні рідини (багато барвники);
- реопектіческіе рідини (суспензії бентонітових глин, деякі колоїдні розчини).
3. В'язкопружні (максвелловскую) рідини (смоли, високов'язкі емульсії і суспензії, пасти).
Вивчення неньютоновскіх рідин є предметом науки про деформації і течії - реологии. Дослідження реологічних характеристик було викликано створенням і подальшим бурхливим зростанням промислових виробництв полімерних і пластичних матеріалів, синтетичних каучуків і барвників та інших речовин.
