Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 [ 80 ] 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106

жина 2 и одновременно смещаться поршень 3 что отражает последействие нагрузки.

Когда приложенная сила превышает трение ползуна 5, он также начинает передвигаться, увлекая за собой поршень 4. Трение ползуна 5 соответствует предельному напряжению сдвига, а его движение вместе с поршнем -пластической необратимой деформации.

Из этой модели видно, что для описания деформации ниже предельного напряжения сдвига необходимо знать два модуля упругости и вязкость (или отношение вязкости к одному из модулей упругости, т. е. период релаксации). Г. В. Виноградов отмечает, что его модель применима для описания

iiii

Фиг. 104. Реологическая модель солидолов и близким им смазок.

а - по г. в. Виноградову, В. П. Павлову и К. И. Климову; б - по Е. Е. Сегаловой и П. А. Ребиндеру.

деформации солидолов при не слишком больших нагрузках. Действительно, для оценки аномальной вязкости, имеющей место у смазок выше предела текучести, недостаточно одного коэфициента вязкости, которому отвечает вязкость жидкости над поршнем 4.

Модель П. А. Ребиндера (фиг. 104, 6) также отражает упруго-пластичные деформации и не охватывает всей области течения смазок. Она состоит из последовательного сочетания модели максвелловской жидкости / и кельви нова твердого тела (см. § 3). Часть модели / представляет начальную упругую деформацию и процесс релаксации с периодом i = ~; часть модели

отражает упругое последействие. Отношение -~- названо Ребиндером перио-

дом последействия.

Наиболее существенное отличие этой модели от модели Г. В. Виноградова заключается в том, что она не включает элемент со статическим трением. В оригинальной работе Е. Е. Сегаловой и П. А. Ребиндера [12] приведены способы вычисления параметров модели.

§ 28. Состав и консистенция смазок

Реологические свойства консистентных смазок зависят от природы и концентрации загустителя и в меньшей степени от свойств минерального масла. Так как большинство смазок является дис-

персными системами, то на их консистенцию существенное влияние оказывают все факторы, воздействующие на дисперсность и коллоидную структуру загустителя и прежде всего технологический режим (температура приготовления и продолжительность нагревания, скорость охлаждения, перемешивание и т. д.) и поверхностно активные компоненты. Изменение этих факторов позволяет изменять реологические свойства смазок постоянного состава и получать смазки, несколько отличающиеся по количеству загустителя, с практически одинаковыми реологическими параметрами.

В настоящем разделе мы рассмотрим зависимость консистенции смазок, полученных при более или менее постоянных условиях, от свойств загустителя и связанных с ним полярных компонентов. Отдельные вопросы, связанные с влиянием поверхностно активных добавок и технологического режима, будут освещены при описании способов улучшения реологических свойств смазок (§ 29).

А. Смазки, загущенные твердыми углеводородами

Твердые углеводороды в маслах образуют истинные растворы и взвеси микроскопических и ультрамикроскопических частиц. Если концентрация парафина или церезина выше концентрации насыщения, то твердые углеводороды распределяются между этими двумя состояниями. С повышением температуры концентрация насыщения повышается, и истинно растворенная часть увеличивается за счет взвешенной части (фиг. 105). Во взвешенной части также устанавливается распределение частиц по дисперсности. Во времени оно смещается, и дисперсность кристаллов уменьшается [47]. В вязких маслах дисперсность парафина выше, чем в маловязких.

Типичный вид зависимости вязкости растворов парафина в минеральном масле от концентрации при невысоких градиентах скорости течения представлен на фиг. 106. Истинно растворенный парафин уменьшает вязкость минеральных масел средней и высокой вязкости и вначале при росте концентрации вязкость раствора падает. При дальнейшем увеличении концентрации парафина появляется аномалия вязкости и кажущаяся вязкость начинает расти. Максимального значения она достигает вблизи концентрации насыщения. Выше этой точки кажущаяся вязкость падает, что, повидимому, связано с увеличением компактности структуры взвешенного парафина.

Вязкость растворов парафина в маслах при высоких градиентах скорости, когда не наблюдается аномалия вязкости, вначале падает с ростом концентрации (до 0,5-2,0%), а затем медленно растет без максимума вблизи концентрации насыщения. Это повышение вязкости может быть объяснено, если допустить, что наряду с тиксотропными структурами парафин образует тиксостабильные агрегаты, не разрушающиеся в потоке.

Аномалия вязкости

растворов парафина в маслах помимо

концентрации зависит от температуры, времени и вязкости

л о р . :й

« s = x

л я s

g § я о

о. с о

се о

Я й а:

л «

и S U

се о 5 о, -

. о с? U 5 о о. ее So

я g с

£0 00.!;

t7 u s

масла [38]. В большинстве случаев отношение

СО временем

повышается, но у взвесей парафина в маловязких маслах новы* шение этого отношения может смениться его снижением. В таких системах часто удается наблюдать синерезис, что дает основание