Độ nhớt động học là gì?
Độ nhớt động học là một chỉ số quan trọng trong lĩnh vực dầu nhờn, chất lỏng và chất bôi trơn, phản ánh khả năng chảy của một chất lỏng dưới tác động của trọng lực. Nó được định nghĩa là tỷ số giữa độ nhớt động lực (dynamic viscosity) và khối lượng riêng của chất lỏng đó. Công thức tính độ nhớt động học:
Trong đó:
- là độ nhớt động học (mm²/s hoặc cSt - centistoke).
- là độ nhớt động lực (mPa.s hoặc cP - centipoise).
- là khối lượng riêng của chất lỏng (kg/m³).
Ý nghĩa của độ nhớt động học
- Đánh giá khả năng bôi trơn, chất lỏng có độ nhớt động học cao sẽ chảy chậm hơn, giúp duy trì màng bôi trơn tốt hơn nhưng cũng có thể gây cản trở dòng chảy.
- Xác định hiệu suất truyền động, trong các hệ thống thủy lực và động cơ, độ nhớt động học ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất hoạt động và mức tiêu thụ nhiên liệu.
- Chọn dầu nhớt phù hợp vì dầu có độ nhớt động học thích hợp sẽ giúp bảo vệ động cơ, giảm ma sát và tổn hao năng lượng.
Độ nhớt động học của các loại dầu nhớt phổ biến
| Loại dầu nhớt | Độ nhớt động học ở 40°C (cSt) | Độ nhớt động học ở 100°C (cSt) |
|---|---|---|
| SAE 5W-30 | 9,3 - 12,5 | 2,9 - 3,8 |
| SAE 10W-40 | 12,5 - 16,3 | 3,8 - 4,5 |
| SAE 15W-50 | 16,3 - 21,9 | 5,1 - 6,1 |
| Dầu thủy lực ISO VG 32 | 28,8 - 35,2 | ~5,3 |
| Dầu thủy lực ISO VG 68 | 61,2 - 74,8 | ~8,8 |
Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhớt động học
- Nhiệt độ tăng khiến độ nhớt động học giảm và ngược lại.
- Các loại dầu khoáng, dầu tổng hợp và dầu sinh học có đặc tính độ nhớt khác nhau.
- Một số phụ gia như chất cải thiện chỉ số độ nhớt có thể giúp ổn định độ nhớt động học trong điều kiện làm việc khắc nghiệt.
- Sự oxy hóa dầu qua thời gian có thể làm thay đổi độ nhớt động học, ảnh hưởng đến hiệu suất bôi trơn.
Cách đo độ nhớt động học
Để xác định độ nhớt động học của một chất lỏng, các phương pháp phổ biến sau được sử dụng:
- Sử dụng nhớt kế Mao dẫn (Capillary Viscometer). Đây là phương pháp tiêu chuẩn theo ASTM D445, sử dụng các mao dẫn để đo thời gian chất lỏng chảy qua một đoạn ống có kích thước xác định.
- Sử dụng nhớt kế quay (Rotational Viscometer), được dùng trong các ứng dụng cần đo độ nhớt ở nhiều tốc độ cắt khác nhau.
- Nhớt kế rơi (Falling Ball Viscometer) đo thời gian một viên bi rơi qua chất lỏng để xác định độ nhớt động học.
Ứng dụng của độ nhớt động học trong công nghiệp
- Dầu động cơ và dầu hộp số thì độ nhớt động học ảnh hưởng đến khả năng bôi trơn và hiệu suất vận hành của động cơ.
- Dầu thủy lực trong hệ thống thủy lực yêu cầu dầu có độ nhớt động học phù hợp để đảm bảo truyền động hiệu quả.
- Trong dầu gia công kim loại độ nhớt động học giúp duy trì lớp màng dầu bôi trơn giữa bề mặt dao cắt và phôi gia công.
- Dầu truyền nhiệt cần độ nhớt ổn định để truyền nhiệt hiệu quả và tránh lắng đọng cặn bẩn.
Độ nhớt động học là một thông số quan trọng quyết định hiệu suất của dầu bôi trơn và các chất lỏng công nghiệp. Việc lựa chọn dầu có độ nhớt động học phù hợp giúp cải thiện tuổi thọ thiết bị, giảm ma sát và tiết kiệm năng lượng. Vì vậy, hiểu rõ và kiểm soát độ nhớt động học là yếu tố then chốt trong nhiều lĩnh vực kỹ thuật và công nghiệp.