润滑脂流变性

更新时间:2023-12-22 08:11:58 阅读: 评论:0

2023年12月22日发(作者:珍惜的拼音)

润滑脂流变性

润滑脂流变性

润滑脂是在润滑油中加入稠化剂所制成的半固体胶状物质。常用的稠化剂是脂肪酸金属皂,这种皂纤维构成网状框架,期间储存润滑油。由于润滑脂是纤维组成的三维框架结构,它不能作层流流动,在润滑过程中呈现出复杂的宏观力学特性,妈表现为具有时间效应的黏塑性流体。图表示润滑脂的流变特性。其主要特点可归纳为:

图润滑脂流变特性

(1)通常润滑脂的黏度随剪应变率的增加而降低,因而剪应力与剪应变率呈现非线性关系。

(2)如图所示,润滑脂具有屈服剪应力s,只有当施加的剪应力s时,润滑脂才产生流动而表现出流体性质。当s时,润滑脂表现为固体性质,并可具有一定的弹性变形。由于润滑脂具有屈服剪应力特性,使得润滑膜中剪应力s的区域将出现无剪切流动层。在该流动层中,与流动速度垂直方向上的各点将具有相同的流速,即形成整体。

(3)润滑脂具有触变性。当润滑脂在一定的剪应变率下流动时,随着剪切时间的延长,剪应力逐渐减小,即黏度随着时间而降低。而当剪切停止以后,黏度将部分地恢复。由此可见,润滑脂状态是处于动态的变化过程,而所谓的稳态润滑只能是相对稳定状态。

描述润滑脂流变特性的本构方程目前主要采用以下三种:

(1)Oswald模型

n

(2)Bingham模型

s

(3)Herschel-Bulkley模型

sn

式中,n为流变指数;为塑性黏度。

实践表明,Herschel-Bulkley模型比较符合实验结果,在中低速范围时准确度更高。此外,当n1时,它转变为Bingham模型;而当s0时,为Oswald模型。因此,Herschel-Bulkley模型具有普遍性。

严格地说,流变参数s、和n都应是温度和压力的函数。对于等温润滑问题可以不考虑温度的影响。而流变参数与压力的关系通常按简化处理,即认为流变指数n与压力p无关,而屈服剪应力s和塑性黏度随压力p按指数关系变化。故

ss0ep0e黏压系数。

p

式中,s0和0为润滑脂在常压下的屈服剪应力和塑性黏度;为润滑脂所含基础油的建立脂润滑方程的思路与油润滑问题相类似,根据本构方程以及微元体平稳条件和流量连续条件推导雷诺方程。但是,由于润滑脂按Herschel-Bulkley模型本构方程中含有屈服剪应力s,将润滑膜分割成无剪切流动层和剪切流动层两部分,必须分别处理,使推导过程复杂化。

润滑脂流变性

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