Autoserwis

Podstawą klasyfikacji płynów roboczych jest stan skupienia fazy podstawowej. Istnieje oprócz tego podział „użytkowy” płynów roboczych, określający ich podstawowe parametry fizykochemiczne, podział ze względu na temperaturowe warunki pracy, podział ze względu na własności chemiczne, termiczne itp. Wyróżnia się przy tym dwa podstawowe rodzaje płynów: ciecze i gazy. Urządzenia cieczowe zwane urządzeniami hydraulicznymi i urządzenia gazowe (aeroliczne) zwane urządzeniami pneumatycznymi wywodzą swoje nazwy i podział od stanu skupienia płynu roboczego. Ze względu na zasadnicze różnice we własnościach obu tych płynów w dalszych rozważaniach będziemy zawsze wyróżniali ciecze robocze i gazy robocze. W przypadkach, gdy własności płynów, cieczy i gazów lub urządzeń płynowych — hydraulicznych i pneumatycznych nie będą wykazywały istotnych różnic fizycznych, omawiane będą bez wyróżniania.

Przy opisie własności płynów roboczych zasadnicza część odnosi się do własności cieczy. Wiąże się to głównie z aktualnym stanem techniki urządzeń płynowych i stosowanych rodzajów płynów. W użyciu znajdują się bowiem niezliczone rodzaje cieczy roboczych, natomiast w urządzeniach pneumatycznych jest wykorzystywane przede wszystkim powietrze jako gaz roboczy. Oprócz tego, ze względu na cenę i długotrwałe używanie cieczy roboczych w cyklu pracy powtarzalnej, w przeciwieństwie do powietrza, które wykorzystuje się w cyklu jednorazowym, zwrócenie głównej uwagi na ciecze robocze wydaje się jak najbardziej celowe. Względy te zadecydowały również i o tym, że w podziale wyodrębniającym skład chemiczny płynów roboczych wyszczególniono bardziej szczegółowo ciecze robocze.

b) Podział ze względu na liczbę faz:

—           płyn jednofazowy — gaz lub mieszaniny gazów, ciecz lub mieszanina cieczy;

—           płyn dwufazowy — emulsja (układ dyspersyjny cieczy w cieczy), mgła (układ dyspersyjny cieczy w gazie), piana (układ dyspersyjny gazu w cieczy),

—           płyn wielofazowy — emulsje, mgły i piany wieloskładnikowe.

W praktyce wykorzystuje się lub dąży do wykorzystania jako płynu roboczego— płynu jednofazowego. Niemniej jednak w wielu przypadkach celowe jest stosowanie jako płynu roboczego również i płynów dwufazowych. W warunkach eksploatacji urządzeń płynowych spotyka się różne rodzaje płynów roboczych.

Rzeczywiste płyny robocze są z zasady płynami wielofazowymi. Zawartość zdyspergowanych cząstek w fazie podstawowej, poza niektórymi zastosowaniami mgły oraz emulsji, stanowi niepożądany dodatek, który będziemy uważać za zanieczyszczenia.

Przedstawiona ogólna klasyfikacja płynów roboczych w zależności od liczby faz ma charakter poglądowy.

b)           Podział ze względu na skład chemiczny:

—           ciecze robocze — organiczne i półorganiczne, na bazie wodnej, ciekłe metale oraz ciecze do jednorazowego użytku stosowane najczęściej w krótkotrwałych cyklach sterowania hydrotermiczne- go lub w urządzeniach spalinowych;

— gazy robocze.

c)            Podział ze względu na lepkość (tylko w odniesieniu do cieczy):

—           klasyfikacja SAE — odpowiednie zakresy lepkości cieczy mają numery;

—           klasyfikacja przyjęta w Europie (zakresy! lepkości w °E w temperaturze oleju 50°C);

—           klasyfikacja przyjęta w USA (zakresy lepkości w uniwersalnych sekundach Saybolta w temperaturze 100°F).

Obie ostatnie klasyfikacje wyróżniają kilka grup cieczy (ekstra płynne, bardzo płynne, półpłynne, półgęste, gęste i bardzo gęste). Różnica polega na nieco odmiennych wartościach zakresów poszczególnych grup dla odpowiednich temperatur (tabl. 1.3).

d)           Podział ze względu na temperaturowe warunki pracy (zakres temperatur otoczenia, w jakich może pracować urządzenie) podano w tabl. 1.4.

e)           Podział ze względu na własności termiczne:

—           ciecze palne (temp. zapłonu do +200°C);

—           ciecze trudno palne (temp. zapłonu +200 do + 300UC);

—           ciecze niepalne (temp. zapłonu powyżej 300°C).

Każda ciecz pali się w określonych warunkach. Ciecze określone jako palne i niepalne nie wykazują skłonności do rozprzestrzeniania się płomienia na otaczającą ciecz w przypadku zapłonu miejscowego.

f)            Podział ze względu na czas pracy:

—           ciecze świeże, nieużywane, otrzymane z rafinerii lub z punktu sprzedaży produktów olejowych (naftowych);

—           ciecze używane, znajdujące się w urządzeniach lub z nich usunięte, lecz nadające się jeszcze do użytku (ciecz świeża z chwilą wprowadzenia jej do urządzenia staje się cieczą używaną);

—           ciecze zużyte, sprzedawane lub oddawane do regeneracji;

- ciecze regenerowane.

g)            Podział ze względu na przeznaczenie.

Tabele klasyfikujące podają zarówno zasadnicze przeznaczenie cieczy, jak również określają warunki, w jakich możliwa jest ich praca. Na ogół spotyka się tego rodzaju podział, zawierający nazwę produktu, normy lub warunki techniczne, znak na opakowaniu, podstawowe parametry (lepkość, temperaturę zapłonu i krzepnięcia) oraz zasadnicze przeznaczenie.

Ogólna klasyfikacja użytkowa cieczy wyróżnia między innymi następujące grupy:

—- ciecze przemysłowe (PM);

—           ciecze sprężarkowe (Sp);

—           ciecze elektroizolacyjne (EL);

—           ciecze technologiczne (Te);

—           ciecze turbinowe (Tu);

—           ciecze silnikowe (SI);

—           ciecze hydrauliczne (Hd);

—           ciecze przekładniowe (Pk).

Poszczególne grupy cieczy dzieli się na podgrupy. I tak np. ciecze hydrauliczne można podzielić na podgrupy w zależności od układu hydraulicznego, w jakim dana ciecz może pracować. A więc ciecze do pracy w układach: lotniczych, obrabiarkowych, górniczych, okrętowych itp.

Coraz trudniejsze warunki eksploatacyjne (w licznych zastosowaniach wojskowych i astronautycznych, hutnictwie, przemyśle górniczym i maszyn drogowych) oraz rosnące wymagania dotyczące niezawodności urządzeń spowodowały wzrost nakładów na badania związane z wprowadzeniem nowych rodzajów cieczy roboczych. W wyniku tego pojawiło się ostatnio wiele nowych typów cieczy roboczych o doskonałych własnościach.

Spośród cieczy palnych należy wymienić tzw. „nową generację cieczy naftowych” o doskonałych własnościach smarnych, istotnych zwłaszcza przy pracy w wysokich ciśnieniach. Są to specjalne oleje samochodowe, oznaczane w USA jako „MS motor oils” lub „anty — zużyciowe” ciecze robocze oraz ciecze niepalne.

Najciekawszymi z cieczy niepalnych są:

—           ciecze syntetyczne — na estrach kwasu fosforowego oraz węglowodorach chlorowanych, o doskonałych własnościach smarnych w wysokich ciśnieniach i dlatego zalecane zwłaszcza dla silnie obciążonych pomp;

— ciecze woda-glikol — o doskonałych własnościach w niskich temperaturach, wymagające jednak stabilizacji temperatury pracy w wyższych temperaturach, w celu uniknięcia strat wody, która stanowi 35-4-50% objętości cieczy roboczej;

— emulsje wodno-olejowe — zalecane zwłaszcza dla potrzeb górnictwa i eksploatacji maszyn na wolnym powietrzu ze względu na wysoką stabilność i niewrażliwość na mróz (np. Houghto-Safe) mają dużą lepkość i wskutek tego mają właściwości łatwego uszczelniania, a ich wyraźny kolor umożliwia szybką lokalizację przecieków; zawierają około 40% wody;

—           ciecze syntetyczne rozpuszczone w oleju — są to stale, stabilne formacje dokładnie selekcjonowanych frakcji ropy naftowej w syntetycznej bazie chlorowanych węglowodorów i estrów kwasu fosforowego; mają najlepsze ze wszystkich wymienionych cieczy właściwości, a ich cena jest zbliżona do ceny cieczy woda-glikol;

—           ciekłe metale (sód, eutektyka sodowo-potasowa, eutektyka sodowo-cezowa, rtęć itp.) — nie stanowią oczywiście cieczy roboczych w ścisłym tego słowa znaczeniu.

Ciekłe metale wykazują znaczne podobieństwo pewnych własności eksploatacyjnych (duży moduł sprężystości objętościowej, podobne zjawiska przy przepływie itp.). Wydaje się, że ciekłe metale stanowią grupę „przyszłościowych” płynów roboczych, ze względu na liczne zalety, niemożliwe do osiągnięcia w przypadku konwencjonalnych cieczy roboczych (wysoka temperatura pracy, łatwość wykonywania pomp bez części ruchomych, wykorzystujących elektryczne własności metali itp.). Należy jednak zauważyć, że ze względu na słabo opracowaną jeszcze teorię i brak doświadczenia praktycznego przy konstrukcji odpowiednich urządzeń, ciekłe metale nie zostały jeszcze w dostatecznym stopniu wprowadzone w technice jako czynnik roboczy.

Comments are closed.