चिपचिपाहट को मापने और रिपोर्ट करने की दो विधियाँ, गतिक और निरपेक्ष (जिन्हें गतिशील भी कहा जाता है), अक्सर उन लोगों के मन में भ्रम पैदा करती हैं जो नियमित रूप से उनका उपयोग नहीं करते हैं। इस कॉलम में, मैं उनके बीच के अंतरों को समझाऊंगा और उन्हें स्नेहक पर कैसे लागू किया जाए, इस पर कुछ सुझाव प्रदान करूंगा।
पूर्ण चिपचिपाहट
निरपेक्ष श्यानता को द्रव के अपरूपण प्रतिरोध, या बल लगाए जाने पर विरूपण का विरोध करने की द्रव की क्षमता के रूप में परिभाषित किया गया है। अधिक सरल शब्दों में कहें तो तरल पदार्थ जितना गाढ़ा होगा, उसे प्रवाहित करने में उतनी ही अधिक ऊर्जा लगेगी। कड़ाई से बोलते हुए, गतिज श्यानता को घनत्व के लिए पूर्ण श्यानता के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है।
घनत्व द्रव्यमान से प्राप्त एक संपत्ति है, और चूंकि द्रव्यमान और वजन व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए पृथ्वी की सतह पर कहीं भी सीधे आनुपातिक होते हैं, गतिज चिपचिपाहट को अक्सर गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में तरल पदार्थ के प्रवाह के प्रतिरोध के रूप में व्याख्या किया जाता है।
मैं गतिज श्यानता को पूर्ण श्यानता के एक विशेष मामले के रूप में सोचना पसंद करता हूँ। गुरुत्वाकर्षण द्वारा लगाए गए कतरनी बल वास्तव में मशीन घटकों के यांत्रिक संपर्क द्वारा लगाए गए कतरनी बलों की तुलना में बहुत छोटे हैं।
आइए इस अंतर को एक उदाहरण से स्पष्ट करें। मान लीजिए कि आपकी मेज पर शहद का एक जार और पानी का एक जार है। जार मेज पर लगाए गए हैं ताकि वे हिल न सकें। यदि आप प्रत्येक जार में एक चम्मच डालते हैं और हिलाना शुरू करते हैं, तो आप तरल पदार्थ में कतरनी डाल रहे हैं।
ध्यान दें कि ये बल गुरुत्वाकर्षण के कारण नहीं होते हैं, इसलिए आप जो कर रहे हैं वह एक पूर्ण चिपचिपाहट परीक्षण है। जाहिर है, हिलाने के प्रति अधिक प्रतिरोध वाला तरल पदार्थ शहद है, इसलिए हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि शहद की पूर्ण चिपचिपाहट पानी की पूर्ण चिपचिपाहट से अधिक है। अब उन जार को लीजिए, उन्हें मेज़ से उतारिए और एक तरफ रख दीजिए।
सारा तरल पदार्थ टैंक से बाहर बह जाएगा, इस मामले में प्रवाह का कारण बनने वाला बल गुरुत्वाकर्षण द्वारा लगाया जाता है। तो हमने अभी एक गतिज चिपचिपाहट परीक्षण किया और उससे यह भी पता चला कि शहद में पानी की तुलना में अधिक गतिज चिपचिपाहट होती है क्योंकि इसमें जार से बाहर निकलने के लिए अधिक प्रतिरोध होता है।
किसी तरल पदार्थ की चिपचिपाहट, चाहे गतिज हो या निरपेक्ष, मापे गए तापमान के आधार पर बदलती रहती है। इसलिए, जिस तापमान पर चिपचिपापन मापा जाता है उसे सूचित किया जाना चाहिए।
कीनेमेटीक्स चिपचिपापन
गति की स्थिति की एक सख्त परिभाषा के रूप में, यदि द्रव का घनत्व ज्ञात है, तो पूर्ण चिपचिपाहट और गतिज चिपचिपाहट को सीधे परिवर्तित किया जा सकता है। इस रिश्ते को इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है:
निरपेक्ष श्यानता=गतिज श्यानता x घनत्व
इस सूत्र का सही ढंग से उपयोग करने के लिए उपयुक्त एसआई इकाइयों का उपयोग किया जाना चाहिए।
अब तक हमने दिखाया है कि पूर्ण और गतिज चिपचिपाहट परीक्षण दोनों साबित करते हैं कि शहद पानी की तुलना में अधिक चिपचिपा है। आइए एक और उदाहरण देखें.
मेज पर रखे दो समान जार का उपयोग करके, एक को शहद से और दूसरे को मेयोनेज़ से भरें। अब तरल को हिलाकर पूर्ण श्यानता परीक्षण करें। परीक्षण से पता चलेगा कि शहद अधिक चिपचिपा तरल है।
जार को पलट दें और गतिज चिपचिपाहट परीक्षण करें, जिससे पता चलेगा कि मेयोनेज़ अब अधिक चिपचिपा तरल है (शहद मेयोनेज़ की तुलना में तेजी से खत्म हो जाएगा)। पहला, विभिन्न परिणामों के लिए स्पष्टीकरण क्या है और दूसरा, कम से कम जहां तक मशीन स्नेहक का संबंध है, इसके निहितार्थ क्या हैं?
अंतर
विभिन्न परिणामों को समझाने के लिए, हमें द्रव के न्यूटोनियन गुणों को समझने की आवश्यकता है। यदि आप किसी तरल पदार्थ की श्यानता को उसके द्वारा अनुभव की जाने वाली अपरूपण की मात्रा से जोड़ते हैं, तो कुछ तरल पदार्थ एक श्यानता प्रदर्शित करते हैं जो लागू अपरूपण बल की मात्रा से स्वतंत्र होती है।
इन्हें न्यूटोनियन तरल पदार्थ कहा जाता है, जिसका शहद एक अच्छा उदाहरण है। कुछ तरल पदार्थों का चिपचिपापन वितरण अनुभव की गई कतरनी की मात्रा के साथ बदलता है। इन्हें गैर-न्यूटोनियन तरल पदार्थ कहा जाता है, मेयोनेज़ इसका एक उदाहरण है।
जब कतरनी दर कम होती है (कीनेमेटिक चिपचिपाहट परीक्षण) तो गैर-न्यूटोनियन तरल पदार्थ उच्च चिपचिपाहट प्रदर्शित करते हैं। पूर्ण श्यानता परीक्षण की तरह, जब द्रव को अधिक मजबूती से काटा जाता है तो गैर-न्यूटोनियन तरल पदार्थों की श्यानता कम हो जाती है।
यह महत्वपूर्ण क्यों है?
तो स्नेहक के लिए इसका क्या मतलब है?
1. अधिकांश स्नेहक (नीचे अपवाद देखें) न्यूटोनियन गुणों के निकट प्रदर्शित होते हैं। इसलिए चाहे हम गतिज श्यानता या पूर्ण श्यानता को मापें और इसे ट्रेंड करें, इसमें बहुत अंतर नहीं है।
2. तेल जो अधिक गैर-न्यूटोनियन गुण प्रदर्शित करते हैं वे हैं:
बेहतर स्नेहक (चिपचिपापन सूचकांक में सुधार करने वाले योजक वाले तेल)
ख़राब तेल
तेल इमल्शन, जिसमें ठोस और/या तरल पदार्थ और वायु प्रवेश का मध्यम संदूषण शामिल है, जो सभी इमल्शन का उत्पादन कर सकते हैं।
3. यह देखते हुए कि गुरुत्वाकर्षण के बजाय यंत्रवत् लागू कतरनी बल, मशीन में चिकनाई वाले तरल पदार्थ के प्रवाह को प्रभावित करते हैं, यह तर्क दिया जा सकता है कि पूर्ण चिपचिपाहट परीक्षण चिपचिपाहट निर्धारित करने का एक बेहतर तरीका है। हालाँकि, यह मान लेना भी उचित है कि कोई भी कारक जो पूर्ण चिपचिपाहट में परिवर्तन को प्रभावित करता है, वह गतिज चिपचिपाहट में परिवर्तन को भी प्रभावित कर सकता है।
जब तक हम एक माप पद्धति को मापते हैं और ट्रेंड करते हैं (उचित प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्यता के साथ) हमें डेटा में अच्छे पैटर्न प्राप्त करने में सक्षम होना चाहिए। भले ही हम गतिज चिपचिपाहट माप कर रहे हैं और हम सहज रूप से जानते हैं कि मशीन के संबंध में वे गलत हैं, फिर भी वे लोकप्रिय हैं। इसलिए एक ही तरीके पर टिके रहें. एक मजाक के रूप में: कभी-कभी सही होने की तुलना में हर समय गलत होना बेहतर है।
4. कम से कम जहां तक अधिकांश वाणिज्यिक प्रयोगशालाओं का संबंध है, प्रयुक्त स्नेहक विश्लेषण में चिपचिपाहट को मापने और रिपोर्ट करने की सामान्य विधि काइनेमेटिक चिपचिपाहट है। जैसा कि पिछले पैराग्राफ में बताया गया है, यह सर्वोत्तम दृष्टिकोण नहीं हो सकता है, लेकिन इतिहास और उपयोग में आसानी के कारण यह प्रमुख दृष्टिकोण बन गया है।
5. अधिकांश व्यावसायिक प्रयोगशालाएँ गतिज चिपचिपाहट को मापने के लिए एक स्वचालित विस्कोमीटर का उपयोग करेंगी। अधिकांश फ़ील्ड प्रयोगशाला उपकरण पूर्ण चिपचिपाहट को मापेंगे लेकिन द्रव घनत्व मान्यताओं का उपयोग करके और उचित गणना करके इसे गतिक चिपचिपाहट के रूप में रिपोर्ट करेंगे।
प्रवृत्ति परिणाम प्राप्त करने में यह आमतौर पर कोई समस्या नहीं है, लेकिन यह सुनिश्चित करना महत्वपूर्ण है कि चिपचिपाहट माप हमेशा एक ही तापमान पर किया जाता है। यह कमरे का तापमान हो सकता है, लेकिन हमेशा सुनिश्चित करें कि परीक्षण से पहले तेल को जलवायु-नियंत्रित वातावरण में कमरे के तापमान तक पहुंचने का समय मिला हो।
और अपने वाणिज्यिक पेट्रोलियम प्रयोगशाला परिणामों की तुलना अपने फ़ील्ड प्रयोगशाला परिणामों से बहुत बारीकी से करने का प्रयास न करें; वे अलग-अलग होंगे, लेकिन ऐसा इसलिए है क्योंकि वे अलग-अलग चीज़ों को मापते हैं। कुछ सहसंबंध होना चाहिए, लेकिन वे बिल्कुल समकक्ष नहीं होंगे।
चिपचिपाहट को अक्सर स्नेहक का सबसे महत्वपूर्ण गुण माना जाता है। इसलिए, इसे मापने और समझने में सक्षम होना भी महत्वपूर्ण है। मुझे आशा है कि इससे विषय की स्पष्ट समझ मिलेगी।
