Dua metode pengukuran dan pelaporan viskositas, kinematik dan absolut (disebut juga dinamis), sering menimbulkan kebingungan di benak mereka yang tidak menggunakannya secara teratur. Pada kolom ini, saya akan menjelaskan perbedaan keduanya dan memberikan beberapa tips cara mengaplikasikannya pada pelumas.
viskositas absolut
Viskositas absolut didefinisikan sebagai ketahanan fluida terhadap geser, atau kemampuan fluida untuk menahan deformasi ketika ada gaya yang diterapkan. Sederhananya, semakin kental suatu cairan, semakin banyak energi yang diperlukan untuk membuatnya mengalir. Sebenarnya, viskositas kinematik didefinisikan sebagai rasio viskositas absolut terhadap densitas.
Massa jenis adalah sifat yang diturunkan dari massa, dan karena massa dan berat untuk tujuan praktis berbanding lurus di mana saja di permukaan bumi, viskositas kinematik sering diartikan sebagai ketahanan suatu fluida untuk mengalir di bawah pengaruh gravitasi.
Saya suka menganggap viskositas kinematik sebagai kasus khusus dari viskositas absolut. Gaya geser yang ditimbulkan oleh gravitasi sebenarnya sangat kecil dibandingkan dengan gaya geser yang ditimbulkan oleh interaksi mekanis komponen-komponen mesin.
Mari kita ilustrasikan perbedaan ini dengan sebuah contoh. Misalkan Anda memiliki sebotol madu dan sebotol air di meja Anda. Stoples tersebut dipasang di meja sehingga tidak dapat dipindahkan. Jika Anda memasukkan sendok ke dalam setiap stoples dan mulai mengaduk, Anda memasukkan bahan geser ke dalam cairan.
Perhatikan bahwa gaya-gaya ini tidak disebabkan oleh gravitasi, jadi yang Anda lakukan adalah uji viskositas absolut. Jelasnya, cairan yang lebih tahan terhadap pengadukan adalah madu, sehingga dapat disimpulkan bahwa viskositas absolut madu lebih besar daripada viskositas absolut air. Sekarang ambil stoples itu, angkat dari meja, dan tuang ke samping.
Semua fluida akan mengalir keluar dari tangki, dalam hal ini gaya yang menyebabkan aliran disebabkan oleh gravitasi. Jadi kami baru saja melakukan uji viskositas kinematik dan itu juga menunjukkan bahwa madu memiliki viskositas kinematik yang lebih besar dibandingkan air karena lebih tahan terhadap aliran keluar dari toples.
Viskositas suatu fluida, baik kinematik maupun absolut, berubah bergantung pada suhu yang diukur. Oleh karena itu, suhu di mana viskositas diukur harus dilaporkan.
viskositas kinematik
Sebagai definisi ketat tentang keadaan gerak, jika massa jenis fluida diketahui, viskositas absolut dan viskositas kinematik dapat dikonversi secara langsung. Hubungan ini dapat dinyatakan sebagai:
Viskositas absolut=viskositas kinematik x densitas
Satuan SI yang sesuai harus digunakan untuk menggunakan rumus ini dengan benar.
Sejauh ini kami telah menunjukkan bahwa uji viskositas absolut dan kinematik membuktikan bahwa madu lebih kental daripada air. Mari kita lihat contoh lainnya.
Dengan menggunakan dua stoples identik yang dipasang di meja, isi satu dengan madu dan yang lainnya dengan mayones. Sekarang lakukan uji viskositas absolut dengan mengaduk cairan. Pengujian akan menunjukkan bahwa madu adalah cairan yang lebih kental.
Balikkan toples dan lakukan uji kekentalan kinematik, yang akan menunjukkan bahwa mayones sekarang menjadi cairan yang lebih kental (madu akan lebih cepat habis dibandingkan mayones). Pertama, apa penjelasan atas perbedaan hasil tersebut dan kedua, apa implikasinya, setidaknya dalam kaitannya dengan pelumas mesin?
perbedaan
Untuk menjelaskan hasil yang berbeda, kita perlu memahami sifat Newtonian fluida. Jika Anda menghubungkan viskositas suatu fluida dengan jumlah gaya geser yang dialaminya, beberapa fluida menunjukkan viskositas yang tidak bergantung pada besarnya gaya geser yang diterapkan.
Ini disebut cairan Newtonian, dan madu adalah salah satu contohnya. Distribusi viskositas beberapa fluida berubah seiring dengan besarnya geseran yang dialami. Ini disebut cairan non-Newtonian, contohnya mayones.
Fluida non-Newtonian menunjukkan viskositas tinggi ketika laju gesernya rendah (uji viskositas kinematik). Seperti halnya uji viskositas absolut, viskositas fluida non-Newtonian menurun bila fluida tersebut digeser lebih kuat.
mengapa itu penting
Jadi apa artinya ini bagi pelumas?
1. Kebanyakan pelumas (lihat pengecualian di bawah) menunjukkan sifat mendekati Newtonian. Jadi apakah kita mengukur viskositas kinematik atau viskositas absolut dan menentukan trennya, tidak banyak perbedaan.
2. Minyak yang lebih banyak menunjukkan sifat non-Newtonian adalah:
Pelumas yang ditingkatkan (minyak dengan indeks viskositas meningkatkan aditif)
Minyak terdegradasi
Emulsi minyak, termasuk kontaminasi sedang pada padatan dan/atau cairan dan masuknya udara, yang semuanya dapat menghasilkan emulsi.
3. Mengingat bahwa gaya geser yang ditimbulkan secara mekanis, dan bukan gravitasi, mempengaruhi aliran fluida pelumas dalam suatu mesin, maka dapat dikatakan bahwa pengujian viskositas absolut adalah metode yang lebih baik untuk menentukan viskositas. Namun, wajar juga untuk berasumsi bahwa faktor apa pun yang mempengaruhi perubahan viskositas absolut juga dapat mempengaruhi perubahan viskositas kinematik.
Selama kita mengukur dan membuat tren pada satu metode pengukuran (dengan reproduktifitas yang sesuai), kita akan bisa mendapatkan pola yang baik dalam data. Meskipun kami melakukan pengukuran viskositas kinematik dan secara intuitif kami mengetahui bahwa pengukuran tersebut salah dalam hal mesin, pengukuran tersebut tetap populer. Jadi tetap berpegang pada satu metode. Sebagai lelucon: Lebih baik selalu salah daripada terkadang benar.
4. Viskositas kinematik adalah metode umum untuk mengukur dan melaporkan viskositas dalam analisis pelumas bekas, setidaknya menurut sebagian besar laboratorium komersial. Seperti disebutkan dalam paragraf sebelumnya, ini mungkin bukan pendekatan terbaik, namun telah menjadi pendekatan dominan karena sejarah dan kemudahan penggunaannya.
5. Kebanyakan laboratorium komersial akan menggunakan viskometer otomatis untuk mengukur viskositas kinematik. Kebanyakan instrumen laboratorium lapangan akan mengukur viskositas absolut tetapi melaporkannya sebagai viskositas kinematik dengan menggunakan asumsi kepadatan fluida dan melakukan perhitungan yang sesuai.
Hal ini biasanya tidak menjadi masalah dalam memperoleh hasil tren, namun penting untuk memastikan bahwa pengukuran viskositas selalu dilakukan pada suhu yang sama. Ini bisa dilakukan pada suhu ruangan, namun selalu pastikan oli memiliki waktu untuk mencapai suhu ruangan di lingkungan dengan iklim terkendali sebelum pengujian.
Dan jangan mencoba membandingkan hasil laboratorium perminyakan komersial Anda dengan hasil laboratorium lapangan terlalu dekat; keduanya akan berbeda, tetapi itu karena keduanya mengukur hal yang berbeda. Seharusnya ada korelasi, tapi tidak akan sama persis.
Viskositas sering dianggap sebagai sifat terpenting suatu pelumas. Oleh karena itu, penting juga untuk dapat mengukur dan memahaminya. Saya harap ini memberikan pemahaman yang lebih jelas tentang subjek ini.
