tiểu luận báo cáo cơ học lưu chất phi newton CHẤT BÔI TRƠN

1 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC BỘ MÔN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ  BK TP HCM TIỂU LUẬN CƠ LƯU CHẤT PHI NEWTON CHẤT BÔI TRƠN- LUBRICANTS GVHD: THẦY VŨ BÁ MINH SINH VIÊN THỰC HIỆN : xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx TP Hồ Chí Minh – 09/2015 MỤC LỤC TRANG LỜI MỞ ĐẦU----------------------------------------------------------------------1 PHẦN 1: SƠ LƯỢC CHẤT BÔI TRƠN---------------------------------------2 1. 2. 3. 4. Tổng quan dầu nhờn-------------------------------------------------------2 Lịch sử hình thành phát triển-----------------------------------------2 Thành phần dầu nhờn------------------------------------------------------3 Quy trình sản xuất----------------------------------------------------------10 PHẦN 2: PHÂN LOẠI VÀ ỨNG DỤNG-------------------------------------11 1. Phân loại chất bôi trơn-----------------------------------------------------11 2. Ứng dụng chất bôi trơn----------------------------------------------------14 PHẦN 3: TÍNH CHẤT LƯU BIẾN CỦA CHẤT BÔI TRƠN--------------14 1. 2. 3. 4. 5. Độ nhớt----------------------------------------------------------------------14 Ảnh hưởng nhiệt độ lên độ nhớt-----------------------------------------15 Chỉ số độ nhớt (Viscosity Index)----------------------------------------16 Ảnh hưởng áp suất lên độ nhớt-------------------------------------------18 Ảnh hưởng suất biến dạng lên độ nhớt----------------------------------20 TÀI LIỆU THAM KHẢO---------------------------------------------------------24 LỜI MỞ ĐẦU  Chất bôi trơn chất mà sử dụng phổ biến đời sống, đặc biệt công nghệ chế tao, vận hành thiết bị máy móc động cơ. Với nhiều ứng dụng với đặc tính riêng tính lưu biến nó, nên thực tế chất bôi trơn đa dạng. Bài tiểu luận chúng em giới thiệu sơ lược tính năng, ứng dụng, phân loại đặc biệt tính chất lưu biến đặc biệt chất bôi trơn. Hy vọng sau báo cáo này, đề tài chất bôi trơn thu hút người quan tâm tìm hiểu. Tp. Hồ Chí Minh, tháng năm 2015 Nhóm sinh viên thực 9/14/2015 Page PHẦN : SƠ LƯỢC VỀ CHẤT BÔI TRƠN 1. TỔNG QUÁT VỀ DẦU NHỜN - Trong đời sống chất bôi trơn sử dụng nhiều dạng, phổ biến dạng sáp( bán rắn- Mỡ) dạng dầu nhờn, dùng để bôi trơn cho động cơ. Thông thường chúng chủ yếu hỗn hợp bao gồm dầu gốc phụ gia, hay người ta thường gọi dầu nhờn thương phẩm. Phụ gia thêmvào với mục đích giúp cho dầu nhờn thương phẩm có tính chất phù hợpvới tiêu đề mà dầu gốc được. 2. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN - - - - - - - Cách 100 năm, chí người chưa có khái niệm dầu nhờn. Tất loại máy móc lúc bôi trơn dầu mỡ lợn sau dùng dầu ôliu. Khi dầu ôliu khan người ta chuyển sang sử dụng loại dầu thảo mộc khác. Ví dụ, để bôi trơn cọc sợi máy dệt người ta sử dụng đến dầu cọ. Khi ngành chế biến dầu mỏ đời, sản phẩm chủ yếu nhà máy chế biến dầu mỏ dầu hỏa, phần lại mazut ( chiếm 70 – 90 %) không sử dụng coi bỏ đi. Nhưng ngành công nghiệp dầu mỏ phát triển lượng cặn mazut ngày lớn, buộc người phải nghiên cứu để sử dụng vào mục đích có lợi. Lúc đầu người ta lấy cặn dầu mỏ pha thêm vào dầu thực vật mỡ lợn với tỉ lệ thấp để tạo dầu bôi trơn, lâu sau người ta biết dùng cặn dầu mỏ để chế tạo dầu nhờn. Năm 1870 Creem (Nga), nhà máy Xakhanxkiđơ bắt đầu chế tạo dầu nhờn từ dầu mỏ, chất lượng thấp. Nhà bác học người Nga tiếng D.I.Mendeleev người ý đến vấn đề dùng mazut để chế tạo dầu nhờn. Năm 1870 – 1871, Ragorzin xây dựng xưởng thí nghiệm dầu nhờn nhỏ, đến năm 1876 – 1877, Ragorzin xây dựng Balakhan nhà máy chế biến dầu nhờn giới có công suất 100.000 put/năm. Nhà máy sản xuất bốn loại dầu nhờn: dầu cọc sợi, dầu máy, dầu trục cho toa xe mùa hè mùa đông. Các mẫu dầu nhờn Ragorzin mang đến triển lãm quốc tế Pari năm 1878 gây nhiều hấp dẫn chuyên gia nước. Phát huy kết đó, năm 1879, Ragorzin cho xây dựng Conxtantinôp nhà máy thứ hai chuyên sản xuất dầu nhờn để xuất khẩu. Chính Mendeleep làm việc phòng thí nghiệm phân xưởng nhà máy vào năm 1880 – 1881. Dưới đạo trực tiếp ông, nhiều sở khoa học ngành sản xuất dầu nhờn xây dựng vòng năm sau đó, ngành chế tạo dầu nhờn thực phát triển đánh dấu bước ngoặt lịch sử chế tạo chất bôi trơn. Các tác phẩm nghiên cứu nhà bác học Nga tiếng N.P.Petrop tạo điều kiện để dầu nhờn sử dụng rộng rãi hơn. Trong tác phẩm mình, ông nêu lên khả dùng hoàn toàn dầu nhờn thay cho dầu thực vật mỡ động vật, đồng thời nêu lên nguyên lý bôi trơn… Cùng với tiến khoa học không ngừng, người xây dựng tháp chưng cất chân không đại thay cho nhà máy chưng cất cũ kỹ, bước phát triển mạnh mẽ ngành công nghiệp dầu mỏ. Chúng ta sống thời đại khoa học công nghệ, công nghiệp đại xâm nhập vào hang cùng, ngõ hẻm giới xu hướng quốc tế hóa nên đời sống kinh tế ngày phát triển mạnh mẽ. Tất đặc điểm nêu thời đại đặt 9/14/2015 Page - nhiệm vụ to lớn cho quốc gia phải xây dựng công nghiệp dầu mỏ đại, đáp ứng thỏa mãn nhu cầu ngày tăng kinh tế giới. Các tập đoàn tư lớn liên quan đến dầu nhờn như:BP, Castrol, Esson, Mobil, Total, Esso… có mặt hầu giới. Họ áp dụng rộng rãi thành tựu khoa học, đưa công nghiệp dầu mỏ năm tăng trưởng không ngừng sản xuất dầu nhờn không ngừng nâng cao mặt chất lượng số lượng, sáng tạo thêm nhiều chủng loại dầu nhờn mới. 3. THÀNH PHẦN DẦU NHỜN. - Dầu nhờn để bôi trơn cho động hoạt động vận hành thực tế hỗn hợp bao gồm dầu gốc phụ gia, hay người ta thường gọi dầu nhờn thương phẩm. Phụ gia thêm vào với mục đích giúp cho dầu nhờn thương phẩm có tính chất phù hợp với tiêu đề mà dầu gốc được. Dầu gốc - - Dầu gốc dầu thu sau trình chế biến, xử lý tổng hợp trình xử lý vật lý hóa học. Dầu gốc thông thường gồm có ba loại là: dầu thực vật, dầu khoáng dầu tổng hợp. Dầu thực vật dùng số trường hợp đặc biệt. Nó chủ yếu phối trộn với dầu khoáng dầu tổng hợp để đạt số chức định. Nhưng ngày người ta thường sử dụng dầu khoáng hay dầu tổng hợp chủ yếu. Với tính chất ưu việt giá thành rẻ, sản phẩm đa dạng phong phú, dầu khoáng chiếm vị trí quan trọng lĩnh vực sản xuất dầu nhờn, dầu tổng hợp quan tâm nhiều tính chất ưu việt nó. Dầu gốc khoáng - Trước đây, thông thường người ta dùng phân đoạn cặn mazut nguyên liệu để sản xuất dầu nhờn gốc. Nhưng sau ngành công nghiệp nặng chế tạo máy móc phát triển, đòi hỏi lượng dầu nhờn ngày cao chủng loại ngày phong phú tiêu chuẩn chất lượng ngày cao, nên người ta nghiên cứu tận dụng phần cặn trình chưng cất chân tên gọi cặn gudron làm nguyên liệu để sản xuất dầu nhờn gốc có độ nhớt cao. Tóm lại nguyên liệu để sản xuất dầu nhờn gốc cặn mazut gudron. Cặn mazut - Mazut phần cặn trình chưng cất khí có nhiệt độ sôi cao 350°C. Phần cặn đem đốt làm nguyên liệu để sản xuất dầu nhờn gốc. Để sản xuất dầu nhờn gốc người ta đem mazut chưng cất chân không thu phân đoạn có nhiệt độ sôi khác nhau: • Phân đoạn dầu nhờn nhẹ ( LVGO: Light Vacuum Gas Oil ) có nhiệt độ sôi từ 300°C - 350°C. 9/14/2015 Page • Phân đoạn dầu nhờn trung bình ( MVGO: Medium Vacuum Gas Oil ) có nhiệt độ từ 350°C - 420°C. • Phân đoạn dầu nhờn nặng ( HVGO: Heavy Vacuum Gas Oil ) có nhiệt độ từ 420°C - 500°C. Thành phần phân đoạn gồm phân tử hydrocacbon có số cacbon từ C21-40, hydrocacbon phân đoạn có trọng lượng phân tử lớn ( 1000 – 10000), cấu trúc phức tạp, bao gồm: • Các parafin mạch thẳng mạch nhánh. • Các hydrocacbon napten đơn hay đa vòng thường có gắn nhánh phụ parafin. • Các hydrocacbon thơm đơn hay đa vòng chủ yếu chứa mạch nhánh ankyl, chủ yếu đến vòng. • Các hợp chất lai hợp mà chủ yếu lai hợp napten paraffin, napten hydrocacbon thơm. • Các hợp chất phi hydrocacbon hợp chất chứa nguyên tố oxy, nitơ, lưu huỳnh chiếm phần lớn phân đoạn dầu nhờn. Các hợp chất chứa kim loại gặp phân đoạn này. Cặn gudron - Cặn gudron phần cặn lại trình chưng cất chân không, có nhiệt độ sôi 500°C. Trong phần tập trung cấu tử có số nguyên tử cacbon từ C41 trở lên, chí có C80, có trọng lượng phân tử lớn, có cấu trúc phức tạp. Do người ta không chia thành phần phân đoạn theo hợp chất riêng biệt mà người ta phân làm ba nhóm sau: Nhóm chất dầu - Nhóm chất dầu bao gồm hydrocacbon có phân tử lượng lớn, tập trung nhiều hợp chất thơm có độ ngưng tụ cao, cấu trúc hỗn hợp nhiều vòng hydrocacbon thơm napten, nhóm chất nhẹ có tỷ trọng xấp xỉ 1. Nhóm chất hòa tan dung môi nhẹ paraffin xăng, người ta tách chất silicagen than hoạt tính hợp chất cực. Trong phân đoạn cặn gudron, nhóm dầu chiếm khoảng 45 – 46%. Nhóm chất nhựa - Nhóm nhựa hòa tan dung môi nhóm dầu hợp chất có cực nên tách chất than hoạt tính hay silicagen. Nhóm chất nhựa gồm hai thành phần chất trung tính axit. Các chất trung tính có màu nâu đen, nhiệt độ hóa mềm nhỏ 100°C, tỷ trọng lớn 1, dễ dàng hòa tan xăng, naphta. Chất trung tính tạo cho nhựa có tính dẻo dai tính kết dính. Hàm lượng ảnh hưởng trực tiếp đến độ kéo dài nhựa, chiếm khoảng 10 – 15% khối lượng cặn 9/14/2015 Page gudron. Các chất axit chất có nhóm-COOH, màu nâu sẫm, tỷ trọng lớn 1, dễ dàng hòa tan clorofom rượu etylic, chất axit tạo cho nhựa có tính hoạt động bề mặt, chiếm 1% cặn dầu mỏ. Nhóm asphanten - - Nhóm asphanten nhóm chất rắn màu đen, cấu tạo tinh thể, tỷ trọng lớn 1, chứa hầu hết hợp chất dị vòng có khả hòa tan mạnh cacbon disunfua (CS2), không hòa tan dung môi nhẹ parafin hay xăng, 300°C không bị nóng chảy mà bị cháy thành tro. Trong trình nhóm dầu, nhựa, asphanten tồn trạng thái hệ keo, nhóm nhựa tan dầu tạo thành dung dịch thật sự, người ta gọi môi trường phân tán. Asphanten không tan nhóm dầu nên tồn trạng thái pha phân tán. Ngoài ba nhóm chất trên, cặn godron tồn hợp chất kim kim loại nặng, hợp chất cacbon, cacboit, hợp chất không tan dung môi thông thường, tan pyridine. Dầu nhờn tổng hợp - - Dầu nhờn sản xuất từ dầu mỏ chiếm ưu có ưu điểm như: công nghệ sản xuất dầu đơn giản, giá thành rẻ. Nhưng ngày nay, để đáp ứng yêu cầu cao dầu nhờn bôi trơn, người ta bắt đầu quan tâm đến dầu tổng hợp nhiều hơn. Dầu tổng hợp dầu tạo phản ứng hóa học từ hợp chất ban đầu, có tính chất định trước. Nó có tính chất tốt dầu khoáng, bên cạnh có tính chất khác đặc trưng là: không cháy, không hòa tan lẫn nước. Ưu điểm dầu tổng hợp có khoảng nhiệt độ hoạt động rộng từ -55°C đến 320°C, có độ bền nhiệt lớn, có nhiệt độ đông đặc thấp, số độ nhớt cao… Chính ưu điểm mà dầu tổng hợp ngày sử dụng nhiều, động phản lực. Có hai phương pháp để phân loại dầu nhờn tổng hợp: • Phương pháp 1: dựa vào số tính chất đặc thù để phân loại như: độ nhớt, khối lượng riêng. • Phương pháp 2: dựa vào chất chúng. Theo phương pháp người ta chia dầu tổng hợp thành loại sau: hydrocacbon tổng hợp, este hữu cơ, poly glycol, este photphat. Bốn hợp chất chiếm 40% lượng dầu tổng hợp tiêu thụ thực tế. Phụ gia cho dầu nhờn - Dầu nhờn thương phẩm để sử dụng cho mục đích bôi trơn hỗn hợp dầu gốc phụ gia. Do đó, chất lượng dầu bôi trơn phụ thuộc nhiều vào dầu gốc, phụ thuộc vào phụ gia. Phụ gia hợp chất hữu cơ, vô cơ, chí nguyên tố hóa học thêm vào chất bôi trơn, nhằm nâng cao hay mang lại tính 9/14/2015 Page chất mong muốn. Thông thường, hàm lượng phụ gia đưa vào 0,01 – 5%, số trường hợp phụ gia dùng từ vài phần triệu vài phần trăm. Do hợp chất hoạt động, tồn dầu phụ gia tác dụng với làm chức dầu nhờn. Ngược lại, chúng tác động tương hỗ với tạo tính chất có lợi cho dầu nhờn, việc phối trộn phụ gia cần phải nghiên cứu kỹ lưỡng để loại trừ hiệu ứng đối kháng nâng cao tính tác động tương hỗ. Sự tác động tương hỗ phụ gia dầu gốc yếu tố cần quan tâm sản xuất dầu nhờn. Ngày nay, để đạt tính bôi trơn dầu có chứa nhiều phụ gia khác nhau. Chúng pha riêng lẻ vào dầu nhờn phối trộn lại với để tạo thành phụ gia đóng gói đưa vào dầu nhờn. Yêu cầu chung loại phụ gia: • Dễ hòa tan dầu. • Không hòa tan nước. • Không ảnh hưởng đến tốc độ nhũ hóa dầu. • Không bị phân hủy nước kim loại. • Không bị bốc điều kiện làm việc hệ thống dầu nhờn. • Không làm tăng tính hút ẩm dầu nhờn. • Hoạt tính kiểm tra được. • Không độc, rẻ tiền, dễ kiếm. Các loại phụ gia pha trộn vào dầu gốc Phụ gia tăng số nhớt - Phụ gia sử dụng để làm tăng số số nhớt polymer tan dầu có tác dụng tăng độ nhớt dầu mỏ, nghĩa làm cho tốc độ thay đổi độ nhớt dầu theo nhiệt độ giảm ( tăng số độ nhớt) để tạo loại dầu mùa đông. Các phụ gia chia làm hai nhóm: dạng hydrocacbon dạng este. • Dạng hydrocacbon có loại: copolymer etylen-Propylen, Polyizobutylen, copolymer styren- butadien hydro hóa, copolymer styren-izopren. • Dạng ester gồm: polymetacrylat, polyacrylat copoly ester styrenmaleic. Các chất cải thiện số độ nhớt sủ dụng rộng rãi polymer etylen-propylen (có thể lên đến 10%) polyizobutylen ( hàm lượng nhỏ 0,2 – 0,5%). Phụ gia chống oxy hóa 9/14/2015 Page - Phụ gia nhằm mục đích làm chậm trình ôxy hóa dầu (tăng độ bền ôxy hóa), khắc phục tượng cháy vòng găng, giảm bớt tượng ăn mòn chi tiết tạo cặn. Có hai nhóm phụ gia chống ôxy hóa: • Phụ gia kìm hãm trình ôxy hóa dầu lớp dày khối dầu: nhóm quan trọng chất ức chế ôxy hóa, hợp chất có chứa nhóm phenol hay nhóm amin, chứa nhóm đồng thời phenol có chứa nitơ lưu huỳnh, kẽm di-ankyl di-thiophotphat (ZnDDP), hợp chất phốt pho, lưu huỳnh…. Các chất ức chế có nồng độ thấp, khoảng 0,005 đến 0,5 %. • Phụ gia kìm hãm trình ôxy hóa dầu lớp mỏng bề mặt kim loại, chất thơm nhiệt, pha với tỷ lệ 0,5 – 3%, chúng làm chậm trình ôxy hóa dầu lớp mỏng chi tiết động nhiệt độ tương đối cao (200-300°C), có tác dụng bảo vệ, chống rỉ cho ổ đỡ. Các chất thơm nhiệt dùng hợp chất hữu có chứa phốt pho, lưu huỳnh, kẽm ( tri-butylaphotphit, di-tiophotphat kẽm…). - Các loại chất thơm nhiệt dường chất thơm quan trọng động ngừng hoạt động lúc dầu ngừng tuần hoàn chất thơm tẩy rửa ngừng hoạt động chất thơm nhiệt ngược lại, hoạt động mạnh hơn, không cho lớp dầu mỏng chi tiết chưa nguội có khả biến thành sạn. Phụ gia tẩy rửa - - Với nồng độ – 10 %, chất tẩy rửa ngăn cản, loại trừ cặn không tan dầu, cặn sạn, cacbon hợp chất chì phận động đốt trong. Chúng tác dụng cách hấp thụ lên hạt không tan, giữ chúng lại dầu nhằm giảm tối thiểu cặn lắng giữ chi tiết động cơ. Tác nhân quan trọng có tính tẩy rửa phụ gia có chứa kim loại, chúng bao gồm: sunphonat, phenolat, salixylat. Phần lớn sunphonat, phenolat salixilat canxi magiê sử dụng chất tẩy rửa chứa kim loại. Phụ gia phân tán - Dùng để ngăn ngừa, làm chậm trình tạo cặn lắng đọng điều kiện hoạt động nhiệt độ thấp. Các phụ gia phân tán quan trọng bao gồm: • Ankenyl-poly-amin-suxinimit. • Ankyl-hydrobenzyl-polyamin. • Este-polyhydroxy-suxinic. • Poly-aminamit-imidazolin. • Polyamine suxinimit. • Ester-photpholat. 9/14/2015 Page 10 - Như chất phân tán sử dụng có chứa nhóm chức amin, imít, amít nhóm hydroxyl-ester nên polymer poly metacrylat cho khả phân tán. Mặt khác, chúng có tính nhớt (chất tăng số độ nhớt) nên chúng sử dụng phụ gia phân tán nhiều tác dụng. Lượng chất phân tán sửdụng nói chung phụ thuộc vào lượng chất rắn cần phải phân tán dầu thường chiếm từ 0,1 đến 2%. Các dầu bôi trơn cacte chất lượng hàng đầu có chứa tới 8% phụ gia phân tán không tro. Hiệu chất phân tán kết tác động qua lại đặc biệt tác nhân chặn chất phân tán. Phụ gia ức chế ăn mòn - Là phụ gia có chức làm giảm thiểu việc tạo thành peoxit hữu cơ, axit thành phần ôxy hóa khác làm xuống cấp dầu động cơ, bảo vệ ổ đỡ bề mặt khác khỏi ăn mòn. Có thể nói chất ức chế ăn mòn bổ sung thực tế có tác dụng chất chống ôxy hóa. Các phụ gia bao gồm: di-thiophotphat kim loại (đặc biệt kẽm); sunphonat kim loại kim loại kiềm cao; tác nhân hoạt động bề mặt axit béo, amin, axit ankylsuxinic, clo hóa parafin… Phụ gia ức chế gỉ - Nếu động làm việc thời gian ngừng lâu dầu nhờn làm chức chống gỉ tương đối tốt động ngừng thời gian ngắn dầu chưa kịp chảy hết khỏi chi tiết. Nhưng động ngừng lâu bảo quản lâu ngày xylanh, cổ trục khuỷu chi tiết đánh bóng mài bị gỉ. Gỉ hình thành sắt hydroxit Fe(OH)2, dạng đặc biệt quan trọng ăn mòn mặt. Có nhiều hợp chất dùng để ức chế rỉ như: axit béo, este axit napteic axit béo, amin hữucơ, xà phòng kim loại axit béo… thường pha vào dầu với tỷ lệ 0,1 – 1%. Phụ gia chống mài mòn - Mài mòn tổn thất kim loại bề mặt chuyển động tương nhau. Yếu tố gây mài mòn tiếp xúc kim loại kim loại (mài mòn dính). Sự có mặt hạt mài (mài mòn hạt) gây mài mòn ăn mòn hay mài mòn hóa học. Để chống lại mài mòn, cần thiết phải cho vào phụ gia chống mài mòn gồm nhóm hóa chất có chứa hợp chất phôtpho, hợp chất lưu huỳnh, dẫn xuất béo có khả bám dính bề mặt kim loại nhằm giảm bớt cọ xát, tỏa nhiệt trình làm việc. Phụ gia chống mài mòn thường có hàm lượng nhỏ khoảng 0,01%. Phụ gia biến tính, giảm ma sát - Phụ gia biến tính, giảm ma sát (FM) có chức làm tăng độ bền màng dầu, giữ bề mặt kim loại tách rời nhau, ngăn không cho lớp dầu bị phá hoại điều kiện tải trọng lớn nhiệt độ cao. 9/14/2015 Page 10 11 - - Phụ gia biến tính FM làm giảm hệ số ma sát, bảo tồn lượng, tiết kiệm 23% nhiên liệu cho ôtô. Phụ gia FM sử dụng cần tạo chuyển động trượt mà rung động cần có hệ số ma sát nhỏ nhất. Phụ gia FM bao gồm nhiều loại hợp chất chứa ôxy, nitơ, lưu huỳnh, molipden, đồng nguyên tố khác. Các phhụ gia làm tăng độ bền màng dầu chủ yếu tượng hấp phụ vật lý, nhờ làm giảm ma sát. Phụ gia thường pha với tỷ lệ 0,1 – 0,3 %. Phụ gia hạ điểm đông đặc - Ở nhiệt độ thấp khả lưu động dầu giảm, cần pha phụ gia hạ điểm đông đặc nhằm hạ thấp nhiệt độ đông đặc dầu. Cần cho thêm parafin có lượng O.R.azolin không 1%. Phụ gia ức chế tạo bọt - Bọt không khí trộn mạnh vào dầu nhờn ảnh hưởng xấu tới tính chất bôi trơn, làm tăng ôxy hóa chúng, làm dầu bị tổn thất, ngăn cản lưu thông dầu tuần hoàn, gây tượng bôi trơn không đầy đủ. Để tránh giảm tạo bọt người ta sử dụng loại phụ gia chống bọt. Chúng gọi chất hủy phá bọt. Đó hợp chất silicon hydro có khả làm tan sủi bọt tỷ lệ nhỏ: 0,0010,004%. Phụ gia cho dầu nhờn bôi trơn hợp phần công nghệ chất bôi trơn đại, đặc biệt dầu động cơ. Pha chế dầu động 9/14/2015 Page 11 12 - - Tỷ lệ, thành phần dầu gốc phụ gia dầu nhờn thương phẩm (dầu động SAE 30 SAE 40) Thành phần dầu nhời thương phẩm Trọng lượng, % Vấn đề pha chế dầu động công việc khó khăn, phức tạp, tốn kém, đòi hỏi nhiều ngành kỹ thuật tham gia, sức mạnh cạnh tranh công ty dầu nhờn. Vậy tỷ lệ phụ gia pha với dầu gốc tạo dầu thành phẩm chất lượng cao, làm giảm mặt hạn chế dầu gốc, nâng cao phẩm cấp chất có sẵn dầu tạo cho dầu nhờn tính chất cần thiết. Trong thực tế, vài loại dầu động chứa 20% phụ gia loại. 4. SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DẦU NHỜN. 9/14/2015 Page 12 13 PHẦN 2: PHÂN LOẠI VÀ ỨNG DỤNG PHÂN LOẠI CHẤT BÔI TRƠN Theo độ bền chịu cắt chất bôi trơn trạng thái chúng, ta chia thành bốn loại sau: • Chất bôi trơn khí • Chất bôi trơn lỏng • Chất bôi trơn bán rắn • Chất bôi trơn rắn 1.1. Chất bôi trơn khí 1.2. Chất bôi trơn rắn - Chất bôi trơn răn loại vật liệu rắn đặt hai bề mặt tiếp xúc với mà làm cho trượt hai vật liệu dễ dàng nó. 1. - Hai tính chất quan yêu cầu • Vật liệu phải hỗ trợ chịu tải mà không làm cho vật liệu bị bóp mẹo, vặn vẹo làm giảm lực cản trở chuyển động đáng kể. • Hệ số ma sát tốc độ mài mòn phải mức cho phép. - Ưu, nhược điểm chất bôi trơn rắn: Ưu điểm 1. Có hiệu so với chất bôi trơn lỏng trường hợp tải cao (áp suất cao) 2. Bền, bị hư hỏng trình lưu trữ. 3. Ổn định mức cao với nhiệt độ, xạ, 9/14/2015 Nhược điểm 1. Khả tự phục hồi thấp. 2. Làm thất thoát nhiệt. Chẳng hạn chất bôi trơn từ polyme có tính dẫn nhiệt thấp, làm giảm dẫn nhiệt. 3. Hệ số ma sát, mài mòn cao sơ với Page 13 14 phản ứng môi trường. 4. Dễ làm - chất bôi trơn lỏng. Một cách để sử dụng chất bôi trơn rắn phủ lớp phủ bột lên bề mặt tiếp xúc để chống lại ma sát. Phân loại chất bôi trơn rắn. Được chia : Polymer, kim loại rắn ( metal-solid) , cacbon graphite, gốm gốm kim loại (cermit) 1.3. Chất bôi trơn bán rắn - Là loại vật liệu sáp bôi trơn mà chứa khoảng (75-95%) dầu gốc, (5-20%) chất làm đặc, (0-5%) chất phụ gia. Ưu điểm 1.Tiện lợi: Sử dụng dễ hơn. Rẻ hơn. Ít công bảo trì . 2. Liên tục: Không bị chảy khỏi bề mặt bôi trơn đứng yên. Bôi trơn khởi động. 3. Bảo vệ: Làm kín tốt dầu nhờn. Chống rỉ sét không làm việc (tính bảo quản tốt ). 4. Sạch sẽ: Ít bị rò rỉ bị vung toé so với dầu. Có thể sử dụng sản xuất thực phẩm, thuốc, dệt… - Nhược điểm 1. Làm mát kém. Tốc độ làm mát kém. 2. Dễ nhiễm bẩn. Phải xử lý cẩn thận tồn trữ để tránh nhiễm bẩn. Hạt mài mòn bị giữ mỡ. Chất bẩn tăng mài mòn làm hư mỡ. 3. Hạn chế sử dụng. Không sử dụng ổ trục tốc độ cao. Giải thích: Bôi trơn chi tiết máy mà sử dụng đầu nhờn ưu điểm quan trọng mỡ bôi trơn. Ví dụ như: chi tiết bôi trơn không dẫn dầu vào liên tục dc, không chấm dầu được. Mỡ bôi trơn có mạng lưới tổ ong- học, mạng lưới tổ ong bền vững mỡ có tính ổn định nhiệt, ổn định nước, ổn định oxi hóa hóa học cao, khó bị phá hủy. Mỡ bôi trơn thường nằm lâu phận định máy,động nóng lên. Điều kiện làm việc đòi hỏi mỡ phải có khả chịu nóng, chịu nhiệt độ cao tốt; dù chịu nóng lâu không trở nên nhão chảy phạm vi bôi trơn, nhiệt độ trở lại mỡ củng trở trạnh thái cũ. Khả 9/14/2015 Page 14 15 chống lại tác dụng oxi hóa điều kiện bên tương đối dầu nhờn, thàn phần hổn hợp mỡ có chất khác: chất làm đặc chất thêm. 1.4. Chất bôi trơn lỏng - Là loại dầu dùng để bôi trơn cho động cơ. Dầu nhờn hỗn hợp bao gồm dầu gốc - phụ gia, hay người ta thường gọi dầu nhờn thương phẩm. Phụ gia thêm vào với mục đích giúp cho dầu nhờn thương phẩm có tính chất phù hợp với tiêu đề mà dầu gốc được. Có hai hệ thống để phân loại chất bôi trơn dạng lỏng (dầu).  Theo SAE (Society of Automotive Engineers): • Phân loại theo độ nhớt. Có thể chia dầu đơn cấp hay đa cấp. Dầu đơn cấp có độ nhớt hợp khoảng nhiệt độ đó. Dầu đa cấp có độ nhơt phù hợp cho nhiều khoảng nhiệt độ. • Hệ thống phân loại SAE phức tạp, liên quan tới nhiều khái niệm khác nhau. Tuy nhiên, yếu tố chính. Đối với dầu đa cấp, sau chữ SAE tiền tố 5W, 10W hay 15W, 20W. Những số đứng trước chữ "W" dùng để khoảng nhiệt độ mà loại dầu động có độ nhớt đủ để khởi động xe lúc lạnh. Để xác định nhiệt độ khởi động theo ký tự này, bạn cần lấy 30 trừ số theo nhiệt độ âm. Ví dụ, dầu 10W khởi động tốt âm 20 độ C, dầu 15W khởi động tốt âm 15 độ C. • Các loại dầu động nước hàn đới thường loại 5W, 10W, 15W đa số sản phẩm Việt N amchỉ loại 15W hay 20W. Mặc dù ý nghĩa quan trọng khởi động thời tiết Việt Nam thường không lạnh, để đạt yêu cầu khởi động lạnh, nhà sản xuất phải thêm vào chất phụ gia nên dầu có số nhỏ đắt. Loại 15W 20W có mức giá trung bình nên hãng dầu nhờn nhập sản xuất Việt Nam. • Đứng sau chữ "W" loại dầu đa cấp chữ 40, 50 60. Đây ký tự dùng để khoảng độ nhớt 100 độ C loại dầu nhờn. Thông thường, số to độ nhớt lớn ngược lại. Ví dụ, với xe hoạt động không khắc nghiệt động ôtô chẳng hạn, số khoảng 30, 40 50 đủ. Với động hoạt động vùng nhiệt độ cao, số phải cao hơn, khoảng 60. Do thay đổi nhiệt độ nên tùy thuộc mùa mà người ta dùng loại 40 50. Trong mùa đông, trời lạnh, nhiệt độ động thấp nên cần dùng loại nhỏ 30, 40. Ở mùa hè, nhiệt độ động cao nên dùng loại 50. • Do đặc tính dầu đa cấp nên người ta thường gọi "dầu bốn mùa". Khi có chữ "W", khách hàng hiểu dùng cho mùa đông mùa hè. • Ngoài loại đa cấp, nhiều nhà sản xuất cho loại dầu đơn cấp có ký hiệu SAE 40, SEA 50. Loại dầu thường dùng cho loại động kỳ, máy nông nghiệp, công nghiệp .  The API (American Petroleum Institute): Phân loại theo tính năng. 9/14/2015 Page 15 16 • API phân theo cấp S (Service) dùng để dành cho dầu đổ vào động xăng C (Commercial) cho động diesel. Hiện tại, với động xăng, API phân nhiều loại với thứ tự tiến dần từ SA, SB, SC tới SM. Đối với động diesel, API chia thành CA, CD, CC tới CG, CH CI. Càng sau, chất lượng sản phẩm tốt nhà sản xuất phải thêm vào chất phụ gia đặc biệt để thích nghi với công nghệ động mới. Ưu điểm - Hoạt động chất lỏng thủy lực - Bôi trơn chịu cực áp cho bánh - Chống mài mòn - Tản nhiệt hiệu - Kháng ô xy hóa cao 2. - - • • • • • • • • Nhược điểm - Phải bảo trì thường xuyên - Nhiều loại phức tạp, phải dựa nhu cầu điều kiện môi trường để lựa chọn loại phù hợp ỨNG DỤNG CHẤT BÔI TRƠN Bôi trơn (giảm ma sát) chi tiết chuyển động. Giảm mài mòn hay ăn mòn chi tiết máy. Tẩy bề mặt linh kiện, chi tiết máy móc, động cơ. Tránh tạo lớp cặn bùn trình vận hành. Trám & làm khít bề mặt cần làm kín. Tản nhiệt, làm mát máy móc, động cơ. Truyền nhiệt hệ thống gia nhiệt. Chống sét rỉ. Trong số tính trên, bôi trơn chức quan trọng dầu nhờn. Bôi trơn biện pháp làm giảm ma sát đến mức thấp cách tạo bề mặt ma sát lớp chất gọi chất bôi trơn. Chất bôi trơn đa phần dạng lỏng (dầu nhờn), phần lại dạng đặc (mỡ), tỉ lệ dạng rắn (chỉ dùng trongcác ổ trục hoạt động nhiệt độ cao chân không) PHẦN 3: TÍNH CHẤT LƯU BIẾN CỦA CHẤT BÔI TRƠN 1. ĐỘ NHỚT - Độ nhớt (Viscosity) đại lượng vật lý đặc trưng cho trở lực ma sát nội sinh phân tử chúng có chuyển động trượt lên nhau. Vì vậy, độ nhớt có liên quan đến khả thực trình bơm, vận chuyển chất lỏng hệ đường 9/14/2015 Page 16 17 ống, khả thực trình phun, bay nhiên liệu buồng cháy. Độ nhớt biểu diễn theo nhiều cách khác nhau: • Độ nhớt tuyệt đối (hay độ nhớt động lực) • Độ nhớt động học (Kinematics Viscosity) - Việc sử dụng độ nhớt động học chi phối ngành công nghiệp dầu mỡ bôi trơn độ nhớt động lực tham số quan trọng công nghệ dầu bôi trơn. 2. ẢNH HƯỞNG NHIỆT ĐỘ LÊN ĐỘ NHỚT - Độ nhớt tất loại dầu sử dụng cho mục đích bôi trơn giảm đáng kể - nhiệt độ tăng lên. Trong hệ tuyến tính, mối quan hệ V-T hyperbolic , thực tế việc mở rộng nội suy độ nhớt vấn đề . Vì lý đó, việc phối hợp mối quan hệ V-T vào biểu thức phù hợp để có đồ thị đường thẳng có giá trị việc sử dụng. Biểu thức Ubbelohde–Walter công nhận trở nên thông dụng. Và trở thành sở để hướng dẫn tính toán ASTM (American Society for Testing and Materials), ISO (International Standards Organization) DIN (Deutsches Institut fur Normung) Trong biểu thức double-logarithmic này: - • C K số • T nhiệt độ (đơn vị Kenvin) • m hệ số góc đường V-T Hằng số C đóng vai trò nhỏ trình tính toán độ nhớt, vai trò lớn thể biểu thức nhiệt độ thấp. Giá trị m loại dầu bôi trơn có giá trị từ 4.5-1.1. Những giá trị nhỏ dùng cho loại dầu bị ảnh hưởng nhiệt. Giá trị m xác định theo biểu thức 9/14/2015 Page 17 18 - Một ví dụ biểu diễn quan hệ V-T dạng tuyến tính double-logarithmic ba loại dầu khác nhau. 3. CHỈ SỐ ĐỘ NHỚT (Viscosity Index – VI) - VI trị số chuyên dùng để đánh giá thay đổi độ nhớt dầu bôi trơn theo nhiệt - - độ, tạo Dean Davis. Đối với dầu bôi trơn nhiệt độ tăng độ nhớt giảm. Mức độ giảm độ nhớt dầu nhờn nhiệt độ tăng phụ thuộc vào thành phần dầu. Loại dầu có số độ nhớt thấp độ nhớt thay đổi nhiều theo nhiệt độ ( dầu naphten), ngược lại dầu có số độ nhớt cao độ nhớt thay đổi nhiều theo nhiệt độ ( loại dầu parafin) . Đây tiêu quan dầu bôi trơn. Sự biến đổi V-T loại dầu cần xét nhận từ việc so sánh từ hai loại dầu chuẩn với bên dầu từ dầu thô Pennsylvanian, loại có thay đổi nhỏ độ nhớt với VI = 100 bên khác dầu từ dầu thô Mexican Gulf với biến đổi lớn độ nhớt the nhiệt độ VI = 0. VI xác đinh theo công thức:  Nếu 0[...]... chúng, ta có thể chia thành bốn loại như sau: • Chất bôi trơn khí • Chất bôi trơn lỏng • Chất bôi trơn bán rắn • Chất bôi trơn rắn 1.1 Chất bôi trơn khí 1.2 Chất bôi trơn rắn - Chất bôi trơn răn cơ bản là bất cứ loại vật liệu rắn nào đặt giữa hai bề mặt tiếp xúc với nhau mà nó làm cho sự trượt giữa hai vật liệu này dễ dàng hơn khi không có nó 1 - Hai tính chất quan trong yêu cầu là • Vật liệu phải có... sạch - chất bôi trơn lỏng Một cách để sử dụng chất bôi trơn rắn đó là phủ một lớp phủ bột lên bề mặt tiếp xúc để chống lại ma sát Phân loại chất bôi trơn rắn Được chia ra là : Polymer, kim loại rắn ( metal-solid) , cacbon và graphite, gốm và gốm kim loại (cermit) 1.3 Chất bôi trơn bán rắn - Là loại vật liệu sáp bôi trơn mà trong đó chứa khoảng (75-95%) là dầu gốc, (5-20%) chất làm đặc, (0-5%) chất phụ... quan trọng nhất của dầu nhờn Bôi trơn là biện pháp làm giảm ma sát đến mức thấp nhất bằng cách tạo ra giữa các bề mặt ma sát một lớp chất gọi là chất bôi trơn Chất bôi trơn đa phần ở dạng lỏng (dầu nhờn), phần con lại là dạng đặc (mỡ), và ở tỉ lệ rất ít là dạng rắn (chỉ dùng trongcác ổ trục hoạt động ở nhiệt độ cao hoặc trong chân không) PHẦN 3: TÍNH CHẤT LƯU BIẾN CỦA CHẤT BÔI TRƠN 1 ĐỘ NHỚT - Độ nhớt... độ rất cao Giải thích: Bôi trơn các chi tiết máy mà không thể sử dụng đầu nhờn là một ưu điểm quan trọng của mỡ bôi trơn Ví dụ như: các chi tiết bôi trơn không dẫn dầu vào liên tục dc, không chấm dầu được Mỡ bôi trơn có mạng lưới tổ ong- cơ học, khi mạng lưới tổ ong này bền vững thì mỡ sẽ có tính ổn định nhiệt, ổn định nước, ổn định oxi hóa và hóa học cao, khó bị phá hủy Mỡ bôi trơn thường nằm lâu trong... các chất khác: chất làm đặc và chất thêm 1.4 Chất bôi trơn lỏng - Là loại dầu dùng để bôi trơn cho các động cơ Dầu nhờn là hỗn hợp bao gồm dầu gốc và - phụ gia, hay người ta thường gọi là dầu nhờn thương phẩm Phụ gia thêm vào với mục đích là giúp cho dầu nhờn thương phẩm có được những tính chất phù hợp với chỉ tiêu đề ra mà dầu gốc không có được Có hai hệ thống để phân loại chất bôi trơn dạng lỏng... cho gần với tính chất Newton) Còn ở vùng nồng độ cao hơn các đường cong lưu biến là những đường cong phi tuyến( thể hiện tính chất phi Newton) và tính chất phi Newton càng biểu hiện rõ ở nồng độ càng cao 9/14/2015 Page 24 25 - Đồ thị độ nhớt theo suất biến dạng của mỡ litium • Nhận xét: Ta nhận thấy độ nhớt giảm liên tục theo suất biến dạng, đó chính là tính chất shear-thinning của chất lỏng giả dẻo(... xét tính chất này của chất bôi trơn ta xét một ví dụ, lấy kết quả từ bài báo đo tính lưu biến của mỡ litium với việc sử dụng chất làm đặc với những tỉ lệ khác nhau - Kết quả thí nghiệm như sau: - 9/14/2015 Page 22 23 9/14/2015 Page 23 24 - Đường cong lưu biến của mỡ litium tại các tỉ lệ chất lưu biến khác nhau • Nhận xét: Từ hình chúng ta có thể thấy rằng ở vùng nồng độ nhỏ hơn các đường cong lưu biến... phẩm chất lượng cao, không những làm giảm những mặt hạn chế của dầu gốc, nâng cao phẩm cấp đối với các chất đã có sẵn của dầu và tạo cho dầu nhờn những tính chất mới cần thiết Trong thực tế, một vài loại dầu động cơ có thể chứa hơn 20% phụ gia các loại 4 SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DẦU NHỜN 9/14/2015 Page 12 13 PHẦN 2: PHÂN LOẠI VÀ ỨNG DỤNG PHÂN LOẠI CHẤT BÔI TRƠN Theo độ bền chịu cắt của chất bôi trơn. .. tốc độ mài mòn phải ở mức cho phép - Ưu, nhược điểm của chất bôi trơn rắn: Ưu điểm 1 Có hiệu quả hơn so với chất bôi trơn lỏng ở trường hợp tải cao (áp suất cao) 2 Bền, ít bị hư hỏng trong quá trình lưu trữ 3 Ổn định ở mức cao với nhiệt độ, bức xạ, 9/14/2015 Nhược điểm 1 Khả năng tự phục hồi thấp 2 Làm thất thoát nhiệt Chẳng hạn như là các chất bôi trơn từ polyme có tính dẫn nhiệt thấp, làm giảm dẫn nhiệt... phù hợp ỨNG DỤNG CHẤT BÔI TRƠN Bôi trơn (giảm ma sát) các chi tiết chuyển động Giảm sự mài mòn hay ăn mòn các chi tiết máy Tẩy sạch bề mặt linh kiện, chi tiết máy móc, động cơ Tránh tạo các lớp cặn bùn trong quá trình vận hành Trám & làm khít các bề mặt cần làm kín Tản nhiệt, làm mát máy móc, động cơ Truyền nhiệt trong các hệ thống gia nhiệt Chống sét rỉ Trong số các tính năng trên, bôi trơn là chức năng . trơn hoặc trạng thái của chúng, ta có thể chia thành bốn loại như sau: • Chất bôi trơn khí • Chất bôi trơn lỏng • Chất bôi trơn bán rắn • Chất bôi trơn rắn 1.1. Chất bôi trơn khí 1.2. Chất bôi. 1 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC BỘ MÔN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ    BK TP HCM TIỂU LUẬN CƠ LƯU CHẤT PHI NEWTON CHẤT BÔI TRƠN- LUBRICANTS GVHD:. nhờn, do thàn phần hổn hợp của mỡ còn có các chất khác: chất làm đặc và chất thêm. 1.4. Chất bôi trơn lỏng - Là loại dầu dùng để bôi trơn cho các động cơ. Dầu nhờn là hỗn hợp bao gồm dầu gốc và