Reologie environmentálně akceptovatelných maziv

Simona Krčková

Master's thesis

Rheology of environmentally acceptable lubricants

Abstract:

Tato diplomová práce zkoumá viskozitní a třecí charakteristiky ekologicky přijatelných olejů při vysokých smykových rychlostech. Teoretická část zahrnuje měření viskozity, reologii a diskutuje viskozitu při vysokých smykových rychlostech a nestability u okrajů měřící geometrie, tzv. Taylorovy víry. Stribeckova křivka a metody měření součinitele tření jsou také diskutovány. Experimentální část se zaměřuje na měření součinitelů tření a viskozity při různých smykových rychlostech za použití rotačního viskozimetru s geometrií válec-válec, tribocelou a geometriemi s velmi úzkými štěrbinami. Výsledky ukázaly, že oleje s vyšší viskozitní třídou si udržují konstantní viskozitu v omezeném rozsahu smykových rychlostí, s tendencí k tzv. „smykovému ředění“. Analýza křivky Stribeck ukázala, že změna režimu mazání ze smíšeného na hydrodynamický nastává při vyšších rychlostech, jak při zvýšené teplotě oleje, tak při vyšším zatížení mazaných dílů. Tyto poznatky mají praktické důsledky pro různé aplikace, například mazání lodních šroubů a zdůrazňují důležitost zohlednění teploty, tlaku a smykové rychlosti při výběru vhodných olejů.

Abstract:

This thesis investigates the viscosity and friction characteristics of environmentally acceptable oils at high shear rates. The theoretical section covers viscosity measurements, rheology, and discusses viscosity under high shear and Taylor vortices. The Stribeck curve and friction coefficient measurement methods are also explored. The experimental study focuses on measuring friction coefficients and viscosity at varying shear rates using a rotational viscometer with cylinder-cylinder geometry, tribocells, and cells with narrow slots. Results showed that higher viscosity grade oils maintained constant viscosity over a limited range of shear rates, with a tendency toward "shear thinning". The Stribeck curve analysis indicated that higher temperatures and pressures shifted the lubrication regime from mixed to hydrodynamic at increased rotational speeds. These findings have practical implications for applications like propeller lubrication, emphasizing the importance of considering temperature, pressure, and shear rate when selecting suitable oils.

Keywords

reologie, lubrikanty, biooleje, viskozita, environmentálně přijatelné oleje, součinitel tření, vysoké smykové rychlosti, lodní šroub, Stribeckova křivka, režimy mazání

Keywords

rheology, lubricants, bio-oils, viscosity, environmentally acceptable lubricants, friction coefficient, high shear rates, stern tube, Stribeck curve, lubrication regimes

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 28. 4. 2024

Thesis defence

• Supervisor: Marek Večeř
• Reader: Kamil Wichterle

VSB – Technical University of Ostrava

Fakulta materiálově-technologická

Master programme / field:
Chemické a environmentální inženýrství / Chemické inženýrství