المؤشر اللزوجة (VI)اللزوجة هي رقم يوضح مدى تغير لزوجة السائل مع تغير درجة الحرارة. وهي مقياس نسبي بلا أبعاد، أي أنها لا تحتوي على وحدات، وتُستخدم لمقارنة السوائل.رؤية عاليةيعني ذلك أن لزوجة السائل تظل أكثر استقرارًا عبر نطاق واسع من درجات الحرارة، بينماانخفاض مستوى البصروهذا يعني أن اللزوجة تتغير كثيراً، مما يجعل السائل أقل موثوقية في درجات الحرارة القصوى.
لماذا يُعدّ ضعف البصر مهمًا؟
في التطبيقات العملية، تُستخدم سوائل مثل زيوت المحركات أوالسوائل الهيدروليكيةيجب أن تعمل بشكل موثوق عبر نطاق واسع من درجات الحرارة. إذا تغيرت اللزوجة بشكل كبير:
- عندما يكون بارداًقد يؤدي السائل السميك إلى صعوبة تشغيل المحرك أو الآلة، مما يزيد من تآكل الأجزاء لأن السائل لا يتدفق بشكل جيد لتزييتها.
- عندما يكون الجو حاراًقد لا يوفر السائل الرقيق حماية كافية، مما يؤدي إلى احتكاك المعدن بالمعدن، أو التآكل، أو حتى تعطل المعدات.
على سبيل المثال، في محرك السيارة:
- خلال صباح شتوي بارد، قد يكون الزيت ذو مؤشر اللزوجة المنخفض سميكًا جدًا لدرجة أن المحرك يكافح من أجل الدوران، مما يسبب الإجهاد والتآكل.
- في حرارة الصيف، قد يصبح نفس الزيت ذو مؤشر اللزوجة المنخفض رقيقًا جدًا، مما يؤدي إلى فشله في حماية أجزاء المحرك من الاحتكاك والحرارة، وبالتالي تقليل الكفاءة والعمر الافتراضي.
من ناحية أخرى، يتميز الزيت ذو مؤشر اللزوجة العالي بتدفق جيد بما يكفي في البرد لضمان بدء التشغيل بسلاسة، ويبقى سميكًا بما يكفي في الحرارة لحماية مكونات المحرك، مما يحسن الأداء والمتانة.
العوامل المؤثرة على مؤشر اللزوجة
يعتمد مؤشر اللزوجة للسائل على عاملين رئيسيين:
- نوع الزيت الأساسي:
- الزيوت المعدنية(من النفط الخام): عادة ما يكون لهذه النفطات مؤشر لزوجة منخفض (على سبيل المثال، 80-120)، مما يعني أن لزوجتها تتغير بشكل أكبر مع درجة الحرارة.
- الزيوت الاصطناعية(مثل البولي ألفا أوليفينات أو الإسترات): غالبًا ما يكون لهذه المواد مؤشر لزوجة أعلى (على سبيل المثال، 120-200)، مما يوفر استقرارًا أفضل عبر درجات الحرارة.
- الزيوت النباتية أو الزيوت الحيوية: يختلف مؤشر VI ولكنه غالباً ما يكون معتدلاً، وذلك حسب المصدر.
- المواد المضافة: مواد كيميائية خاصة تسمىمحسنات مؤشر اللزوجةتُضاف (VIIs) إلى الزيوت لتعزيز لزوجتها. هذه الإضافات عبارة عن بوليمرات تتمدد عند تسخينها، مما يساعد الزيت على مقاومة التخفيف، وتنكمش عند تبريدها، مما يمنعها من أن تصبح سميكة للغاية.
لماذا يُعدّ مؤشر VI بالغ الأهمية في اختيار السوائل؟
يُعد اختيار سائل ذي مؤشر لزوجة مناسب أمرًا ضروريًا للتطبيقات التي تتقلب فيها درجات الحرارة، مثل:
- محركات السياراتتضمن الزيوت ذات مؤشر اللزوجة العالي (مثل الزيوت الاصطناعية 5W-30) بدء تشغيل سلس في الأجواء الباردة وحماية موثوقة في درجات حرارة التشغيل العالية.
- الأنظمة الهيدروليكيةفي معدات البناء، تحافظ السوائل ذات مؤشر اللزوجة العالي على توصيل الطاقة بشكل ثابت في البيئات المتجمدة أو الحارة.
- الآلات الصناعيةتعمل مواد التشحيم ذات مؤشر اللزوجة العالي على تقليل التآكل وفقدان الطاقة في علب التروس أو الضواغط التي تعمل عبر نطاقات واسعة من درجات الحرارة.
على سبيل المثال، في المناخ البارد، قد تستجيب الحفارة الهيدروليكية التي تستخدم سائلاً منخفض اللزوجة ببطء في الصباح، مما يؤخر العمل ويجهد المكونات. أما السائل عالي اللزوجة فيحافظ على استجابة النظام وكفاءته.
تصوير مؤشر اللزوجة
تخيل رسمًا بيانيًا يقارن كيفية تغير اللزوجة مع درجة الحرارة لنوعين من الزيوت:
- المحور السينيدرجة الحرارة (على سبيل المثال، من -20 درجة مئوية إلى 100 درجة مئوية).
- المحور الصادياللزوجة (مدى سماكة أو رقة السائل).
- زيت منخفض مؤشر اللزوجة: ينحدر الخط بشدة، مما يدل على تغير كبير في اللزوجة - سميك جدًا عند درجات الحرارة المنخفضة ورقيق جدًا عند درجات الحرارة العالية.
- زيت عالي اللزوجةالخط أكثر استواءً، مما يدل على أن اللزوجة تظل أكثر اتساقًا عبر نفس نطاق درجة الحرارة.
هذا الاختلاف هو السبب في تفضيل الزيوت ذات مؤشر اللزوجة العالي للتطبيقات الصعبة - فهي توفر أداءً يمكن التنبؤ به وموثوقًا به.
أهم النقاط
- مؤشر اللزوجة (VI)يقيس مدى استقرار لزوجة السائل مع تغير درجة الحرارة.
- مستوى عالٍ VI= لزوجة مستقرة، أفضل لنطاقات درجات الحرارة الواسعة (مثل الزيوت الاصطناعية).
- انخفاض حدة البصر= تتغير اللزوجة كثيراً، مما قد يسبب مشاكل في الظروف الباردة أو الساخنة.
- تأثير واقعيتعمل السوائل ذات مؤشر اللزوجة العالي على تحسين الأداء والحماية في المحركات والأنظمة الهيدروليكية والآلات عن طريق تقليل التآكل وضمان التشغيل السلس.
- عوامل: نوع الزيت الأساسي (معدني مقابل اصطناعي) والمواد المضافة مثل محسنات مؤشر اللزوجة تحدد مؤشر اللزوجة.
باختيار سائل ذي مؤشر لزوجة مناسب، يمكن للمهندسين والفنيين ضمان تشغيل المعدات بكفاءة وعمر أطول، بغض النظر عن الطقس أو ظروف التشغيل.
تاريخ النشر: 18 سبتمبر 2025
