Aktualności

Jednostki miar stosowane w technice smarowniczej

06-11-2018

Obowiązującym systemem miar jest Międzynarodowy Układ Jednostek Miar (układ SI), jednak w zakresie techniki paliwowo- smarowniczej są również stosowane inne układy miar, np. angielski, amerykański, a także inne tradycyjne, np. układ: centymetr, gram, sekunda (CGS). Podane dalej zależności pozwalają na wzajemne przeliczenia najczęściej stosowanych jednostek, w szczególności na jednostki układu SI

  1. Długość

Podstawową jednostką długości w układzie SI jest metr.

Metr – jest to długość drogi przebytej w próżni przez światło w czasie 1/299 792 458 sekundy

W technice paliwowo-smarowniczej niekiedy są stosowane angielskie jednostki długości:

  • cal (inch) [in], [1’’]; 1’’ = 24, 5 mm = 25,4 * 10⁻³ m,
  • stopa (foot) [ft], [1’]; 1 ft = 12 in = 0,304 8 m,
  • jard (yard) [yd]; 1 yd = 3 ft = 0,914 4 m.

 

  1. Pole powierzchni (powierzchnia)

Podstawową jednostką pola powierzchni w układzie SI jest: metr kwadratowy (m2). Jest to jednostka pochodna metra.

metr kwadratowy

m2

1 m² = 1 m • 1 m

1 m²

 

Niekiedy są stosowane angielskie jednostki miar powierzchni:

  • cal kwadratowy (square inch), [in2]; 1 in2 = 0,645 16 * 10⁻³ m2,
  • stopa kwadratowa (square foot), [ft2]; 1 ft2 = 144 in2; 1 ft2 = 92,903 * 10⁻³ m2,
  • jard kwadratowy (square yard), [yd2]; 1 yd2 = 9 ft2; 1 yd2 = 0,836 13 m2.

 

  1. Objętość

Podstawową jednostką miary objętości w układzie SI jest metr sześcienny [m3]. Jest to jednostka pochodna metra. Jednostką objętości dopuszczoną do stosowania, ale nie należącą do układu SI jest litr [l, L]. Jednostka ta jest stosowana do wyrażania objętości ciał ciekłych i sypkich.

metr sześcienny

m3

1 m³ = 1 m • 1m • 1m

1 m³

litr

l, L

1 l = 1 dm³= 10⁻³ m³

 

W technice paliwowej i smarowniczej są niekiedy stosowane angielskie i amerykańskie jednostki objętości:

  • cal sześcienny (cubic inch) [in³]; 1 in³ = 16,387 *  10-6 m³,
  • stopa sześcienna (cubic foot) [ft³]; 1 ft³ = 1728 in³; 1 ft³ = 28,317 * 10⁻³ m³,
  • jard sześcienny (cubic yard) [yd³]; 1 yd³ = 27 ft³; 1 yd³ = 0,764 56 m3,
  • galon angielski (imperial gallon, galon) [Imp. gal]; 1 Imp. gal = 4,546 l,
  • galon amerykański (US gallon) [US-gal]; 1 US-gal = 3,785 4 l,
  • baryłka (beczka) angielska (imperial barrel; barrel) [bbl]; 1 bbl = 36 imp. gal; 1 bbl = 0,15899 *  10³ l,
  • baryłka (beczka) amerykańska (US barrel) [US-bbl]; 1 US-bbl = 42 US-gal = 1,5898 * 10³ l.

 

  1. Masa

Masa jest to wielkość charakteryzująca substancje, służy ona do ilościowego opisu ich bezwładności; jest miarą ilości materii. Podstawową jednostką miary masy w układzie SI jest kilogram [kg].

Kilogram – jest to jednostka masy, równa masie międzynarodowego prototypu kilograma, przechowywanego w Międzynarodowym Biurze Miar (Bureau International des Poids et Measures–BIPM) w Severs (Francja).

Prototypem kilograma jest walec o średnicy równej jego wysokości, wykonany ze stopu platyny {90 %(m/m)} z irydem {10% (m/m)}.

Tradycyjnie wielokrotności i podwielokrotności jednostek masy są tworzone przez dodawanie przedrostków do jednostki stanowiącej 1/1000 kg = 1 g.

Jako dodatkowa jednostka masy jest dopuszczona tona [t], zwana także toną metryczną (metric ton), przy czym:

1 t = 1 Mg = 10³ kg

Niekiedy są stosowane angielskie handlowe jednostki miar masy:

  • funt (pound) [lb]; 1 lb = 0,453 59 kg,
  • uncja (ounce) [oz]; 1 oz = 1/16 lb; 1 oz = 28,350 * 10⁻³ kg.

 

  1. Czas

Podstawową jednostką miary czasu w układzie SI jest sekunda [s].

Sekunda – jest to czas równy 9 192 631 770 okresom promieniowania odpowiadającego przejściu między dwoma nadsubtelnymi poziomami stanu podstawowego atomu cezu 133.

Jednostkami miary czasu dopuszczonymi do stosowania, ale nie należącymi do układu SI są:

  • minuta [min]; 1 min = 60 s
  • godzina [h]; 1 h = 60 min = 3 600 s
  • doba [d]; 1 d = 24 h = 86 400 s
  • rok (zwrotnikowy) [r,a]; 1 r ≈ 31 556 926 s

 

  1. Temperatura

Podstawową jednostką miary temperatury termodynamicznej w układzie SI jest kelwin [K].

Kelwin – jest to 1/273,16 temperatury termodynamicznej potrójnego punktu wody.

Stopień Celsjusza jest nazwą specjalną jednostki kelwin, przeznaczoną do wyrażania wartości temperatury Celsjusza, przy czym:

1°C = 1 K

Zależność między wartościami liczbowymi temperatury  t, wyrażonej w °C i temperatury  T, wyrażonej w K jest następująca:

t = T – 273,15

 

  1. Gęstość

Gęstość (masa właściwa)

Gęstość (masa właściwa) – jest to masa jednostki objętości ciała lub stosunek masy ciała do jego objętości.

1 kg/m3 = 1 kg : 1 m3

Często stosowanymi jednostkami gęstości, spoza układu SI są gram na centymetr sześcienny oraz gram na mililitr:

1 g/cm3 = 1 000 kg/m3, 1 g/ml = 1 000 kg/m3.

W krajach anglosaskich są stosowane następujące jednostki gęstości:

  • funt na cal sześcienny - [pound/inch³]; [lb/in³]; 1 lb/in³ = 27,680 g/ml = 27,680 kg/m³,
  • funt na stopę sześcienną – [pound/foot³]; [1b/ft³]; 1b/ft³ = 0,016018 g/ml = 0,016018 kg/m³,
  • funt na galon brytyjski – [pound/Imperial gallon]; [lb/Imp.gal.]; 1 lb/Imp.gal = 0,099776 g/ml = 0,119826 kg/m³,
  • funt na galon US – [pound/US gallon]; [lb/ US-gal.]; lb/ US-gal = 0,119826 g/ml = 0,119826 kg

 

  1. Gęstość względna

Gęstość względna – jest to stosunek gęstości ciała do gęstości wzorca

1 = (1 kg/m3) : (1 kg/m³)

Podstawową jednostką gęstości względnej jest jedność.

 

  1. Ciężar właściwy

Ciężar właściwy – jest to ciężar jednostki objętości ciała lub stosunek ciężaru ciała do jego objętości.

Podstawową jednostką miary ciężaru właściwego jest kilogram siły na metr sześcienny.

[1 kgf/m3 = 1 m⁻³ kgf]

W układzie SI ciężar właściwy może być wyrażony w niutonach na metr sześcienny.

[1 N/m³= 1 m⁻³ * N]

1 kgf/m³ = 9,80665 N/m³

Często jako oznaczenie kilograma siły [kgf] jest stosowane oznaczenie [kG].

1 kgf  =  1 kG

 

  1.  Lepkość dynamiczna

Podstawową jednostką miary lepkości dynamicznej jest paskalosekunda.

[1 Pa * s = 1 m⁻¹ *  kg * s⁻¹]

Paskalosekunda

Pa * s

1 Pa * s = 1 Pa : (1 m/s : 1 m)

1 m-1 * kg * s⁻¹

W układzie jednostek CGS jednostką lepkości dynamicznej jest puaz [P]. W praktyce stosuje się jednostkę 100 razy mniejszą – centipuaz [cP].

Między jednostkami układu CGS, a jednostkami układu SI, istnieją zależności wyrażane wzorami:

1 P = 0,1 Pa * s

1cP = 1 mPa * s

 

  1.  Lepkość kinematyczna

Podstawową jednostką miary lepkości kinematycznej jest metr kwadratowy na sekundę.

[1 m²/s = 1 m² * s⁻¹]

metr kwadratowy na sekundę

m²/s

1 m²/s = 1 Pa * s : 1 kg/m³

1 m² • s⁻¹

Niekiedy jest stosowana tradycyjna jednostka lepkości kinematycznej:

tokes [St]; 1 St = 10² cSt = 10⁻⁴ m2/s

centistokes [cSt]; 1 cSt = 1 mm²/s

 

  1.  Prędkość (liniowa)

Podstawową jednostką miary prędkości w układzie SI jest metr na sekundę [m/s].

metr na sekundę

m/s

1 m/s = 1 m : 1 s

1 m * s⁻¹

UWAGA Należy rozróżniać pojęcia: prędkość (wektor) i szybkość (skalar), np.:

  • prędkość pojazdu,
  • szybkość reakcji chemicznej.

 

  1.  Prędkość obrotowa

Podstawową jednostką miary prędkości obrotowej w układzie SI jest odwrotność sekundy – sekunda do potęgi minus pierwszej [s⁻¹].

odwrotność sekundy

s⁻¹

1 s⁻¹ = 1: 1 s

1 s⁻¹

Jako jednostki miary prędkości obrotowej, obracających się części maszyn, są stosowane jednostki:

  • obrót na sekundę [obr/s]; 1 obr/s = 1 s⁻¹ = 1 Hz,
  • obrót na minutę [obr/min]; 1 obr/min = 1/60 s⁻¹ = 0,01666(6) Hz,

W niektórych krajach, w miejsce „obr”, jest stosowane oznaczenie„r” oraz:

[obr/s]     =     [r/s],

[obr/min] = [r/min] lub [rpm].

Symbole„obr” oraz„r” nie oznaczają jednostki miary SI.

 

  1.  Częstotliwość

Podstawową jednostką miary częstotliwości  w układzie SI jest herc. [Hz = s⁻¹]

Herc – jest to częstotliwość zjawiska okresowego, którego okres jest równy sekundzie.

1 Hz = 1:(1s)

W przypadku prędkości obrotowej jest dopuszczalne stosowanie jednostek:

  • obroty na sekundę [r/s] 1 r/s = s⁻¹,
  • obroty na minutę [r/min] 1 r/s = min⁻¹.

 

  1.  Siła

Podstawową jednostką miary siły w układzie SI jest niuton. [N = 1 m * kg * s⁻²].

Niuton – jest to siła, która w kierunku swego działania, nadaje masie 1 kilograma przyśpieszenie 1 metra na kwadrat sekundy.

1 N = 1 kg * 1 m/s

 

Stosowane są także tradycyjne jednostki siły:

  • dyna [dyn]; 1 dyn = 10 * 10⁻⁶ N,
  • kilopond [kp]; 1 kp = 9,806 N,
  • kilogram-siła [kgf], [kG]; 1 kg = 1 kG = 1 kp = 9,806 N,
  • funt-siła (pound-force) [lbf ]; 1 lbf ≈ 4,448 2 N.

UWAGA: W niektórych krajach, w miejsce „kG”, jest stosowane oznaczenie „kgf ” (f od force – siła).

UWAGA: Należy odróżniać pojęcia siła i masa. Wcześniej jednostka masy była stosowana dla wyrażenia wielkości siły (tzw. kilogram siła – kG oraz funt siła - lbf ).

 

  1.  Ciśnienie

Podstawową jednostką miary ciśnienia w układzie SI jest paskal.

[1 Pa = 1 m⁻¹ * kg * s⁻²]

Paskal – jest to ciśnienie występujące na powierzchni płaskiej 1 metra kwadratowego, na którą działa prostopadle siła 1 niutona

1 Pa = 1 N : (1 m2)

W przypadkach, gdy to nie jest specjalnie uzasadnione, należy unikać stosowania jednostki ciśnienia niuton na metr  kwadratowy [N/m2], natomiast należy stosować jednostkę paskal [Pa].

Stosowane są także tradycyjne jednostki ciśnienia:

  • bar [bar]; 1 bar = 100 * 10³ Pa,
  • atmosfera techniczna [at], [kp/cm²]; 1 at = 98,066 *  10³ Pa,
  • Tor [Tr], milimetr słupa rtęci [1 Tr ≈ 1 mmHg]; 1 mmHg = 133,32 Pa,
  • atmosfera fizyczna [atm]; 1 atm = 101,32 * 10³ Pa,
  • funt siły na cal kwadratowy (pound-force/ inch²) [lbf/in² = psi]; 1 psi = 6,894 8 * 10³ Pa.

 

  1. Energia, praca

Podstawową jednostką miary energii i pracy w układzie SI jest dżul.

[1 J = 1 m² * kg * s⁻²]

Dżul – jest to energia równa pracy wykonanej na drodze o dłu- gości 1 metra przez siłę 1 niutona, w kierunku jej działania.

1 J =1 N * 1 m

 

Stosowane są także tradycyjne jednostki energii i pracy:

  • kilowatogodzina [kW * h]; 1 KWh = 3,6 * 10⁶ J,
  • kilopondometr [kp * m]; 1 Kp * m = 9,806 6 J,
  • kaloria [cal]; 1 cal = 4,186 8 J,
  • brytyjska jednostka ciepła (british termal unit) [Btu]; 1 Btu = 1,055 1 * 10³ J.

 

  1.  Pojemność cieplna

Podstawową jednostką miary pojemności cieplnej jest dżul na kelwin.

dżul na kelwin

J/K

1 J/K = 1 J : 1 K

1 m² * kg * s⁻² * K⁻¹

 

  1. Przewodność cieplna

Podstawową jednostką miary przewodności cieplnej właściwej (zwanej również konduktywnością cieplną) w układzie SI jest wat na kelwin.

Metr sześcienny na sekundę

m3/s

1 m3/s = 1 m3 : 1 s

1 m3 • s-1

 

 

 

  1. Współczynnik załamania

Podstawową jednostką miary współczynnika załamania jest jedność.

jedność

1

(1 m/s) : (1 m/s)

Stosuje się np. do: współczynnika załamania światła, współczynnika odbicia światła, współczynnika przepuszczania.