Aktualności

Jednostki miar stosowane w technice smarowniczej

05-11-2018

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 długości 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.