ОПРЕДЕЛЕНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ ВЯЗКОСТИ НЕФТЕПРОДУКТОВ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2.

Цель работы — выполнить оценку кинематической вязкости нефтепродуктов, по результатам которой установить их пригод­ность для применения с указанием влияния обнаруженных откло­нений показателя на работу двигателя.

Аппаратура, реактивы и материалы, необходимые для проведе­ния работы:

♦ вискозиметр ВПЖ-2:

♦ термостат,

♦ дистиллированная вода;

♦ ртутные стеклянные лабораторные термометры;

♦ шкаф сушильный на нагрев 100-200°С;

♦ воронка;

♦ бумага фильтровальная;

♦ бензин авиационный;

♦ дизельное топливо:

♦ автомобильный бензин

1. Общие сведения

Свойство жидкости оказывать сопротивление течению (перемещение одного слоя жидкости относительно другого) под дейст­вием внешней силы называется вязкостью (внутренним трением). Препятствие перемещению слоев жидкости создают силы молеку­лярного сцепления.

Динамическая вязкость — это отношение действующего каса­тельного напряжения к градиенту скорости. Динамическая вязкость служит мерой сопротивления жидкости течению. За единицу динами­ческой вязкости в системе СИ принята вязкость такой жидкости, ко­торая оказывает сопротивление в 1Н взаимному перемещению двух слоев жидкости площадью , находящихся один от другого на рас­стоянии 1м и перемещающихся с относительной скоростью 1 м/с. Схема взаимного перемещения слоев жидкости показана на рис. 2.

Рис. 2. Схема взаимного перемещения слоев жидкости: а — состояние покоя; б — начало движения

Кинематическая вязкость (удельный коэффициент внутреннего трения) – это отношение динамической вязкости к плотности жидкости при той же температуре:

В системе СИ единицей кинематической вязкости является . На практике применяют меньшую Ст. (стокс) = , сСт. (сантистокс) = .

Кинематическая вязкость служит мерой сопротивления жидко­сти течению под влиянием гравитационных сил. Метод измерения кинематической вязкости заключается в определении времени ис­течения определенного объема испытуемой жидкости под действи­ем силы тяжести.

Кинематическая вязкость определяется по ГОСТ 33-2000 (ИСО 3104-94) с помощью капиллярных вискозиметров из стекла с ма­лым коэффициентом температурного расширения типов ВПЖ-1, ВПЖ-2 и Пинкевича, представляющих собой U-образную трубку, в одном колене которой имеются калиброванные шаровые полости, переходящие в капиллярную трубку, а в другом — расширитель­ная плоскость для нагревания нефтепродуктов.

Вискозиметры выпускают с диаметром капилляров в 0.6-2.5 мм для определения вязкости различных нефтепродуктов. Чем выше вязкость, тем больший диаметр капилляра необходим для ее изме­рения. Вискозиметр выбирают по времени истечения жидкости через капилляр, которое должно находиться в пределах 200-600 с.

Каждый прибор на заводе калибруют и прилагают к нему пас­порт с указанием номера и постоянной С, выраженной в .

2. Проведение испытаний

Для определения кинематической вязкости нефтепродуктов применяют капиллярные вискозиметры из стекла. Установка для определения кинематической вязкости нефтепродуктов представ­лена на рис. 3.

Рис. 3. Прибор для определения кинематической вязкости нефтепродуктов:

1-термометр; 2-мешалка; 3-вискозиметр; 4-подогреватель; 5-капилляр вискозиметра; 6-термостат

Сухой и чистый вискозиметр (рис. 4) заполнить нефтепродук­том, для чего на отводной отросток 3 надеть резиновую трубку. Широкую трубку закрыть пальцем, перевернуть вискозиметр и уз­кий конец опустить в остаток с нефтепродуктом. Засосать (с по­мощью резиновой груши) топливо до отметки М₂, следя за тем, чтобы в жидкости не образовались пузырьки воздуха. Когда жид­кость достигнет отметки М₂, вынуть вискозиметр из стаканчика, быстро перевернуть в нормальное положение. Убрать топливо с колена 1 и надеть на его конец резиновую трубку. Установить вис­козиметр вертикально в жидкостной термостат так, чтобы расши­рение 4 было ниже уровня термостатирующей жидкости. После выдержки в термостате не менее 15 мин при заданной температуре засосать жидкость в колено 1 примерно до 1/3 высоты расширения 4, сообщить колено с атмосферой и определить с помощью секун­домера время опускания жидкости от отметки М₁ до М₂. Опыт по­вторить не менее 3-х раз.

Рис. 4. Вискозиметр Пинкевича:

1 и 2-колена; 3-отросток; 4-расширения; М1 и М2-метки

3. Обработка результатов

Полученные в ходе проведения эксперимента данные сводятся в табл. 2.

Таблица 2.

№ п/п	Нефтепродукт	Температура t, °С	Постоянная вискозиметра	Время истечения	Кинематическая вязкость
	Бензин		0,03448	30,5	33,3	35,7	33,2	1,14
	ДТ		0,03448					6,24

Кинематическую вязкость испытуемого нефтепродукта опреде­ляют по формуле:

где С - постоянная вискозиметра, (дана в паспорте прибо­ра); τ- среднее арифметическое значение времени истечения нефтепродукта через капилляр вискозиметра, с.

4. Вывод: в ходе л/б удалось определить кинематическую вязкость нефтепродуктов (бензин ; дизельное топливо )