ремещающихся относительно друг друга со скоростью 1 м/с, с силой в 1 Н.
Кинематической вязкостью υt называется коэффициент внутреннего трения или отношение динамической вязкости жидкости к ее
плотности при температуре t: |
|
υt = μ / ρ. |
(1.2) |
Измеряется кинематическая вязкость в системе СИ в м2 с-1, в системе СГС в стоксах (Ст) или сантистоксах (сСт):
1 Ст = 1 см2 с-1, 1 сСт = 10-6 м2 с-1=1 мм2/с.
Условная вязкость – величина безразмерная, показывающая, во сколько раз вязкость нефтепродукта больше или меньше вязкости дистиллированной воды при 20 С. Условную вязкость выражают в
В ГОСТах на нефтепродукты широкоеИприменение получила кинематическая вязкость. Она определяется по ГОСТ 33–82 с помощью стеклянных капиллярных вискозиметров (ГОСТ 10028–81). Динамическая вязкость используется при расчете сил трения, например, в
градусах условной вязкости, УВt.
При большой вязкости нефтепродуктовДзатрудняется их прокачиваемость по трубопроводам, магистралям и через фильтры. Всё это
подшипниках скольжения.
ухудшает подвод масел к трущимсяАповерхностям и создает большие сопротивления при ра оте узлов, приводящие к снижению КПД ме-
ханизмов. ТакжеСповышенибе вязкости топлива приводит к плохому его распыливанию при впрыске в камеру сгорания двигателя.
При использовании нефтепродуктов с малой вязкостью ухудшаются смазочные свойства масел и дизельных топлив, в результате чего возрастает износ топливной аппаратуры дизелей, увеличиваются утечки топлива через зазоры в распылителях форсунок и в плунжерных парах насоса высокого давления, затрудняется обеспечение условий жидкостного трения в подшипниках скольжения.
Вязкость и плотность жидкостей существенно зависят от температуры. При ее увеличении вязкость и плотность снижаются, при уменьшении – возрастают вплоть до полной потери подвижности. Свойство нефтепродуктов изменять свою вязкость при различных температурах называется вязкостно-температурным свойством.
Поскольку нефтепродукты, а особенно моторные и трансмиссионные масла работают в широком диапазоне температур, необходимо, чтобы они обладали достаточной вязкостью, обеспечивающей надежность
6
масляного слоя при рабочих температурах (100 С), а при низких имели достаточную подвижность.
Существующими ГОСТами устанавливаются плотность и вязкость дизельных топлив при 20 С, кинематическая вязкость моторных и трансмиссионных масел при 100 С, вязкостно-температурные свойства масел по максимально допустимому отношению кинематической вязкости при 50 С к кинематической вязкости при 100 С.
Для зимних сортов масел – 50 / 100 4, для летних 50 / 100 6. Значения кинематической вязкости и плотности нефтепродуктов
также используются в расчетах топливных и масляных систем, при пересчете нефтепродуктов из весовых единиц в объемные, для учета при транспортировке и при заправке баков.
дры стеклянные, термометр ртутный с ценойИделения 1 С, вискозиметры капиллярные ВПЖ-2 илиАВПЖ-4 по ГОСТ 10028 81, штатив,
Набор нефтеденсиметров (ареометровД) по ГОСТ 1289 76, цилин-
баня для вискозиметра, термостат, секундомер, резиновая груша, образцы нефтепродуктов. Ареометрби нефтеденсиметр – приборы для измерения плотности (греч. arios – неплотный, жидкий; лат. densus – плотный, густой). Установкаидля определения температуры вспышки.
В стеклянный цилиндр, установленный на прочный стол, осторожно наливают испытуемый нефтепродукт, температура которого не должна отличаться от температуры окружающей среды более чем на ±5 С. В нефтепродукт медленно и осторожно опускают чистый и сухой ареометр, держа его за верхний конец, до момента его свободной плавучести (рис. 1.1). Отсчет показаний производится по верхнему краю мениска. При отсчете глаз должен находиться на уровне мениска.
Температуру нефтепродукта устанавливают или по термометру нефтеденсиметра (ареометра) или измеряют дополнительным термометром.
Плотность бензинов стандартами не нормируется. Она используется для ориентировочной оценки вида топлива, при пересчете неф-
7
тепродуктов из весовых единиц в объемные, для обеспечения их учета при транспортировках и отпуске при заправке в бак.
|
|
Обработка результатов. |
Если |
||||
|
|
температура нефтепродукта в момент |
|||||
|
|
определения |
плотности отличается |
||||
|
|
от установленной, необходимо вве- |
|||||
|
|
сти температурную поправку. Тогда |
|||||
|
|
плотность при |
20 С определяется |
||||
|
|
по формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
ρ20 = ρt |
+ к (t 20), |
(1.3) |
||
|
|
где ρ20 и ρt |
плотность нефтепро- |
||||
|
|
дукта при 20 С и при температуре |
|||||
|
|
|
И |
|
по- |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
температура |
||
|
|
|
|
температур- |
|||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
А |
|
|
|
нефте- |
|
следующих |
и |
|
|
|
|
в |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
1. Бензины 700 780 кг/м3. |
|
|
|
|
|
||
|
С |
|
|
|
|
|
|
2. Дизельные топл ваб830 860 кг/м3. |
|
|
|
|
|||
3. Моторные масла 900 910 кг/м3.
Кинематическая вязкость обычно определяется при помощи стеклянных капиллярных вискозиметров ВПЖ-2, ВПЖ-3, ВПЖ-4, (табл. 1.2) ГОСТ 10028–81. Метод определения основан на том, что вязкость жидкостей прямо пропорциональна времени перетекания их одинаковых количеств через один и тот же капилляр, обеспечивающий ламинарное движение.
Вискозиметр представляет собой U-образную трубку, над капилляром 2 которого имеются две шарообразные калиброванные емкости 1, между которыми нанесена первая метка М1 (кольцо). Выше капил-
8
ляра нанесена вторая метка М2. На колене 3 (внизу) выполнена емкость для нагрева нефтепродукта (рис. 1.2).
|
|
|
|
|
Таблица 1.1 |
|
Температурные поправки к плотности нефтепродуктов |
||||||
|
|
|
||||
|
Плотность топлива ρ20 , кг/м3 |
Поправка, к |
||||
|
|
710 – 720 |
|
|
0,884 |
|
|
|
720– 730 |
|
|
0,870 |
|
|
|
730 – 740 |
|
|
0,857 |
|
|
|
740 – 750 |
|
|
0,844 |
|
|
|
750– 760 |
|
|
0,831 |
|
|
|
760– 770 |
|
|
0,818 |
|
|
|
770 – 780 |
|
|
0,805 |
|
|
|
780 – 790 |
|
И |
0,793 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
790 – 800 |
|
|
0,778 |
|
|
|
800 – 810 |
|
|
0,765 |
|
|
|
810 – 820 |
|
|
0,752 |
|
|
|
820 – 830 |
|
|
0,738 |
|
|
|
|
А |
|
0,725 |
|
|
|
830 – 840 |
|
|
||
|
|
840 – 850 |
Д |
|
0,712 |
|
|
|
850 – 860 |
|
|
0,699 |
|
|
|
860 – 870 |
|
|
0,686 |
|
|
и |
|
|
|
0,673 |
|
|
|
870 – 880 |
|
|
||
|
|
880 – 890 |
|
|
0,660 |
|
|
С |
б890 – 900 |
|
|
0,647 |
|
|
|
|
|
|||
Для определения вязкости нефтепродукт наливают в стаканчик. Надев на отводной отросток 4 резиновый шланг с грушей, вискозиметр поворачивают и опускают его узкое колено в стаканчик с нефтепродуктом. Большим указательным пальцем правой руки зажимают отверстие широкой трубки 5 и грушей засасывают нефтепродукт до нижней метки так, чтобы он заполнил внутреннюю полость без пузырьков воздуха. После этого вискозиметр вынимают из стаканчика и быстро возвращают в нормальное положение.
Обработка результатов опыта. Кинематическая вязкость ис-
следуемого нефтепродукта определяется по формуле |
|
υt = с τ, |
(1.4) |
9
|
|
где с – постоянная для вискозиметра, |
|||
|
|
зависящая от геометрических разме- |
|||
|
|
ров |
прибора, диаметр капилляра (по- |
||
|
|
стоянная |
вискозиметра, записанная в |
||
|
|
паспорте, |
мм2/с2 и может быть опре- |
||
|
|
делена по данным табл. 1.2 если из- |
|||
|
|
вестен диаметр капилляра d и тип |
|||
|
|
вискозиметра); τ – среднее |
время ис- |
||
|
|
течения |
нефтепродукта, |
от первой |
|
|
|
до второй меток, с. |
|
||
|
|
|
Динамическая вязкость исследуе- |
||
|
|
мого нефтепродукта в Па с вычисля- |
|||
|
|
ется с использованием данных преды- |
|||
|
|
дущих замеров, преобразуя формулу |
|||
|
|
(1.2). В формулу подставляются дан- |
|||
|
|
|
Д |
|
|
Рис. 1.2. Вискозиметр капилляр- |
ные кинематической вязкости и плот- |
||||
ности нефтепродукта при исследуе- |
|||||
ный: 1 – калиброванные ёмкости; |
мой |
температуре t. Кинематическая |
|||
2 – капиллярная трубка; 3 – ём- |
|
|
И |
|
|
кость для нагревания нефтепро- |
вязкость бензинов меньше 1 сСт, а у |
||||
дуктов; 4 – отросток |
|
дизельных топлив от 2 до 6 сСт. |
|||
|
б |
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
1.6. Определение температуры вспышки |
|||||
воспламененияАдизельного топлива |
|
||||
С |
|
нефтепродукта называется минималь- |
|||
Температурой вспышки |
|||||
ная температура, при нагревании до которой над поверхностью образуется смесь его паров и воздуха, способная вспыхивать при поднесении открытого пламени. При этом скорость образования паров ещё не обеспечивает последующего горения.
Температура воспламенения – это минимальная температура топлива, при которой горючая смесь топлива с воздухом вспыхивает от постороннего пламени и продолжает гореть вследствие испарения топлива.
Температура самовоспламенения – это температура, при кото-
рой пары нагретого топлива, смешанные с воздухом, воспламеняются самостоятельно без постороннего источника пламени.
Температуры вспышки и воспламенения характеризуют пожарную опасность, а температура самовоспламенения способность топлива самостоятельно воспламеняться в цилиндре дизеля.
10