Институт промышленных технологий и инжиниринга кафедра переработки нефти и газа лабораторная работа

• Название: Институт промышленных технологий и инжиниринга кафедра переработки нефти и газа лабораторная работа
• Дата: 06.12.2022
• Размер: 229.3 Kb.
• Имя файла: Vyazkost_NP_Veselov_A_G (1).docx
• Тип: Документы; #831848

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «тюменский индустриальный университет» ИНСТИТУТ ПРОМЫШЛЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ИНЖИНИРИНГА КАФЕДРА ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ И ГАЗА ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1 «ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЯЗКОСТИ НЕФТЕПРОДУКТОВ» ВЫПОЛНИЛ: обучающийся группы БСб-20-1 Веселов А.Г. ПРОВЕРИЛ: к.т.н., доцент Семухин С.П. Тюмень 2020

Цель работы: экспериментально установить влияние температуры на кинематическую вязкость моторного масла.
Метод : физический.
Способ: вискозиметрический
Оборудование: вискозиметрыПинкевича– 2 , термостаты стеклянные – 2 ,штатив металлический с лапкой-4,стеклянная мешалка -2, термометр (0-100⁰С)- 2, резиновая груша -2, шланг для присоединения резиновой груши -2,секундомер – 2, электрическая плитка -1

Реактивы и материалы :вода дистиллированная , масло машинное (летние, зимние и всесезонные) -3

Основные теоретические положения
Вязкость это свойство жидкостей (газов) оказывать сопротивление при перемещении одной части жидкости относительно другой. Сопротивление сдвигу пропорционально градиенту скорости в направлении нормали к потоку жидкости, что выражается уравнением Ньютона:

где F- внешняя тангенциальная сила;

S-площадь слоев жидкости, между которыми происходит сдвиг;

η -коэффициент трения или вязкости;

-изменение скорости слоев жидкости, удаленных на расстояние (y₂-y₁).

Различают динамическую, кинематическую и условную вязкости. Стандартное обозначение для динамической вязкости μ (мю) иногда η (эта). Динамическая вязкость η определяется по закону Пуазейля и выражается формулой



где r - радиус капилляра, через который происходит истечение жидкости, см;

L - длина капилляра, см;

P - давление, под которым жидкость поступает в трубку, г/см²;

V - объем жидкости, мл;

τ - время истечения жидкости, с.



Цель работы: экспериментально установить влияние температуры на кинематическую вязкость моторного масла.
Метод: физический.
Способ: вискозиметрический.
Оборудование: вискозиметры Пинкевича– 2, термостаты стеклянные – 2, штатив металлический с лапкой-4, стеклянная мешалка -2, термометр (0-100⁰С)- 2, резиновая груша -2, шланг для присоединения резиновой груши -2, секундомер – 2, электрическая плитка -1

Реактивы и материалы: вода дистиллированная, масло машинное (летние, зимние и всесезонные) -3

Основные теоретические положения
Вязкость это свойство жидкостей (газов) оказывать сопротивление при перемещении одной части жидкости относительно другой. Сопротивление сдвигу пропорционально градиенту скорости в направлении нормали к потоку жидкости, что выражается уравнением Ньютона:

где F- внешняя тангенциальная сила;

S-площадь слоев жидкости, между которыми происходит сдвиг;

η -коэффициент трения или вязкости;

-изменение скорости слоев жидкости, удаленных на расстояние (y₂-y₁).

Различают динамическую, кинематическую и условную вязкости. Стандартное обозначение для динамической вязкости μ (мю) иногда η (эта). Динамическая вязкость η определяется по закону Пуазейля и выражается формулой



где r - радиус капилляра, через который происходит истечение жидкости, см;

L - длина капилляра, см;

P - давление, под которым жидкость поступает в трубку, г/см²;

V - объем жидкости, мл;

τ - время истечения жидкости, с.




Кинематической вязкостьюν_t (ню) называют отношение динамической вязкости при данной температуре к плотности вещества (ρ_t) при той же тем­пературе:



Условная вязкость (ВУ) представляет собой отношение времени исте­чения определенного объема исследуемого продукта ко времени исте­чения такого же объема дистиллированной воды при температуре 20⁰С (ГОСТ 6258-85). Условную вязкость измеряют градусами условной вязкости (⁰ВУ). Если испытание проводится на  вискозиметрах Сейболта и Редвуда, условная вязкость определяется в секундах Сейболта и секундах Редвуда.
Экспериментальная часть работы

Для определения кинематической вязкости применяют вискозиметр Пинкевича (рисунк1) .Сущность метода определения кинематической вязкости с помощью вискозиметра Пинкевича заключается в измерении времени истечения определенного объема испытуемой жидкости под влиянием силы тяжести при постоянной температуре.



А – верхняя метка; В – нижняя метка; 1 – широкое колено; 2 – узкое колено; 3, 4, 6 – расширительные емкости (шарики); 5 – капилляр; 7 – термостат (баня); 8 – термометр; 9 – мешалка; 10 – шланг для присоединения резиновой груши.

Рисунок1 -Вискозиметр Пинкевича

Кинематическую вязкость при температуре определения находят по формуле:

ν_t = С τ_{t ;}

гдеτ_t – время истечения (среднеарифметическое значение нескольких измерений, с) нефтепродукта в объеме V;

С – постоянная вискозиметра, рассчитываемая по формуле

r – радиус капилляра;

L – длина капилляра;

h – высота столба жидкости;

V– объем жидкости в резервуаре 4(от метки А до метки В).

Данные заносят в таблицу:

Таблица 4

Температура,0С	Время истечения,с					νt
	1-е измерение	2-е измерение	3-е измерение	4-е измерение	среднеарифметическое
30	173,1	172,7	174,5	173,6	173,5	52,46
20	287,2	286,6	286,3	286,9	286,7	86,29
40	103,8	103,3	103,6	102,9	103,4	31,26

Расчетная часть:

Диаметр капиляра: D=1,31мм

Постоянная вяскозиметра: С=0,3024 мм² /с²

Плотность: ρ₊₂₀ =865 кг/м³

ρ₊₃₀ =859 кг/м³

ρ₊₄₀ =851 кг/м³

Кинематическая вязкость:

ν_t = С τ_{t ;}

ν₃₀ = 0,3024[мм² /с² ]*173,5[с] = 52,46 [мм² /с]_;

ν₂₀ = 0,3024[мм² /с² ]*286,7[с] = 86,69 [мм² /с]_;

ν₄₀ = 0,3024[мм² /с² ]*103,4[с] = 31,26 [мм² /с]_.

Динамическая вязкость:

ν_t*ρ_t

ƞ₃₀ = 52,46*10^-6 [м² /с ]*859 [с] = 4,5 [кг /м*с]_;

ƞ₂₀ = 86,69*10^-6 [м² /с ]* 865 [кг/м³]= 7,5 [кг /м*с]_;

ƞ₄₀ = 31,26*10^-6 [м² /с ]* 851 [кг/м³] = 2,6 [кг /м*с]_.

Кинематическая вязкость:

ν₀=300 [мм² /с]_;

ν₅₀=22 [мм² /с]_;

ν₁₀₀=5,6 [мм² /с]_.



Условная вязкость:

νу(-20°с)=240 °ВУ_;

νу(0°с)=40 °ВУ_;

νу(50°с)=3,1 °ВУ_;

νу(100°с)=1,45 °ВУ_;

νу(200°с)=…˃1,12 °ВУ_;

Определение индекса вязкости.

Вязкость при температуре 50°С= 23 мм²/с.

Молекулярная масса отсюда равна 350 г/моль.

Молекулярная масса по формуле Крэга



=239.41

Вывод:

В ходе лабораторной работы, я экспериментально установил влияние кинематической вязкости от температуры и пришел к выводу, что с повышением температуры, кинематическая вязкость уменьшается.