Исследование кинематической вязкости товарных нефтепродуктов. Нефтепродуктов Цель работы определить кинематическую вязкость дизельных топлив и нефтяных масел. Теоретические основы
 Скачать 149.31 Kb.
|
|
«Исследование кинематической вязкости товарных нефтепродуктов» 1. Цель работы:определить кинематическую вязкость дизельных топлив и нефтяных масел. 2. Теоретические основы: Вязкость является важнейшей физической константой, характеризующей эксплуатационные свойства нефтяных масел, котельных и дизельных топлив и ряда других нефтепродуктов. Наибольшее распространение при различных расчетах, а также при контроле качества нефтепродуктов получила кинематическая вязкость. Кинематической вязкостью называют отношение абсолютной или динамической вязкости жидкости к ее плотности при одной и той же температуре. Кинематическая вязкость в системе СИ выражается в мм 2 /с. Так как вязкость сильно зависит от температуры, то необходимо всегда указывать, при какой температуре она определена. В технических требованиях вязкость чаще всего нормируется при 50 и 100°С, реже при 20°С для маловязких масел. Для ряда нефтепродуктов значение вязкости нормируется в условных градусах, а не в абсолютных величинах. Условной вязкостью называется отношение времени истечения из вискозиметра типа «ВУ» 200мл испытуемого нефтепродукта при температуре испытания ко времени течения 200мл дистиллированной воды при температуре 20°С (вязкость воды при 20,2°С равна 1 мПа·с). Значение этого отношения выражается как число условных градусов (ВУ). Между условной и кинематической вязкостью установлена эмпирическая зависимость, которая выражается следующими приближенными формулами: для υ от 1 до 120 мм 2 /c υ t = 7,31 ВУt – 6.31/BУt для υ > 120 мм 2 /с υ t =7,4ВУt или ВУ = 0,135 υ t Этими формулами можно пользоваться при переводе кинематической вязкости в градусы условной вязкости для практической оценки нефтепродукта. Обратный перевод градусов ВУ в мм 2 /с для расчетных целей делать не рекомендуется, так как определение, условной вязкости недостаточно точно, а главное, условная вязкость не отражает физических свойств жидкости. Приборы для определения кинематической вязкости называются вискозиметрами. Чаще всего для определения кинематической вязкости используют стеклянные вискозиметры, в которых испытуемая жидкость протекает через капиллярные трубки определенного диаметра. Отмечая время протекания жидкости через капилляр, можно вычислить ее вязкость: Величина С называется постоянной вискозиметра. Она не зависит от температуры, а зависит только от геометрических размеров вискозиметра. Каждый вискозиметр снабжается паспортом, в котором указана его постоянная С. В зависимости от прозрачности нефтепродукта и уровня его вязкости следует применять вискозиметры указанных ниже конструкций: - для измерения вязкости прозрачных жидкостей при температурах выше нуля — вискозиметр ВПЖ - 1 (рис.4а); - для измерения вязкости прозрачных жидкостей при любых температурах — вискозиметры ВПЖ - 2 (рис.4б) и Пинкевича (рис.4в); - для измерения вязкости непрозрачных жидкостей — вискозиметры ВНЖ (рис.4г); - для измерения вязкости малых количеств (не более 1мл) прозрачных жидкостей при любых температурах — микровискозиметр ВПЖМ (рис.4д): а б в г д Рис.4. Приборы для определения вязкости нефтепродуктов: а – вискозиметр ВПЖ - 1; б - вискозиметр ВПЖ - 2; в – вискозиметр Пинкевича; г – вискозиметр ВНЖ; д – вискозиметр ВПЖМ. 3. Правила по технике безопасности: Определение кинематической вязкости нефтепродуктов необходимо проводить с соблюдением мер безопасности. Не разливать нефтепродукты на рабочие поверхности. Не проводить выполнение работы вблизи открытых источников огня. Использовать защитные перчатки для рук. По окончании работы все отработанные нефтепродукты слить в специальные ёмкости. 4. Задание на выполнение лабораторной работы: - определить и рассчитать кинематическую вязкость различных марок нефтепродуктов; - сопоставить полученные данные с показателями ГОСТ, сделать вывод. (Марки испытуемых нефтепродуктов по заданию преподавателя). 5. Перечень используемого оборудования: - секундомер; - резиновая груша; - вискозиметр ВПЖ; - термостат с автоматической регулировкой температуры. 6. Содержание и форма отчета: Отчет о выполненной работе должен включать следующие разделы: 1. Название работы. 2. Цель работы. 3. Используемые нефтепродукты. 4. Схема установки и её описание. 5. Описание эксперимента и условия его проведения. 6. Экспериментальные данные и результаты их обработки. 7. Выводы по работе. 8. Перечень используемой литературы. 7. Порядок выполнения работы: – выбранный вискозиметр тщательно промыть последовательно бензином, этиловым спиртом и высушить продуванием чистым нагретым воздухом или в сушильном шкафу; – вискозиметр с пробой нефтепродукта с помощью штатива и держателей установить в строго вертикальном положении в подготовленный заранее термостат; – вискозиметр закрепить так, чтобы верхнее расширение 4 оказалось в жидкости термостата; – в термостате установить необходимую температуру с точностью ±0,1°С и выдержать вискозиметр до проведения отсчетов при выбранной температуре 15мин; – набрать грушей жидкость в колено 1 примерно до одной трети высоты расширения 4 (см. рис. 4б). Под давлением собственного веса жидкость начнет протекать из колена 1 через капилляр в колено 2; – в тот момент, когда уровень жидкости достигнет метки М1, включить секундомер и остановить его точно в тот момент, когда уровень жидкости достигнет метки М2. Время, отмеченное по секундомеру, записать; – определить, время истечения жидкости через капилляр несколько раз. Число параллельных замеров устанавливается в зависимости от времени истечения: пять измерений при времени истечения от 200 до 300с; четыре - при времени истечения от 300 до 600с; три - при времени истечения выше 600с. При проведении отсчетов необходимо следить за постоянством температуры и за тем, чтобы в расширениях вискозиметров не образовывалось пузырьков воздуха. Для расчета кинематической вязкости определяют среднее арифметическое время истечения из проведенных отсчетов. При этом надо иметь в виду, что учитывать можно только те отсчеты, которые отличаются не более чем на ±1,2-2,5% от среднего арифметического в зависимости от температуры определения. Кинематическую вязкость испытуемого нефтепродукта при температуре t (υ t ) (в мм 2 /c) вычисляют по формуле: где С - постоянная вискозиметра, мм 2 /с 2 ; τ t - среднее арифметическое учитываемых отсчетов времени истечения жидкости, с; g - ускорение силы тяжести в месте измерения вязкости, см/с 2 (980,7 - нормальное ускорение силы тяжести, см/с 2 ), К - коэффициент, учитывающий изменение гидростатического напора жидкости в результате расширения ее при нагревании (для вискозиметров ВПЖ-2 и Пинкевича): К = 1 + 0,000040• Δt где Δt - разность между температурой нефтепродукта при заполнении вискозиметра и его температурой при определении вязкости. Поправки, вносимые в расчетную формулу и зависящие от g и К, незначительны. Поэтому при измерении вязкости в учебных целях можно дробь gK/980,7 принимать за единицу. Результаты работы представить в виде таблицы: Нефтеп родукт Темпер атура опыта, о С Врем я истеч ения τ, с Сред нее врем я истеч ения τ ср , с Кинем ати- ческа я вязкос ть υ t , мм 2 /с Знач ение по ГОС Т … 8. Вопросы теоретического коллоквиума: 1. Определение кинематической вязкости. Единицы измерения. 2. Взаимосвязь кинематической, динамической и условной вязкостей. 3. Способы расчета и определения вязкости. Приборы для определения вязкости. 4. Классификация нефтяных масел. Свойства 5. Вязкостно-температурные характеристики нефтяных масел. Зависимость от фракционного и химического составов масел. 6. Индекс вязкости. Способы определения и расчета. Влияние углеводородного состава нефтепродуктов на изменение индекса вязкости. 7. Какие углеводороды оказывают влияние на вязкостные свойства нефтепродуктов. Их характеристики, свойства, распределение по нефтяным фракциям. С - постоянная вискозиметра, мм 2 /с 2 для БГР19-11 0,005, БГР 19-12 0,006; Для таблицы время истечения жидкости 5 измерений. |