определение кинематической вязкости нефтепродуктов. Первое высшее техническое учебное заведение

• Название: Первое высшее техническое учебное заведение
• Анкор: определение кинематической вязкости нефтепродуктов
• Дата: 28.10.2022
• Размер: 58.15 Kb.
• Имя файла: Vyazkost_nefti.docx
• Тип: Документы; #758914

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ




МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра физической химии

ОТЧЁТ
«Определение кинематической вязкости нефтепродуктов»

По дисциплине Органическая химия

(наименование учебной дисциплины, согласно учебному плану)

МНМ-21		Берестова Ю.Р./Козлова Д.В.
(шифр группы)	(подпись)	(Ф.И.О.)

Выполнили: студентки гр.
Дата:

Проверил руководитель работы:
	(должность)	(подпись)	(Ф.И.О.)

Санкт-Петербург 2022

Цель работы

Определить кинематическую вязкость нефти.
Применяемое оборудование

Стеклянный вискозиметр, образец нефти или нефтепродукта (бензин, дизельное топливо и т.п.), стакан стеклянный вместимостью 800 мл. или 1000 мл. (водяная баня), термометр.
Введение

Вязкость, или внутренне трение, — это свойство текучих тел оказывать сопротивление необратимому перемещению одной их части относительно другой. Главным образом вязкость зависит от химического строения, молекулярной массы вещества, а также от условий ее определения. Вязкость нефти - важнейшее её технологическое свойство. По вязкости определяют и рассчитывают следующие технологические параметры:

• 
  подвижность нефти в пласте при ее добыче
  
• 
  скорость фильтрации в пласте
  
• 
  тип вытесняющего агента
  
• 
  мощность выкачивающего насоса
  
• 
  условия транспортировки по нефтепроводу и др.
  

На вязкость нефтепродуктов оказывают значительное влияние температура и структура углеводородов. С понижением температуры вязкость возрастает. Вязкость повышается с ростом разветвлённых цепей в молекулах алканов и нафтенов, с увеличением числа циклов в молекулах.
На XI нефтяном конгрессе (Лондон, 1983 г.) была рекомендована единая классификация нефтей:

по плотности

• 
  тяжелая (920— 1000 кг/м³),
  
• 
  средняя (870—920 кг/м³)
  
• 
  легкая (менее 870 кг/м³);
  

по вязкости

• 
  высоковязкая (более 50 мПа с ),
  
• 
  повышенной вязкости (30— 50 мПа с),
  
• 
  средняя (10—30 мПа с)
  
• 
  легкая (до 10 мПа с).
  

Виды вязкости:

Динамической (абсолютной) вязкостью [𝜂], или внутренним трением, называют свойства реальных жидкостей оказывать сопротивление сдвигающим касательным усилиям. Это свойство проявляется при движении жидкости.

𝜂 =

𝛑 · 𝐏 · 𝒓^𝟒

𝟖 ∗ 𝑽 ∗ 𝒍
∗ 𝛕

где (P) – давление, под которым движется жидкость объемом (v), при протекании через капилляр длиной (L) и радиусом (r) за время (t).

В системе СИ динамическая вязкость измеряется в Н·с/м^2, Па*с.
Кинематическая вязкость [𝑽] - свойство жидкости оказывать сопротивление перемещению одной части жидкости относительно другой с учетом силы тяжести. Представляет собой отношение коэффициента динамической вязкости вещества к его плотности. Ее используют для характеристики дизельных топлив и моторных масел.

𝜂

𝑽 = _𝛒

η − динамическая вязкость жидкости, Н·с/м^2; ρ − плотность жидкости, кг/м^3.

В системе СИ кинематическая вязкость выражается [м²/с], [см² ∗ с⁻¹].
Относительная вязкость η_отн – это безразмерная величина, представляющая собой отношение вязкости раствора η_х к вязкости растворителя (воды) η₀ при одной и той же температуре.



Удельная вязкость η_уд - это безразмерная величина, представляющая собой отношение разности вязкостей раствора η_х и растворителя (воды) η₀ к вязкости растворителя η₀.



Приведенная вязкость - отношение удельной вязкости к концентрации:



Х арактеристическая вязкость определяется путём экстраполяции данных вискозиметрии к нулевой концентрации полимера. Единицы измерения характеристической вязкости являются обратными единицам измерения концентрации полимера в растворе — см³/г. Характеристическая вязкость рассматривается для предельно разбавленного раствора, в котором предполагается полное отсутствие взаимодействия макромолекул полимера друг с другом, и по физическому смыслу является мерой дополнительных потерь энергии при течении раствора, обусловленных вращением и упруго-вязкими деформациями макромолекул в потоке.

Условная вязкость — величина, косвенно характеризующая гидравлическое сопротивление течению, измеряемая временем истечения заданного объёма раствора через вертикальную трубку (определённого диаметра). Измеряют в градусах Энглера (по имени немецкого химика К. О. Энглера), обозначают — °ВУ. Определяется отношением времени истечения 200 мл испытываемой жидкости при данной температуре из специального вискозиметра ко времени истечения 200 мл дистиллированной воды из того же прибора при 20 °С. Условную вязкость до 16 °ВУ переводят в кинематическую по таблице ГОСТ, а условную вязкость, превышающую 16 °ВУ, по формуле

{\displaystyle \nu =7,4\cdot 10^{-6}E_{t},} X = t * K,
где t - среднее арифметическое значение времени истечения испытуемого материала, с;
К - поправочный коэффициент вискозиметра.
С понижением температуры высоковязкие нефти, природные битумы и остаточные нефтепродукты могу проявлять аномальную вязкость, называемую структурной. При этом их течение перестаёт быть пропорциональным приложенному напряжению, они становятся неньютоновскими жидкостями. Причиной структурной вязкости является содержание в нефти и нефтепродуктах смолисто-асфальтеновых веществ и парафинов.

Методика выполнения

Определение кинематической вязкости проводится посредством капиллярного вискозиметра в соответствии ГОСТ 33-2000.

1. 
   В стеклянный стакан объёмом 800 или 1000 мл (водяная баня) наливают холодную воду и размещают термометр.
   
2. 
   В вискозиметр заливают пробу нефти примерно на половину уровня резервуара.
   
3. 
   Вискозиметр устанавливают в водяную баню.
   
4. 
   Пробу в вискозиметре выдерживают от 3 до 5 минут при температуре бани для выравнивания температуры нефти и бани.
   
5. 
   Закрывают пальцами отверстия и при помощи резиновой груши перемещают нефть в колено, грушу снимают.
   
6. 
   Отмечают время, за которое жидкость протечет между отметками.
   
7. 
   Опыт повторяют.
   

Таблица 1. Экспериментальные данные

№	Температура, ˚С	Время, с (среднее время, с)
1	63	33,30; 33,28; 33,33 (33,31)
2	34	45,58; 45,63; 45,61 (45,62)
3	10	66,25; 66,30; 66,27 (66,27)

Обработка результатов эксперимента

1) 𝑉₁ = 0,2711 ∗ 33,31 = 9,03 см² ∗ с⁻¹

2) 𝑉₂ = 0,2711 ∗ 45,61 = 12,37 см² ∗ с⁻¹

3) 𝑉₃ = 0,2711 ∗ 66,27 = 17,97 см² ∗ с⁻¹
График 1. Зависимость кинематической вязкости от температуры



Вывод

В ходе лабораторной работы была вычислена кинематической вязкость нефтепродукта при температурах 10, 34 и 63 градусов по Цельсию. Было установлено, что чем больше температура, тем меньше кинематическая вязкость. Согласно ГОСТ 33-2000 данный образец нефтепродукта относится к бензиновой фракции переработки нефти