Лабораторна робота 2
Визначення кінематичної в'язкості І вязкостной-ТЕМПЕРАТУРНИХ ХАРАКТЕРИСТИК НАФТОПРОДУКТІВ
Ознайомлення з методами визначення кінематичної в'язкості і вивчення в'язкісно-температурні характеристики нафтопродуктів.
ОБЛАДНАННЯ В МАТЕРІАЛЬНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ
Віскозиметри капілярні, секундомір, водяна баня, термометр, плита електрична, гумові трубки з кранами, гумова груша, зажим, зразки масел і дизельних палив.
В'язкість-поняття зворотне плинності або той опір, який чинить частки рідини при їх взаємному переміщення під дією зовнішньої сили. В'язкість буває абсолютної, коли оцінюються внутрішні властивості рідини, і умовною.
Абсолютна в'язкість може бути динамічною і кінематичної.
Динамічною в'язкістю називається сила опору взаємному переміщенню паралельних шарів рідини відносно один одного. За одиницю динамічної в'язкості приймають пуаз (1ПЗ = 0,1 Па с).
Кінематична в'язкість є ставлення динамічної в'язкості при температурі визначення до її щільності.
Одиниця кінематичної в'язкості - стокс (Ст) - має розмірність см 2 / с. Сота частина Стокса називається сантастоксом (сСт).
В'язкість впливає на прохід (витікання) карбюраторних палив через жиклери. Особливо важливий показник в'язкості для дизельних палив. В'язкість дизельних палив вимірюється при температурі 20 ° С і для різних марок дизельних палив знаходиться в межах 1,8-6,0 сСт.
Найважливішим із вимог до мастил є вимога до вязкостним властивостями. Масла з надмірно низькою в'язкістю легко видавлюються з зазорів між деталями, що веде до підвищеного зносу механізмів і збільшеному витраті мастильного матеріалу. При використанні масел з високою в'язкістю ускладнюється подача масел в зазори, що призводить до інтенсивного зносу, а так само до збільшення витрати енергії
Від величини в'язкості масла залежить не тільки знос деталей двигуна, а й легкість пуску і герметичність зазору між поршнем і циліндром.
В'язкість масел залежить від температури: з пониженням в'язкість збільшується, а з підвищенням - зменшується. Інтенсивність зміни в'язкості різна у кожного масла Щоб при максимально можливих коливаннях температури не відбувалося надмірно великого відхилення в'язкості від оптимальної її величини до мастил пред'являють вимоги i можливо меншого зміни в'язкості залежно від температури. Зміни в'язкості масел зі зміною температури визначаються в'язкісно - температурними характеристиками.
Найпростішою в'язкісно-температурною характеристикою є ставлення вязкостей (ОВ), узятих для даного масла при +50 і + 100 ° С: ОВ "v50 / v100.
Чим менше ОВ, тим менше змінюється в'язкість при зміні температури, тим краще в'язкісно-температурні властивості масла.
Ставлення в'язкості (ОВ) охоплює зміна в'язкісно-температурних характеристик масла тільки в інтервалі високих плюсових температур, тому найбільш зручною характеристикою служить індекс в'язкості (ІВ), що є умовним параметром, що відображає результат зіставлення по вязкостним показниками даного масла з двома еталонними маслами, з яких в'язкістно температурний властивості одного прийняті за 100, іншого - за 0.
Мал. 1. Номограма для визначення індексу в'язкості масел
Індекс в'язкості визначається за пропонованою номограмме (рис.1) за раніше отриманими показниками в'язкості масла при температурі + 100 ° С і + 50 ° С. Перетин ліній в'язкості відповідає індексу в'язкості даного масла.
Отриманий індекс в'язкості необхідно зафіксувати в робочому
Залежно від прозорості нафтопродукту і рівня його в'язкості застосовують віскозиметри зазначених нижче конструкцій:
- для вимірювання в'язкості прозорих рідин при температурах вище Про ° С застосовується вискозиметр ВПЖ-1 (рис.2, а);
- для вимірювання в'язкості прозорих рідин при будь-яких температурах - віскозиметри ВПЖ-2 (рис.2, б) і Пінкевич ВПЖ - 4 (рис.2, в);
- для вимірювання в'язкості непрозорих рідин - вискозиметр ВНЖ. Всі ці віскозиметри виготовляються з капілярами різних
діаметрів, що різко позначається на значенні постійної віскозиметра С. Діаметри капіляра змінюються від 0,34 до 5,1 мм, що відповідає зміні З від 0,003 до 30 мм 2 / с 2.
Для визначення в'язкості при 0 ° С і при негативних температурах застосовують прозорий циліндричний термос. Допускається також при відсутності термостатирует пристроїв застосовувати високі хімічні стакани. При низьких температурах стакан ізолюють азбестом з прорізами для спостереження.
Рис.1. Капілярні віскозиметри для визначення кінематичної в'язкості нафтопродуктів
Залежно від температури визначення для термостатування застосовує різні рідини:
від 50 до 100 ° С - гліцерин,
від 20 до 50 ° С - вода,
від 0 до 20 ° С - вода з льодом або етиловий спирт з сухим льодом, від -50 до 0 ° С - суміш етилового спирту з сухим льодом.
ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ
Перед визначенням в'язкості палива вискозиметр повинен бути ретельно промитий і висушений. Промивання віскозиметра проводиться кілька разів бензином, потім його промивають дистильованою водою, а для прискорення сушки - ацетоном.
а) Робота з віскозиметром Пянкевіча (ВПЖ-4) або (ВПЖ-2) '
Для набору проби в віскозиметри на відвідну трубку 3 надягають гумову трубку. Потім, затиснувши пальцем коліно 2, перевертають вискозиметр і опускають коліно 1 в посудину з нафтопродуктом. За допомогою гумової груші засмоктують продукт в вискозиметр до позначки М2. При цьому необхідно стежити, щоб в капілярі і розширеннях 4 не утворилися бульбашки повітря, розриви до плівки. У цей момент, коли рівень нафтопродукту досягне мітки М2. вискозиметр виймають з посудини з нафтопродуктом і швидко переводять в нормальне положення. Знімають гумову трубку з відвідної трубки. обтирають зовнішню
сторону коліна 1 і надягають на нього гумову трубку. Вискозиметр з пробою нафтопродуктом за допомогою штатива і власників встановлюють в строго вертикальному положенні в підготовлений заздалегідь термостатирует посудину. При цьому вискозиметр потрібно закріплювати так, щоб верхнє розширення 4 виявилося в рідини термостата. В термостаті встановлюють необхідну температуру з точністю ± 0,1 ° С і витримують до проведення відліків вискозиметр при обраній температурі 15 хв. Засмоктують грушею в коліно 2 приблизно до 1/3 висоти розширення 4. Під тиском власної ваги рідина починає протікати з коліна 1 через капіляр в коліно 2. Точно в той момент, коли рівень рідини досягне мітки М1 включають секундомір і зупиняють його коли рівень рідини досягне мітки М2. Час, зазначений за секундоміром, записують.
Визначення часу витікання рідини через капіляр повторюють кілька разів. Число паралельних вимірів встановлюється в залежності від часу витікання рідини; 5 вимірювань при часу закінчення від 200 до 300с, 4 - при часу вище 600 с.
б) Робота з віскозиметром ВПЖ-1
При роботі з віскозиметром ВПЖ-1 пробу набирають через трубку 1 за допомогою воронки так, щоб рівень рідини встановився між мітками М3 і М *. На кінці трубок 2 і 3 надягають гумові трубки, причому перша з них повинна бути забезпечена краном і гумовою грушею, а друга - краном. Вискозиметр встановлюють вертикально в рідинний термостат так, щоб рівень рідини термостата перебував на кілька сантиметрів вище першого розширення позначки М1 Якщо в'язкість менш 500-1000 сСт, відкривають кран на трубці 2 і звільняють зажим на трубці
3. При більш вузьких рідинах спочатку відкривають трубку 3, потім трубку 2. Далі вимірюють час зниження рівня в трубці 2 від позначки М1 до позначки М2 Необхідно при цьому звертати увагу на те, щоб до моменту підходу рівня рідини до позначки М1 в розширенні 4 утворився висячий рівень, а в капілярі не було б бульбашок повітря,
Особливістю проведення роботи по визначенню кінематичної в'язкості масла є проведення замірів при температурі 50 ° С і 100.
Температуру термостатирует рідини (вода або гліцерину) встановлюють + 50 ± 0,1 ° С і тричі визначають час витікання масла в капілярі віскозиметра. Потім проводять заміри при температурі 100 ° С.
Визначення кінематичної в'язкості проводять за такою формулою
де Tt - час закінчення рівня нафтопродукту між мітками віскозиметра, при температурі нафтопродукту t <°С ], С - постоянная вискозиметра.
Результати замірів я розрахунку записуємо в наступну таблицю.