Щільністю р називається величина, що визначається відношенням маси речовини до займаного ним об'єму. Відносна щільність рідини р4 визначається як відношення щільності рідини при заданій температурі до щільності води при 4С.
Зазвичай для масел використовується показник відносної щільності рідини, тобто відношення щільності масла при 20С до щільності води при 4С.
Оскільки маса еталонного кілограма практично дорівнює масі 1дм3 води при 4С, значення щільності і відносної щільності практично збігаються.
З підвищенням температури щільність масла знижується. Температурний коефіцієнт об'ємного розширення дорівнює приблизно 0,0006 С-1.
Зміни щільності і відносної щільності розраховуються за формулою Д.І. Менделєєва.
Щільність звичайних трансформаторних масел коливається в межах 800-890 кг / м3 і залежить від його хімічного складу.
Чим більше в маслі поліциклічних ароматичних і нафтенових вуглеводнів, тим вище його щільність.
Молекулярна маса М трансформаторних масел коливається в межах 230-330 і залежить від їх фракційного і хімічного складу.
При близькому фракційному складі чим більше в маслі ароматичних вуглеводнів, тим менше молекулярна маса і більше щільність, тобто у міру поглиблення очищення масла (видалення поліциклічних ароматичних вуглеводнів) знижується щільність і збільшується його молекулярна маса.
Молекулярна маса масел визначається ебулліоскопіческім або криоскопическим методами. Обидва методи засновані на законах про розведених розчинах: перший на вимірі підвищення температури кипіння чистого розчинника. а другий-на вимірі зниження температури кристалізації чистого розчинника. Оскільки поліциклічні ароматичні і нафтено-ароматичні вуглеводні схили до асоціації, молекулярну масу визначають при різній концентрації масла в розчиннику і справжню молекулярну масу розраховують екстраполяцією до нульової концентрації.
Показник заломлення характеризує зміну швидкості світла при заданих значеннях цих параметрів є характеристикою речовини.
Питома дисперсія у насичених-парафінових і нафтенових-вуглеводнів близько 98-100, а у ароматичних досягає 250.
В'язкість л юбой рідини, в тому числі масла, характеризує властивість її чинити опір при переміщенні однієї частини рідини відносно іншої.
В системі СІ за одиницю динамічної в'язкості приймається Па * с (1 Па * с = 10 пз).
Зазвичай користуються поняттям кінематичної в'язкості, що представляє збій відношення динамічної в'язкості до щільності; за одиницю її приймають в системі СІ 1 м2 / с (1 м2 / с = 10 ССТ; мм2с = 1 сСт).
В'язкість іноді висловлюють в інших одиницях-градусах Енглер (умовна в'язкість, ВУ). За кордоном користуються градусами Сейболта і Редвуд.
У практиці часто важливо знати в'язкість масла при низьких температурах, експериментальне визначення якої складно. З цією метою визначають в'язкість при двох позитивних температурах, з'єднують значення їх прямий на номограмі і екстраполюють до шуканої температури. Слід враховувати, що номограмма побудована виходячи з припущення, що в прийнятому інтервалі температур масло проявляє себе як ньютонівська рідина.
При температурах, близьких до температури застигання, проявляється аномалія в'язкості. Тому користуватися номограми можна до температур на 10-15С вище температури застигання.
Всі масла при 98,9С повинні мати однакову в'язкість.
Щільність, показник заломлення і в'язкість масел знаходяться в залежності від хімічного і в першу чергу вугле водневого сполучення масел при близькому фракційному складі.
В цьому відношенні представляють інтерес дані К.І. Зіміної і А.А. Сіміонова.
Дистилят Анастасіївської нафти розігнали на фракції 300-350 350-400С, розділили їх хроматографією на силікагелі на насичену і ароматичну частини і визначити зазначені показники їх.
З цих даних випливає, що насичена частина масла (сума парафінових і нафтенових вуглеводнів) характеризується в порівнянні з ароматичної дистиляту меншими значеннями щільності, показника заломлення, в'язкості (за винятком легких ароматичних вуглеводнів) і великими значеннями індексу в'язкості і молекулярної маси.
З "великим навантаженням" ароматичних углеводородв монотонно підвищуються щільність і показник заломлення, знижуються молекулярна маса і індекс в'язкості.
Цікавим є питання, чи відрізняються за фізичними параметрами вуглеводні, що входять до складу кожної частини-насиченою і ароматичної. Для вирішення цього питання ці частини дистиляту Анастасіївської нафти розділили кожну методом термічної дифузії на 10 фракцій.
Перш за все слід зазначити, що кожна частина хроматографічного розділення. що містить як насичені (парафінові і нафтенові), так і ароматичні вуглеводні, складається з з'єднання, що різко відрізняються за фізичними параметрами.
Виявилося, що в частині, що складається тільки з парафінових і нафтенових вуглеводнів (насичена частина), містяться поліциклічні нафтенові вуглеводні які за своїми фізичними показниками мало відрізняються від ароматичних вуглеводнів.
Так, десята фракція ТДР насиченою частини характеризується великими щільністю, показником заломлення, в'язкістю і меншим індексом в'язкості, ніж перша фракція ТДР "легких" ароматичних вуглеводнів. Індекси в'язкості фракцій першої (+160) і десятої (-110) ТДР насичених частин розрізняються на 270 одиниць.
Таким чином, масло складається з взаємного розчину дуже великого числа вуглеводнів, різко розрізняються за фізичними показниками. Навіть насичені вуглеводні, виділені з масла, містять фракції. істотно розрізняються по щільності, показником заломлення. в'язкості і індексу в'язкості.
Температурою спалаху називається температура, при якій пари масла, що нагрівається в стандартних умовах, спалахують при піднесенні до них полум'я.
Температура спалаху для звичайних товарних масел коливається в межах 130-170, а для арктичного масла-від 90 до 115С і залежить від фракційного складу, наявності щодо низкокипящих фракцій і в меншій мірі від хімічного складу.
Температури спалаху масел знаходяться в залежності від пружності їх насичених паров.Чем нижче пружність парів, чим вище температура спалаху, тим краще можна дегазувати і осушувати масло перед затокою в високовольної обладнання. Мінімальна температура спалаху масел регламентується не тільки по протипожежним міркувань, скільки з точки зору можливості глибокої їх дегазації.
Відносно пожежної безпеки велику роль грає температура самозаймання; це температура, при якій масло при наявності повітря загоряється мимовільно без піднесення полум'я. У трансформаторних масел ця температура близько 350-400С.
У вітчизняних трансформаторних масел пружність насичених парів при 60С коливається від 8 до 0,4 Па. У зарубіжних масел, як правило, пружність парів нижче і становить від 1,3 до 0,07 Па.