石油產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)粘度的測(cè)定

1、牛頓性流體，黏度是流體的物性，溫度對(duì)其影響大.與流體的流速?zèng)]有關(guān)系。管道流速的確定與介質(zhì)管徑有關(guān)系。黏度大流速低，目的是減小管路壓降，降低輸送能耗。粘度的定義：當(dāng)液體受外力而作層流運(yùn)動(dòng)時(shí)，（即流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)是有規(guī)則的，質(zhì)點(diǎn)之間互相混雜互不干擾，作層狀或流束狀運(yùn)動(dòng)）在液體分子間存在磨擦阻力，因此液體部帶有一定的粘滯性。粘度即由分子間內(nèi)磨擦力的大小而決定的。運(yùn)動(dòng)粘度，表示液體在重力作用下流動(dòng)時(shí)內(nèi)摩擦力的量度，其值為相同溫度下液體的動(dòng)力粘度與其密度之比，以米2/秒表示，習(xí)慣用厘斯為單位：1厘斯=10-6米2/秒=1毫米2/秒。粘度與化學(xué)組成的關(guān)系：油品粘度與它的化學(xué)組成密切相關(guān)，它反映了油品燒類(lèi)組成的

2、特性，油品粘度通常隨著它的儲(chǔ)程增高而增加。但同一儲(chǔ)程的微分，因化學(xué)組成的不同，粘度大小也不同，其烷燒粘度異構(gòu)烷煌環(huán)烷燒；同一碳數(shù)時(shí)，烷燒粘度環(huán)烷燒粘度；在單環(huán)和雙環(huán)煌化合物中，環(huán)烷、環(huán)烷一芳煌的粘度芳煌粘度，但在三環(huán)及三環(huán)以上的化合物中，芳煌的粘度確高于環(huán)烷燒及環(huán)烷一芳燒粘度，而且在環(huán)狀化合物中隨著側(cè)鏈長(zhǎng)度的增加及側(cè)鏈數(shù)目的增加，粘度增加。潤(rùn)滑油中希望粘度大，而且隨著溫度的變化，而粘度變化較小的煌類(lèi)。所以少環(huán)長(zhǎng)側(cè)鏈的烷燒一環(huán)烷燒、芳香燒，是潤(rùn)滑油的理想組分。而多環(huán)短側(cè)鏈的稠環(huán)芳煌及膠質(zhì)是潤(rùn)滑油的非理想組分，應(yīng)在潤(rùn)滑油精制中除去。粘度對(duì)生產(chǎn)和使用的意義： 粘度是評(píng)價(jià)油品流動(dòng)性能的指標(biāo)。在油品的流

3、動(dòng)和輸送過(guò)程中，粘度對(duì)流量和壓力降的影響很大，因此在工藝設(shè)計(jì)計(jì)算中，粘度是不可缺少的物理參數(shù)之一。 粘度可決定加工工藝條件，確定微分的切割范圍，及判斷潤(rùn)滑油的精制深度。潤(rùn)滑油精制中，多環(huán)短側(cè)鏈的稠環(huán)芳煌及膠質(zhì)，除去的越多，精制后油品粘度越小。通常，未經(jīng)精制的微分油粘度經(jīng)硫酸精制的微分油粘度用選擇溶劑精制的微分油粘度。 粘度是噴氣燃料油的重要指標(biāo)之一。因?yàn)閲姎馊剂系恼扯葘?duì)燃料霧化程度影響最大，而燃料油霧化的好壞是決定噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)在不同溫度下，所必須的霧化程度，所以在噴氣燃料規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定了20c及-40C時(shí)的粘度要求。 粘度是柴油的重要性質(zhì)之一，它可決定柴油在內(nèi)燃機(jī)內(nèi)霧化及燃燒的情況，粘度過(guò)大噴

4、油咀噴出的油滴顆粒大，霧化狀態(tài)不好，空氣混合不充分，燃燒不完全，影響發(fā)機(jī)功率消耗；粘度過(guò)小，易揮發(fā)，損失大，同時(shí)會(huì)影響油泵潤(rùn)滑，增加拉塞磨損。 粘度是潤(rùn)滑油最重要的質(zhì)量指標(biāo)，若使用過(guò)大粘度的潤(rùn)滑油時(shí)則會(huì)降低發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，增大燃料的消耗，也容易造成發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難。若使用粘度過(guò)小的潤(rùn)滑油導(dǎo)致該潤(rùn)滑部位難形成油膜，造成兩相磨擦面之間成為干磨擦”，達(dá)不到潤(rùn)滑目的，增大機(jī)器的磨耗。潤(rùn)滑油的牌號(hào)大部分在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中，以運(yùn)動(dòng)粘度的平均值來(lái)劃分，如冷凍機(jī)油、機(jī)械油等以50c運(yùn)動(dòng)粘度的平均厘斯數(shù)劃分，內(nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑油、汽缸油、齒輪油等按100c運(yùn)動(dòng)粘度的平均里斯數(shù)劃分。正確選擇一定粘度的潤(rùn)滑油，充分發(fā)揮潤(rùn)滑油的作用，

5、保證發(fā)動(dòng)機(jī)處于穩(wěn)定可靠的工作狀況。粘度過(guò)大，會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難。增大燃抖油的消耗，降低發(fā)動(dòng)機(jī)功率；若粘度過(guò)小，會(huì)降低油膜支撐能力，使摩擦面之間不能保持連續(xù)的潤(rùn)滑層，增加機(jī)件磨損。粘度的幾種測(cè)定方法、各自用途及單位：粘度測(cè)定有：動(dòng)力粘度、運(yùn)動(dòng)粘度和條件粘度三種測(cè)定方法。 動(dòng)力粘度：Y是二液體層相距1厘米，其面積各為1（厘米2）相對(duì)移動(dòng)速度為1厘米/秒時(shí)所產(chǎn)生的阻力，單位為克/里米秒。1克/厘米秒=1泊。一般工業(yè)上動(dòng)力粘度單位用泊來(lái)表示。有時(shí)也用1/100泊稱(chēng)里泊”，做為油品動(dòng)力粘度單位。動(dòng)力粘度常用于測(cè)定潤(rùn)滑油（如車(chē)軸油等）和深色石油產(chǎn)品的低溫（0-60C）動(dòng)力粘度，其測(cè)定方法是在嚴(yán)格控制溫度

6、和不同壓力條件下，測(cè)定一定體積的試樣在已標(biāo)定常數(shù)的毛細(xì)管粘度計(jì)內(nèi)流過(guò)的時(shí)間秒，與毛細(xì)管標(biāo)定常數(shù)（C）和平均壓力（P）的乘積，單位為泊。公式：Yt=ctp 運(yùn)動(dòng)粘度：在溫度tC時(shí)，運(yùn)動(dòng)粘度用符號(hào)丫表示，在國(guó)際單位制中，運(yùn)動(dòng)粘度單位為斯，即每秒平方米（m2/s）,實(shí)際測(cè)定中常用厘斯，（cst）表示厘斯的單位為每秒平方毫米（即21cst=1mm/s）。運(yùn)動(dòng)粘度廣泛用于測(cè)定噴氣燃料油、柴油、潤(rùn)滑油等液體石油產(chǎn)品深色石油產(chǎn)品、使用后的潤(rùn)滑油、原油等的粘度，運(yùn)動(dòng)粘度的測(cè)定采用逆流法。 條件粘度：指采用不同的特定粘度計(jì)所測(cè)得的以條件單位表示的粘度，各國(guó)通常用的條件粘度有以下三種: 恩氏粘度又叫思格勒（Eng

7、ler）粘度。是一定量的試樣，在規(guī)定溫度（如：50C、80C、100C）下，從恩氏粘度計(jì)流出200毫升試樣所需的時(shí)間與蒸儲(chǔ)水在20c流出相同體積所需要的時(shí)間（秒）之比。溫度to時(shí)，恩氏粘度用符號(hào)Et表示，恩氏粘度的單位為條件度。 賽氏粘度，即賽波特（Sagbolt）粘度。是一定量的試樣，在規(guī)定溫度（如100oF、F210oF或122oF等）下從賽氏粘度計(jì)流出200毫升所需的秒數(shù)，以秒”單位。賽氏粘度又分為賽氏通用粘度和賽氏重油粘度（或賽氏弗羅（Furol）粘度）兩種。 雷氏粘度即雷德烏德（Redwood）粘度。是一定量的試樣，在規(guī)定溫度下，從雷氏度計(jì)流出50毫升所需的秒數(shù)，以秒”為單位。雷氏粘

8、度又分為雷氏1號(hào)（Rt表示）和雷氏2號(hào)（用RAt表不'）兩種。上述三種條件粘度測(cè)定法，在歐美各國(guó)常用，我國(guó)除采用恩氏粘度計(jì)測(cè)定深色潤(rùn)滑油及殘?jiān)屯猓溆鄡煞N粘度計(jì)很少使用。三種條件粘度表示方法和單位各不相同，但它們之間的關(guān)系可通過(guò)圖表進(jìn)行換算。同時(shí)恩氏粘度與運(yùn)動(dòng)粘度也可換算，這樣就方便靈活得多了。測(cè)定不同溫度時(shí)的粘度，規(guī)定試樣的流動(dòng)時(shí)間的原因：在動(dòng)力粘度及運(yùn)動(dòng)粘度測(cè)定中，規(guī)定M0、節(jié)0、Y00粘度測(cè)定時(shí)，試樣在毛細(xì)管中流動(dòng)時(shí)間為300+80秒；在測(cè)定3液體燃料油粘度時(shí)，試樣流動(dòng)時(shí)間可減少到60秒；而在測(cè)定0c及0c以下高粘度潤(rùn)滑油的粘度時(shí)，i羊流動(dòng)時(shí)間又可增加到900秒（15分鐘），其

9、主要目的是限制液體在毛細(xì)管中流動(dòng)的速度，保證液體在毛細(xì)管內(nèi)為層流狀態(tài)，若液體流速過(guò)快，超過(guò)一定范圍，使有規(guī)則的層流運(yùn)動(dòng)受到破壞，使流體質(zhì)點(diǎn)交錯(cuò)而又混亂地向前運(yùn)動(dòng)變成紊流，這樣就不符合層流狀態(tài)的粘度測(cè)定公式，同時(shí)流動(dòng)時(shí)間過(guò)短，讀數(shù)也易出現(xiàn)誤差，使計(jì)算結(jié)果偏差太大。如果液體在毛細(xì)管內(nèi)流動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，速度過(guò)慢，由于測(cè)定時(shí)間內(nèi)不易保持恒溫，往往由于溫度的波動(dòng)，而使測(cè)定結(jié)果不準(zhǔn)。粘度測(cè)定時(shí)，試驗(yàn)溫度不同，恒溫時(shí)間也不同：粘度測(cè)定時(shí)，試驗(yàn)溫度不同，粘度計(jì)在恒溫浴中恒溫時(shí)間也不同，例如：試驗(yàn)溫度20C恒溫時(shí)間為10分鐘；試驗(yàn)溫度40C、50c時(shí)，恒溫時(shí)間15分鐘；試驗(yàn)溫度100C,恒溫時(shí)間為20分鐘。這是因?yàn)?/p>

10、，與室內(nèi)溫度的溫差越大，達(dá)到恒溫時(shí)間越長(zhǎng)，在測(cè)定粘度時(shí)，嚴(yán)格按規(guī)定恒溫，是保證測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確性的重要因素之一，因?yàn)橐后w石油產(chǎn)品的粘度隨溫度的升高而減少，隨溫度的下降而增大，哪怕是極微小的溫度波動(dòng)（超過(guò)3.1C）也會(huì)使粘度測(cè)定結(jié)果產(chǎn)生較大的偏差，因此在粘度測(cè)定中，必須嚴(yán)格按規(guī)定時(shí)間恒溫。測(cè)定粘度的試樣必須先脫水和過(guò)濾：測(cè)定粘度的試油要先脫水，然后用濾紙過(guò)濾以除去機(jī)械雜質(zhì)，這是因?yàn)樗拇嬖诓坏加性囉腕w積，而且水的粘度小密度大，在較高的測(cè)定溫度下，它會(huì)氣化，低溫時(shí)又凝結(jié)，影響液體石油產(chǎn)品在粘度計(jì)中的正常流動(dòng)，使測(cè)定結(jié)果偏低或偏高，而機(jī)械雜質(zhì)混入試油中哪怕微量也會(huì)粘附在毛細(xì)管內(nèi)壁阻礙液體的正常流動(dòng)，增

11、長(zhǎng)流動(dòng)時(shí)間，使測(cè)定結(jié)果偏高，嚴(yán)重時(shí)堵塞毛細(xì)管，影響粘度測(cè)定，使平行測(cè)定結(jié)果不重復(fù)，所以必須進(jìn)行脫水及過(guò)濾。用毛細(xì)管粘度計(jì)測(cè)定時(shí)應(yīng)注意事項(xiàng)： 粘度計(jì)必須干燥透明，無(wú)油污、無(wú)水垢，如連續(xù)使用沾有污垢時(shí)，要用銘酸洗液洗滌，再用水、蒸儲(chǔ)水、95%乙醇依次洗滌，然后放入烘箱中烘干或用通過(guò)棉花濾過(guò)的熱空氣吹干，方可使用，用后倒出試油，用汽油、石油醛細(xì)心洗滌，管外用自來(lái)水或洗衣粉沖洗，放入烘箱中烘干，備下次使用。 粘度計(jì)安裝時(shí)，必須用鉛垂線調(diào)整成垂直狀態(tài)，因?yàn)槿粽扯扔?jì)傾斜時(shí)，就會(huì)改變液柱高度，使靜壓力減少及內(nèi)摩擦力增大，影響測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確。 溫度計(jì)的安裝：要使溫度計(jì)水銀球的位置接近粘度計(jì)毛細(xì)管中央點(diǎn)的水平面

12、，并使溫度計(jì)上要測(cè)溫的刻度位于恒溫浴液上10毫米處，否則溫度計(jì)讀數(shù)t應(yīng)減去液柱露出部分的補(bǔ)正數(shù)At才能準(zhǔn)確地量出液體的溫度。 毛細(xì)管粘度計(jì)安裝恒溫浴中時(shí)，必須把毛細(xì)管粘度計(jì)的擴(kuò)張部分浸入一半以上，防止試油試驗(yàn)中露出恒溫浴液面影響測(cè)定結(jié)果。 要正確的選擇毛細(xì)管。即試樣在毛細(xì)管內(nèi)流動(dòng)時(shí)間不能少于200秒。若流動(dòng)時(shí)間過(guò)快液體在毛細(xì)管內(nèi)流動(dòng)時(shí)會(huì)變成湍流而不適用于伯努力方程(Poiseuille)造成計(jì)算公式的偏差。另一方面若流速過(guò)快易造成視覺(jué)的偏差，而影響了分析的精度。 必須控制水浴溫度，因?yàn)闇囟仁钦扯葴y(cè)定重要條件之一，它隨溫度的增高而粘度減小。那怕是微小的溫度的變化，也能導(dǎo)致粘度有較大的變化。 裝入

13、試樣時(shí)不許有氣泡存在，否則會(huì)形成氣阻”而增大試樣的流動(dòng)時(shí)間。從而使結(jié)果偏局。 試樣必須嚴(yán)格進(jìn)行脫水和除機(jī)械雜質(zhì)。若試樣有水時(shí)，在高溫測(cè)定粘度時(shí)，水則汽化，低溫測(cè)定粘度則水易凝固。這些都會(huì)影響試樣的正常流動(dòng)。若試樣有雜質(zhì)存在時(shí)，它會(huì)粘附于毛細(xì)管壁使試樣流動(dòng)時(shí)間增加造成結(jié)果偏高。運(yùn)動(dòng)粘度和動(dòng)力粘度的關(guān)系粘度是液體的內(nèi)摩擦力。潤(rùn)滑油受到外力作用而發(fā)生相對(duì)移動(dòng)時(shí)，油分子之間產(chǎn)生的阻力使?jié)櫥蜔o(wú)法進(jìn)行順利流動(dòng)，其阻力大小稱(chēng)為粘度。粘度是使發(fā)動(dòng)機(jī)保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)的最重要因素，粘度大，機(jī)油流動(dòng)速度慢，在磨擦面之間形成的油膜較厚，車(chē)子在起動(dòng)時(shí)則零部件因暫時(shí)缺油而造成磨損；在發(fā)動(dòng)機(jī)較大負(fù)荷的情況下（特別是超重載運(yùn)輸車(chē)輛的發(fā)動(dòng)機(jī)），潤(rùn)滑效果比較好，但粘度大時(shí)潤(rùn)滑油的冷卻和沖洗作用較差。反之，粘度較小，潤(rùn)滑油的流動(dòng)性較好，容易流到較小間隙的摩擦表面之間，可保證潤(rùn)滑、冷卻等效果，如果發(fā)動(dòng)機(jī)工況較差而選用機(jī)油的粘度又過(guò)?。催x用不當(dāng)），在較大負(fù)荷下就會(huì)引起潤(rùn)滑不足而加速機(jī)件的磨損。動(dòng)力粘度：在流體中取兩面積各為1cm2,相距