Определение кинематической вязкости

Вязкость является одной из важнейших характеристик нефтяных и каменноугольных масел, некоторых видов жидких топлив, а также остаточных продуктов.

Вязкостные свойства оценивают с помощью вязкости, выраженной в абсолютных единицах (кинематической и динамической) или в относительных единицах (условной). В качестве характеристики вязкостных свойств нефтепродуктов обычно используют кинематическую вязкость n. Она связана с динамической вязкостью (η) соотношением

,

где r - плотность испытуемого продукта.

Единицей измерения кинематической вязкости в системе СИ является м²/с, в системе СГС – см²/с (стоке). В практике контроля вязкости нефтепродуктов используется единица ее измерения мм²/с (сантистокс, сСт). Единицей измерения динамической вязкости в системе СИ является Па-с.

Кинематическую вязкость определяют в стеклянных капиллярных вискозиметрах. Вискозиметры выпускают нескольких типов, различающихся конструкцией и имеющих различный рабочий диапазон. Порядок измерения вязкости с помощью вискозиметра любого типа отличается несущественно.

В данной работе используется вискозиметр ВПЖ-2 (рис. 5). Вискозиметр представляет собой U - образную трубку, в колено I которой впаян капилляр 5. В верхней части капилляр имеет двойное расширение 4 с метками (M₁ и М₂). При измерении вязкости жидкость из расширения - 4 течет по капилляру 5 в резервуар 6, Определение вязкости с помощью капиллярного вискозиметра проводится в соответствии с ГОСТ 33-82 и заключается в определении времени истечения определённого объёма испытуемой жидкости из капилляра под влиянием силы тяжести.

 

 

Ход определения

Вискозиметр заполняют испытуемым продуктом следующим образом: на отводную трубку 3 надевают резиновый шланг; далее, зажав пальцем колено 2 и перевернув вискозиметр, опускают колено 1 в сосуд с жидкостью и засасывают ее (с помощью груши или иным способом) до отметки М₁, следя за тем, чтобы в жидкости не образовались пузырьки воздуха.

В тот момент, когда уровень жидкости достигнет отметки М₂, вискозиметр вынимают из сосуда и быстро перевертывают в нормальное положение. Снимают с внешней стороны конца колена 1 избыток жидкости и надевают на него резиновую трубку. Вискозиметр устанавливают вертикально в жидкостном термостате (бане) так, чтобы расширение 4 было ниже уровня жидкости в термостате. После выдержки в термостате не менее 15 мин при заданной температуре засасывают жидкость в колено 1 примерно до 1/3 высоты расширения 4. Сообщают колено 1 с атмосферой и определяют время опускания мениска жидкости от отметки M₁ до отметки М₂.

Определение проводят не менее трёх раз. Результаты трех последовательных измерений не должны отличаться более чем на 0,2%. В противном случае определение необходимо повторить. Кинематическую вязкость (n, мм²/с) вычисляют по формуле

,

где С – постоянная вискозиметра, мм²/с²;
- среднее арифметическое время истечения из результатов последовательных измерений, с.

По измеренному значению кинематической вязкости вычисляют динамическую вязкость исследуемого продукта (η, мПа^.с)

,

где - кинематическая вязкость, мм²/с;

- плотность продукта при той же температуре, при которой определена вязкость, г/см³.

Результаты определения кинематической и динамической вязкости округляют до 0,1.