Определение кинематической вязкости

Дизельного топлива

 

При практических и теоретических расчетах часто приходится встречаться с кинематической вязкостью, равной отношению динамической вязкости к плотности жидкости при той же температуре.

Вязкость подавляющего большинства нефтепродуктов (топлив, жидких смазочных материалов, специальных жидкостей) принято выражать в единицах кинематической вязкости (Стокс или сантистокс; 1 сСт = 1 мм²/с), которая определяется с помощью капиллярных вискозиметров по ГОСТ 33-2000.

Вязкостью называется свойство жидкости оказывать сопротивление перемещению ее слоев под действием внешней силы. Это свойство является следствием трения, возникающего между слоями жидкости.

Для определения кинематической вязкости v (мм²/с) используют вискозиметры различных типов. Наибольшее распространение получили вискозиметр типа ВПЖ-2 (рис. 2.2) и вискозиметр Пинкевича (рис. 2.3).

 

Рис. 2.2. Вискозиметр типа ВПЖ-2: 1 – узкое колено; 2, 3, 5 – расширительные емкости; 4 – резиновая трубка; 6 – широкое колено; А – верхняя метка; Б – нижняя метка	Рис. 2.3. Заполнение дизельным топливом вискозиметра Пинкевича: 1 – узкое колено; 2, 3, 4 – расширительные емкости; 5 – широкое колено; 6 – полый отросток; 7 – резиновая трубка; А, Б – метки

                           

При определении кинематической вязкости жидкостей необходимо:

1) заполнить почти до краев имеющийся на рабочем месте фарфоровый тигель испытуемым дизельным топливом;

2) надеть резиновую трубку 7 с грушей на полый отросток 6 вискозиметра Пинкевича и перевернуть вискозиметр, направив открытыми концами вниз, как показано на рисунке. Затем зажать нижнюю часть широкого колена 5 между средним и указательным пальцами правой руки так, чтобы большим пальцем можно было закрыть с торца широкое колено. После этого взять в левую руку тигель с топливом и опустить в него (до дна) узкое колено 1 вискозиметра;

3) с помощью груши через узкое колено 1 заполнить топливом расширительные емкости 2 и 3. Когда уровень топлива достигнет метки Б, следует прекратить отсос воздуха грушей и быстро перевернуть вискозиметр, направив открытые концы его колен вверх;

      4) снять резиновую трубку с полого отростка 6, и тем же концом надеть ее на узкое колено, предварительно обтерев его тканью или фильтровальной бумагой. Затем вертикально погрузить вискозиметр в термостат и закрепить в зажиме штатива верхнюю часть широкого колена так, чтобы расширительная емкость 2 оказалась полностью в термостатной жидкости;

      5) испытание начинать, выдержав вискозиметр в термостате (рис. 2.3) не менее 15 мин при температуре +20 ⁰С, которую нужно поддерживать в течение всего опыта с точностью ±0,3 ⁰С.

 

Рис. 2.4. Общий вид прибора для определения кинематической вязкости (а) и вискозиметр Пинкевича (б): 1 – капиллярная трубка; 2 – калиброванные шаровые емкости; 3 – широкая трубка; 4 – отводной отросток; 5 – емкость для нагревания продукта;        6 – термометр; 7 – резиновая трубка; 8 – зажим;   9 – мешалка; 10 – ванна; 11 - электроплитка;      12 – стаканчик с топливом

 

Не вынимая вискозиметра из термостата, медленно заполнить топливом, перетекшим в процессе выдерживания в термостате, в расширительную емкость 4, расширительную емкость 3 так, чтобы его уровень был выше метки А. При заполнении и выдерживании вискозиметра в топливе не должно образовываться разрывов и пузырьков воздуха. Подняв с помощью груши топливо выше метки А, необходимо наблюдать за происходящим после этого перетеканием топлива через капилляр в расширение. В тот момент, когда уровень топлива достигнет метки А, нужно включить секундомер, а после вытекания топлива из расширительной емкости, т. е. в момент прохождения уровнем метки Б, его выключить.

Замер времени осуществляется с точностью до 0,1 с. С той же порцией топлива повторить опыт столько раз, чтобы можно было выбрать пять значений времени истечения (, , , , ) максимальная разница между которыми не превышала бы 1 % от значения одного из них;

6) вычислить кинематическую вязкость испытуемого топлива при температуре +20 ⁰Спо формуле

,

где С – постоянная вискозиметра (указана в паспорте вискозиметра), мм²/с²;

– среднее арифметическое из пяти значений времени истечения испытуемой жидкости, с.

Вычисленное значение  округлить с точностью до третьего знака, т.е. в окончательном результате должны быть отражены три последовательных десятичных порядка.

Результаты измерений и расчета кинематической вязкости занести в таблицу 2.6.

 Таблица 2.6

Номер вискозиметра	Постоянная вискозиметра, С, сСт/с	Время истечения , с
		Номера отсчета					Среднее значение
		1	2	3	4	5

Формула для подсчета кинематической вязкости

 = ____________________.