4.1. Загальні відомості
Властивість рідини чинити опір плину (переміщення одного шару рідини
щодо іншого) під дією зовнішньої сили називається в'язкістю (внутрішнім
25
тертям). Перешкоду переміщенню шарів рідини створюють сили
молекулярного зчеплення.
В'язкість визначають для рідких нафтопродуктів, напруга зрушення яких
пропорційна швидкості деформації, тобто для ньютонівських рідин. В'язкість їх
не залежить від дотичного напруження і градієнта швидкості ( збільшення чи зменшення в'язкості при зміні швидкості). Розрізняють динамічну і кінематичну в'язкості.
Динамічна в'язкість, чи коефіцієнт динамічної в'язкості - це відношення діючого дотичного напруження до градієнта швидкості рідини. Динамічна в'язкість служить мірою плину опору рідини.
За одиницю динамічної в'язкості в системі СИ прийнята в'язкість такої рідини, що чинить опір в 1 Н взаємному переміщенню двох шарів рідини площею 1 м2, які знаходяться один від іншого на відстані 1 м і переміщаються з відносною швидкістю рівної 1 м/с.
Схема взаємного переміщення шарів рідини показана на рисунку 4.1.
Одиницею динамічної в'язкості в системі СИ є Паскаль-секунда (Па·с).
На практиці застосовують мПа·с = 10-1Па·с, а також сантипуаз (Сп = мПа·с).
Динамічну в'язкість знаходять як добуток кінематичної в'язкості рідини і
її щільності при тій же температурі за формулою
(6)
Рисунок 4.1 - Схема взаємного переміщення шарів рідини
Кінематична в'язкість – це відношення динамічної в'язкості η рідини до її щільності ρ при тій же температурі
(7)
(7)
Кінематичну в'язкість знаходять як добуток обмірюваного часу витікання
рідини і постійної приладу для визначення її в'язкості.
Метод визначення кінематичної в’язкості полягає в зміні часу витікання визначеного обсягу випробуваної рідини під дією сили ваги.
У системі СИ одиницею кінематичної в'язкості є мг/с. На практиці застосовується менша одиниця – мм2/с = 10-6м2/с, а також сантистокс (сСт = мм2/с).
26
4.2. Апаратура застосовувана в лабораторній роботі
Для визначення кінематичної в'язкості нафтопродуктів застосовуються
капілярні віскозиметри зі скла з малим коефіцієнтом температурного розширення (табл. 4.1)
Таблиця 4.1 – Віскозиметри, які застосовуються для різних діапазонів
визначення в’язкості
Тип віскозиметра
Діапазон в'язкості, мм2/с
Канон-Фенске
Віскозиметри типу Освальда для прозорих рідин:
0,5…20000
Пинкевича (ВПЖТ-4)
ВПЖТ-2
0,6…10000
0,6…17000
ВПЖТ-1
БС/ИЛ/СЛ
Уббелоде
Віскозиметри з висячим рівнем для прозорих рідин:
0,6…30000
3,5…100000
0,3...100000
Віскозиметри із зворотною протокою для прозорих і непрозорих рідин
ВНЖТ
Канон-Фенске-Опакв
БС/ИП/РФ
0,6...20000
0,4...20000
0,6…300000
Для віскозиметрів типу Освальда і віскозиметрів з висячим рівнем час витікання повинен бути не менш 200 с, а для віскозиметрів зі зворотним
потоком - більше 200 с.
Для роботи з віскозиметром використовують прозору судину (рис. 4.2).
Нафтопродукт, що знаходиться у віскозиметрі, занурюють не менш чим на 20 мм нижче рівня рідини в лазні і на 20 мм над дном судини. Баню віскозиметра
постачають пристроєм для регулювання температури рідини. Для підтримки
необхідної температури при проведенні роботи використовується магнітна
мішалка моделі ММ 3М.
Для заповнення термостата використовують наступні рідини: технічний етиловий спирт (для температури від - 60 до + 15°С); дистильовану воду (для температури від + 15 до + 60°С); гліцерин, розчин гліцерину з водою 1:1 чи cвітла нафтова олія (для температури понад + 60°С).