Лабораторна робота №6
ВИЗНАЧЕННЯ В'ЯЗКОСТІ НАФТОПРОДУКТІВ
Під в'язкістю розуміють внутрішній опір рідких або газових шарів при їх русі один відносно одного. Розрізняють динамічну (η) і кінематичну (у) в'язкість. У системі СІ одиницею динамічної в'язкості є в'язкість (Па.С), коли поверхня рідини в один квадратний метр рухається з швидкістю один метр в секунду відносно такої ж рідкої поверхні, що знаходиться на відстані один метр, при цьому сила опору рідкого середовища становить 1 Ньютон при ламінарному русі рідини.
Ця одиниця отримала назву (Па.С) - паскаль секунда.
У практиці частіше користуються кінематичною в'язкістю (У).,
тобто відношення динамічної в'язкості до густини рідини при тій же температурі. У системі СІ кінематична в'язкість вимірюється / м2/с стокс /
На практиці користуються одиницями кінематичної в'язкості
1 мм2/с= 1 сСт (санти Стокс).
У області вивчення в'язкості рідин багато зроблено вченими Пуазелем Ж. і Стоксом.
Вузли машин (автомобілів) розраховані на певну в'язкість палива і масел. При іншій в'язкості їх робота буде ненормальною. Наприклад при великій в'язкості дизельного палива в циліндр буде подаватися менше палива і воно в циліндрі буде випаровуватися в меншій мірі, що спричинить неповне згоряння палива, зміну складу вихлопних газів.
В'язкість рідин і газів визначається міжмолекулярною взаємодією, яка залежить від наявності в молекулах, наведених, постійних і дисперсійних диполів. Вона залежить від здатності молекул палива і масел до поляризації - розділенню зарядів і їх взаємоупорядкованому розташуванню і швидкості їх релаксації. В'язкість не володіє аддитивними властивостями для сумішей нафтопродуктів.
Тому, не дивно, що показник в'язкості палива і масел є важливою характеристикою цих матеріалів і їх значення проводяться в державних стандартах.
В
ідомо
декілька
способів
визначення
в'язкостей,
але найбільш поширеним є
метод витікання
рідини з
капілярних трубок.
Метод заснований на Законі Пуазеля,
який визначається формулою:
де r- радіус капіляра довжиною b.
t - час закінчення рідини об'ємом V.
р- тиск що видається шаром випробуваної рідини ( h )
над капіляром p= ρgh
ρ - густина рідини, g - земне прискорення 9,81 м/c
t- температура досліду
Я
кщо
праву і
ліву
частини
рівняння (1) розділити
на
ρ
отримаємо
(2) кінематичну в'язкість:
Приведемо для прикладу кінематичну в'язкість деяких рідин при 200С.
Вода (20,4 оС) 0,0101 сст
Етиленгліколь (250С) 0,1568 сст
Анілін 0,0434 сст
Бензол 0,652
Бензин 0,45 - 0,50 сст
Дизельне паливо 3-36 сст
Паливо реактивних
двигунів 1- 4,5 сст
Мастильні масла 8 - 330 сст
Нафта 40-60 (8-360) сст
Одним з методів визначення в'язкості рідин є витікання рідини у віскозиметрі Енглера (ГОСТ-1532-54), схема якого приводиться на малюнку:
1. Місткість віскозиметра на 300 мл
2. Кожух віскозиметра
3. Циліндрична паличка для закривання витікання рідини з віскозиметра (шток)
4. Термометр
5. Патрубки для підводи і відведення обігріваючої рідини від термостата
6. Кришка віскозиметра
7. Капіляр довжиною 100-200 мм
8. Калібрована склянка або циліндр для визначення об'єму рідини, що витікає з віскозиметра.
9. Опорні кільця віскозиметра
10. Ніжки віскозиметра