Стислі теоретичні відомості

Нафта і продукти її переробки є основними енергоносіями практично у всіх галузях промислового виробництва і сільського господарства. Видобуток власної нафти в Україні становить 12÷15% від загальної потреби.

Ускладнення конструкції і умов експлуатації сучасної автотракторної та сільськогосподарської техніки, необхідність підвищення її надійності і довговічності, а також обмежені можливості нафтопереробної промисловості по створенню і виробництву високоякісних палив і змащувальних матеріалів гостро поставили питання удосконалення методів і технологій раціонального використання нафтопродуктів. Вирішення актуальних інженерно-технічних і наукових завдань в області якості, експлуатаційних властивостей і використання нафтопродуктів має велике значення для отримання максимального технічного, економічного і соціального ефекту. У системі нафтопродуктозабезпечення мають місце випадки, коли приймаються і відпускаються нафтопродукти без належної перевірки їхньої якості на відповідність вимогам стандартів, технічних умов та іншій нормативній документації. Використання таких нафтопродуктів може призвести до значних економічних збитків. Тому аналіз змащувальних матеріалів, твердого та рідкого палива є важливим завданням в сучасній хімічній промисловості.

Серед показників якості, що регламентуються державними стандартами на нафтопродукти, зокрема виділяють такі: вологість, зольність, вміст сірки, вміст летких речовин, вміст механічних домішок, густина, в’язкість, температури спалаху та займання та ін.

Температурою спалаху називається температура, при якій нафтопродукт, що нагрівається в строго визначених умовах, виділяє таку кількість пари, яка утворює з навколишнім повітрям суміш, що спалахує при піднесенні до неї полум'я.

Температурою займання називається температура, при якій продукт, що нагрівається у встановлених умовах, спалахує при піднесенні до нього полум'я і горить не менше 5 с.

Визначення цих найважливіших характеристик має велике практичне значення. Температура спалаху дозволяє судити про домішки фракцій, які легко випаровуються, у продукті. За температурою спалаху і займання судять про ступінь вогненебезпечності горючих і змащувальних матеріалів при їх зберіганні, транспортуванні і застосуванні.

З підвищенням температури кипіння продукту температури спалаху і займання також підвищуються. До цього ж призводить і підвищення тиску: зміна тиску на 133,3 Па змінює температуру спалаху приблизно на 0,033-0,036 °С.

При визначенні температур спалаху і займання необхідно враховувати, що вони не є абсолютними константами і залежать від методики дослідження та будови приладу, за допомогою яких проводилось визначення.

Існують два типи приладів для визначення температури спалаху: відкриті і закриті. У закритих приладах температура спалаху зазвичай на 20-30 °С нижче, ніж в приладах відкритого типу. Температуру займання визначають в приладах тільки відкритого типу.

Прилади закритого (прилад ПВН з електричним або вогняним нагрівом) і відкритого типу прийняті як стандартні. Прилад типу ПВН (або апарат Мартенса-Пенського) служить для випробування нафтопродуктів, температура спалаху яких лежить в межах від +20 до +275°С.

В'язкість (внутрішнє тертя) – це властивість рідин (газів) чинити опір при переміщенні однієї частини рідини щодо іншої. Ця властивість виникає за рахунок сил міжмолекулярного взаємодії.

В'язкість нафтопродуктів, а особливо мастильних масел (СМ) є однієї з найважливіших технічних характеристик. Для забезпечення надійного змащення тертьових деталей необхідно правильно вибрати мастило. Експлуатаційні властивості СМ оцінюються по його в'язкості й температурному коефіцієнті в'язкості.

Розрізняють динамічну, кінематичну й умовну в'язкість. Динамічною в'язкістю (μ) називають величину рівну відношенню сили внутрішнього тертя, що виникає на поверхні шару рідини при градієнті швидкості між шарами рівній одиниці, до площі цього шару. Розмірність динамічної в'язкості паскаль-секунда (Па*с).

Кінематичною в'язкістю (η) називають величину, що дорівнює відношенню динамічної в'язкості рідини (газу) до її щільності. Розмірність кінематичної в'язкості м²/с.

У розрахунках, технічних нормах, при арбітражних і контрольних випробуваннях використають тільки динамічну й кінематичну в'язкість. Однак у практиці нафтопереробки при технічних випробуваннях вимірюють величину, названу умовною в'язкістю (ВУ). ВУ визначається порівнянням часу витікання зі стандартного приладу 200 мол дистильованої води при 20°С и такої ж кількості рідини (нафтопродукту) при заданій температурі. Виміряється ця величина в градусах ВУ (градусах Енглера). Як стандартний прилад використають віскозиметр типу Енглера. Умовна в'язкість виражається також у секундах Сейболта й секундах Редвуда. Ці величини виміряються на віскозиметрах Сейболта й Редвуда. Умовну в'язкість нафтопродуктів визначають при 50°С и 100°С.