Визначення кінематичної в'язкості палив (гост 33-82)

В’язкістю називається властивість рідини чинити опір переміщенню її частинок під дією зовнішньої сили.

Величина в'язкості може бути виміряна в одиницях абсолютної (динамічної) в’язкості, в одиницях кінематичної в’язкості і в одиницях умовної в'язкості.

Кінематичною в’язкістю називають частку від ділення абсолютної в’язкості рідини на її густину, виміряну при тій самій температурі:

ν=

* де v - кінематична в'язкість рідини при температурі t;

77, - абсолютна в'язкість рідини при тій самій температурі:

р, - густина рідини при тій самій температурі.

Величина в'язкості є важливою характеристикою якості деяких палив і всіх сортів змащувальних олив.

Особливо важливе значення в'язкість має для дизельних палив і для пального повітряне- реактивних двигунів.

Ці палива мають підвищену в'язкість, яка впливає на прокачуваність пального по системі живлення і на розпилювання пального. Чим нижча в'язкість пального, тим легше воно перекачується по системі живлення і краще розпилюється. Слід мати на увазі, що пальне здійснює змащування паливних насосів. Вважають, що у дизельних палив в'язкість не повинна бути нижчою 2 сет при 20°С. В'язкість змащувальних олив є одним із головних показників якості. Від її величини залежить вид тертя і, отже надійність роботи двигуна або машини. Застосовують оливи, які мають таку в'язкість при робочих температурах, яка б забезпечила створення рідинного режиму тертя між поверхнями тертя.

Крім того, в'язкість оливи не повинна перешкоджати запуску двигуна. В момент запуску олива має температуру, яка дорівнює температурі довколишнього повітря. При низьких температурах повітря вона може зрости настільки, що олива буде погано прокачуватись по системі змащування, що приводить до порушення нормального змащування поверхонь тертя.

Підвищена в'язкість оливи, що знаходиться між деталями тертя, збільшить силу тертя, що потребує прикладання більшого обертового моменту до колінчатого валу для того, щоб обертати його з необхідним для запуску числом обертів. Наближено вважають, що якщо в'язкість оливи перевищує 100 стоксів, то штатними засобами двигугі запустити неможливо із-за великого обертового моменту, необхідного для створення пускових обертів.

Таким чином, в'язкість оливи в робочих умовах (при підвищеній температурі) повинна бути достатньо високою, щоб забезпечити рідинне тертя, а при низькій температурі вона, навпаки, не повинна бути дуже високою, з тим, щоб забезпечити можливість запуску двигуна.

В'язкісно-температурні якості оливи в існуючих стандартах оцінюються величиною відношення в'язкостей або величиною температурного коефіцієнта в'язкості.

Для олив визначають відношення величини кінематичної в'язкості при 50°С до величини кінематичної в'язкості при 100°С або індексу в'язкості.

Чим менше це відношення, тим кращі в'язкісно-температурні властивості оливи.

Кінематичну в'язкість визначають за допомогою віскозиметра Пінкевича (Мал.б).Віскозиметр Пінкевича може мати різний діаметр капіляра. При визначенні в'язкості пального або оливи вибирають діаметр капіляра,керуючись таблицею 6.

Проведення досліду:

1 - стакан з рідиною;

2- термометр;

3 - віскозиметр Пінкевича;

4 - бюкса з випробовуваним продуктом;

5 - гумова груша

;

В стаканчик наливають досліджуваний нафтопродукт. Одягнувши на відвідну трубку (3) гумову трубку й затиснувши пальцем кінець коліна (1), перевертають віскозиметр і занурюють в досліджуваний нафтопродукт коліно (2). Потім проводять засмоктування нафтопродукту в прилад до мітки (б), слідкуючи за тим, щоб в розширеннях і трубці не утворилось повітряних бульбашок. Після того, як рівень нафтопродукту досягне мітки (б), віскозиметр швидко перевертають в нормальне положення.

Потім знімають гумову трубочку з відвідної трубки (3) і одягають її на кінець коліна (2).

Наповнений нафтопродуктом віскозиметр поміщають в термостат, заповнений рідиною(оливум).

Рідину для термостата підбирають, керуючись

таблицею 7.

В термостаті за допомогою утримувача встановлюють термометр так, щоб його кулька знаходилась приблизно на рівні, який відповідає середині капіляра віскозиметра, а відмітка температури визначення на шкалі термометра була в рідині. Якщо Мал.6 Віскозиметр Пінкевича.: «е зробити неможливо, то вводять поправку на

виступаючий стовпчик ртуті або спирту, користуючись

формулою:

,д / = К • й (*, - /2 )

де: К — рівно 0,00015 для ртутного термометра і 0,001 - для спиртового; h висота стовпчика ртуті (спирту), виступаючого над рівнем рідини (в градусах шкали термометра);

г, - температура визначення в'язкості °С;

*2- температура повітря поблизу середини виступаючого стовпчика ртуті (спирту), яка вимірюється другим термометром °С.

Якщо поправка має знак плюс, то її віднімають від температури визначення в’язкості, а якщо мінус, то додають і тримають температуру під час досліду рівною отриманому результату. Ціна поділки шкали термометра повинна дорівнювати 0,1 °С, а при визначеннях нижче мінус 30°С, повинна бути рівною 0,5°С.

Віскозиметр встановлюють вертикально і занурюють його в рідину таким чином, щоб рівень рідини був на середині верхнього розширення коліна 2.

Віскозиметр утримують в термостаті не менше 15 хвилин, причому температура в термостаті не повинна відхилятись від температури визначення більше, ніж на ±0,1°С, а при визначеннях нижче мінус 30°С, більше ніж на ±0,25°С.

Через трубочку, що одягнена на коліно віскозиметра (2), засмоктують досліджуваний нафтопродукт у верхнє розширення цього коліна так, щоб його рівень піднявся вище мітки «а», але не вище рівня рідини в термостаті. При цьому необхідно слідкувати за тим, щоб в капілярі або в розширеннях не було бульбашок повітря, розривів і плівок. Після цього нафтопродукту дають вільно стікати і в той момент, коли його рівень проходить через мітку „а”, запускають секундомір, а коли він проходить через мітку „б”, секундомір зупиняють. Під час перетікання палива кінець трубки (2) повинен вільно сполучатись з атмосферою.

Визначення повторюють не менше чотирьох разів, причому результати не повинні відрізнятись від середнього арифметичного більше, ніж на ±0,5 % (при визначенні в’язкості при температурах нижче мінус 30°С – не більше, ніж на ±2,5 %). Визначення з більшими відхиленнями до уваги не приймаються.

Кожний віскозиметр має свою постійну, яка записана в його паспорті.

Щоб визначити кінематичну в’язкість нафтопродукту, користуються формулою:

ν = С · τ ; сСт

де С - постійна віскозиметра в ;

τ - середнє арифметичне врахованих відліків часу стікання нафтопродукту в сек.

Приклад: Відліки часу при чотирьох визначеннях в’язкості дизельного пального при 20 °С були рівні: 203,6 сек; 208 сек; 203 сек; 202,2 сек.

Середнє арифметичне цих величин:

τ = = 204,8 (сек).

0,5 % від цієї величини складає 1,024 сек.

Визначення, в якому час витікання був визначений 208 сек, з розрахунку слід виключити, оскільки відхилення перевищує 0,5 %. Середнє арифметичне врахованих відліків:

τ = = 202,9 (сек).

За паспортом постійна віскозиметра дорівнює 0,0154, тоді

ν₂₀ = 0,0154 · 202,9 = 3,12 (сСт).