Федеральное агентство по образованию
ГОУ “Санкт-Петербургский государственный политехнический университет”
Кафедра двигателей внутреннего сгорания
Лабораторная работа № 5
“Определение вязкости и вязкостно-температурных свойств нефтепродуктов”
Санкт-Петербург
2009
Цель работы – экспериментальное определение кинематической и динамической вязкости с помощью приборов, а также расчетное определение величин, характеризующих протекание ВТХ моторного масла.
Вязкостью называется трение, возникающее между молекулами жидкости, перемещающимися под воздействием действующих сил.
Вязкостные свойства являются основным эксплуатационным параметром, по которому производят выбор масла для двигателя. От вязкости зависит сам режим смазки (гидродинамический или другой), затраты энергии на преодоление сил трения и обеспечение циркуляции в системе смазки, уплотнение ЦПГ и быстрота запуска двигателя, охлаждение трущихся деталей, их очистка от загрязнений и т.п. Величина вязкости может быть выражена в единицах динамической и кинематической вязкости, а также в условных единицах, получаемых на различных вискозиметрах: в градусах Энглера, в секундах Редвуда, в секундах Сейболта.
Для определения вязкости нефтепродуктов существуют различные методы. Наиболее распространенный метод определения вязкости масел основан на измерении времени, в течение которого строго определенный объем нефтепродукта вытекает из прибора, называемого вискозиметром.
В России наиболее распространена оценка кинематической вязкости нефтепродуктов по ГОСТ 33-2000 с помощью капиллярного вискозиметра Пинкевича.
За единицу измерения кинематической вязкости принят Стокс (Ст); сотая часть Стокса называется Сантистоксом (сСт). Условное обозначение кинематической вязкости при температуре t – nt. Единицей измерения кинематической вязкости в системе единиц СИ является 1 м2/с. Связь между единицами измерения кинематической вязкости следующая:
1 Ст = 1 см2/с = 10-4 м2/с
1 сСт = 1 мм2/с = 10-6 м2/с
Измерительная аппаратура
Вискозиметр Пинкевича (рис. 1) представляет собой U-образную трубку с тремя расширениями: в одно колено А трубки впаян капилляр 1, переходящий в расширения 2 и 3. В верхней части колена В имеется небольшая отводная трубка 4 для присоединения резиновой трубки для всасывания нефтепродуктов и заполнения вискозиметра, а внизу накопительное расширение 5. Между расширениями 2 и 3 и на самом капилляре 1 имеются метки "а" и "в", по которым замеряется время истечения нефтепродукта.
Рис. 1. Вискозиметр Пинкевича
Для определения кинематической вязкости испытуемого нефтепродукта при заданной температуре выбирают вискозиметр с таким расчетом, чтобы время его истечения было в пределах 180-300 секунд.
Последовательность выполнения работы
При определении вязкости вискозиметр наполняют испытуемым нефтепродуктом. Для этого на отводную трубку 4 колена В надевают резиновую трубку. Зажав пальцем колено В и перевернув вискозиметр, опускают колено А в сосуд с нефтепродуктом и засасывают его до метки "в", следя за тем, чтобы в капилляре и расширениях не образовалось пузырьков воздуха, разрывов и пленок. В тот момент, когда уровень жидкости достигнем метки "в", вискозиметр вынимают из сосуда и быстро перевертывают его в нормальное положение. Снимают с внешней стороны конца колена А избыток нефтепродукта, а с отводной трубки 4 резиновую трубку.
Далее выполняются следующие действия:
1. Наполненный маслом вискозиметр погружают в термостат 6, в котором устанавливают заданную температуру (по термометру 7) и выдерживают при этой температуре примерно 3-5 минут (для выравнивания температур масла и в сосуде-термостате). В зависимости от условий определения в термостат наливают или чистую воду (температура определения от 20°С до 50°С), или воду с поваренной солью (от 50°С до 100°С).
2. При определении кинематической вязкости испытуемый нефтепродукт с помощью резиновой трубки, надетой на колено А, засасывают в расширение 2 немного выше метки "а", следя за тем, чтобы в капилляре и расширении 2 не образовалось пузырьков воздуха, разрывов и пленок.
Наблюдая за опусканием масла в колене А, пускают секундомер точно в тот момент, когда уровень жидкости достигнет метки "а" и останавливают, когда он достигает метки "в". Во время истечения масла из расширения 2 следят за постоянством температуры, перемешивая жидкость в термостате, выключая и включая электроплитку или добавляя холодную воду.
3. Записав время, отмеченное по секундомеру, повторяют определение не менее 3 раз, принимая во внимание только те отсчеты, которые отличаются от среднего арифметического не более чем на 0,5%.
Определение вязкости проводят для двух значений температур.
Для нахождения динамической вязкости определяют плотность масла ρt.
Ареометром определяется плотность нефтепродуктов, имеющих вязкость при температуре 50 градусов по Цельсию не более 200 сСт (рис. 2). Последовательность определения следующая:
1. В цилиндр 2 осторожно наливают испытуемое масло (~ 250 мл).
2. Ареометр 1 медленно и осторожно опускают в испытуемое масло, держа его за верхний конец.
3. После того, как ареометр установится, и прекратятся его колебания, производят отсчет по верхнему краю мениска.
4. Измеряют температуру масла.
5. Отсчет по шкале ареометра дает плотность нефтепродукта при температуре испытания.
Рис. 2. Определение плотности нефтепродуктов ареометром
Результаты испытаний.
Испытуемое масло: LUCOIL-LUX SAE 10W-40 , API SJ/CF
В работе использовался вискозиметр 10756
С – постоянная вискозиметра (С=0,31514)
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
