Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 [ 22 ] 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106

производится с их помощью. Эти приборы отличаются простотой, требуют малого количества жидкости, дешевы и дают достаточно точные результаты. К числу их недостатков относится невозможность измерения вязкости очень вязких жидкостей.

Второе место занимают ротационные вискозиметры. Эти приборы обеспечивают однородное поле напряжения в жидкости и позволяют измерять вязкость с высокой точностью. Сложность конструкции ротационных вискозиметров ограничивает их применение. К недостаткам их следует также отнести накопление в деформируемой жидкости диссипированного тепла. В капиллярных приборах это тепло уносится вместе с протекающей жидкостью. Ротационные вискозиметры применяются преимущественно для измерения вязкости дисперсных систем и высоковязких жидкостей и дополняют капиллярные приборы.

К простым приборам относятся также вискозиметры с падающим шариком, но с их помощью можно получить хорошие результаты только у вязких и вполне однородных жидкостей.

Для измерения пластичности и вообще реологических свойств веществ наряду с вязкостью необходимо определять предельные напряжения сдвига и модули упругости. Принципиально такие измерения могут производиться в вискозиметрах всех перечисленных групп, но в то время как при вискозиметрии измеряют значительные деформации (например, протекание всего исследуемого объема жидкости через капилляр), при определении модуля упругости и предельного напряжения сдвига наблюдают малые деформации. Для измерений малых деформаций более удобны вискозиметры с взаимно смещающимися цилиндрами или пластинками и ротационные вискозиметры.

Если при определении вязкости жидкостей наблюдают только скорость деформации при постоянном напряжении, то при изучении пластичных тел измеряют также силу, вызывающую начало течения, и размер деформации при различных нагрузках ниже предела текучести. Отличие пластометров от вискозиметров заключается в том, что первые снабжены приспособлениями для варьирования напряжения. Вискозиметры для исследования аномалии вязкости имеют устройства для изменения скорости течения жидкости (в частности, капиллярные вискозиметры - установки для изменения разности давлений на концах капилляра).

В нефтяной вискозиметрии капиллярные приборы являются основным типом вискозиметров для светлых нефтепродуктов и минеральных масел при положительных температурах. При низких температурах для масел применяют как капиллярные, так и ротационные вискозиметры.

М. П. Воларович [17] считает, что для моторных масел капиллярные вискозиметры могут применяться лишь до -10 -20, так как при более низких температурах масла обладают слишком высокой вязкостью для приборов этого типа. В. Л. Вальдма» и А. М. Фомина [16] нашли, что масла с вязкостью Ебо = 12-20 можно исследовать в капиллярном вискозиметре Пинкевича до

-15° и Ашсла с Eso = 5-Ю до -30"". Эти авторы установили также, что для масел с Е50 < 6° кривые Igrj = /(/°), полученные в капиллярных и ротационных вискозиметрах, совпадают до температур порядка -30. У масел с вязкостью Ебо = 10-15 вязкость, ползенная обоими методами, совпадает до температур порадка -10°.

Для изучения консистентных смазок и битумов пользуются преимущественно приборами со смещающимися цилиндрами и пластинками, ротационными вискозиметрами и вискозиметрами С падающими шариками. В последнее время Г. В. Виноградов и В. П. Павлов [18] сконструировали капиллярный вискозиметр для консистентных смазок.

Кроме физически обоснованных вискозиметров, в нефтяных Jибopaтopияx сохранились вискозиметры, устройство которых основано на условных технических методах оценки реологических свойств. Некоторые из них, как, например, методы определения температуры застывания или каплепадения, предназначены для определения температзфы изменения свойств нефтепродуктов. Другие позволяют сравнивать свойства испытуемых веществ с известными или эталонными продуктами. Многие из этих методов страдаЕОт существенными дефектами. Так, в вискозиметре Энглера не всегда обеспечивается ламинарное течение, в приборах для определения температуры застывания недостаточно определено напряжение, да и вообще неясно, наблюдается ли предел текучести или высокая вязкость. Одна из наиболее актуальных задач нефтяной вискозиметрии заключается в замене определения вязкости при ПОМОЩИ условных методов определением простыми, физически обоснованными приборами.

Сложность реологических свойств смазок, масел и топлив при низких температурах, а также недостатки условных технических вискозиметров и пластометров привели к тому, что для оценки механических свойств этих нефтепродуктов в условиях эксплуатации были предложены специальные приборы, представляющие собой модели масляных систем двигателей или других механизмов или непосредственно части этих систем. К ним относятся приборы В. К. Лимаря и В. Г. Сидорова [6], К. С. Рамайя [7] и В. В. Соколова [8] для определения прокачиваемости масел при низких температурах, установка Д. J1. Гольдштейна, 3. В. Векслера и Г. Е. Журавлева [9] для определения нижнего температурного предела эксплуатации дизельных топлив и кинематические пары поршень-цилиндр и вал-подшипник, применявшиеся М. П. Воларовичем [19, 20] для исследования минеральных масел при низких температурах.

Вискозиметры, позволяющие измерять вязкость в абсолютных единицах (пуазах и стоксах), делятся на первичные и вторичные. В первичных вискозиметрах весьма точно определяются размеры прибора, объем протекшей жидкости и напряжение. Они служат для измерения вязкости первичных (калибровочных) жидкостей и для весьма точных измерений вязкости остальных жидкостей.

Абсолютные вискозиметры довольно сложны по устройству и применяются главным образом для специальных физико-химических исследований. Для практических целей пользуются вторичными вискозиметрами, в которых вязкость измеряется путем сравнения скорости течения испытуемой жидкости с эталонной, вязкость которой измерена в первичном вискозиметре.

Основными калибровочными жидкостями служат вода, касторовое масло, раствор сахара в воде, некоторые индивидуальные органические соединения и минеральные масла.

в приложении к ГОСТ 33-46 указаны значения вязкости ряда органических соединений (фенол, анилин, хинолин, этиленгликоль, формамид и т. д.). которые могут применяться в качестве калибровочных жидкостей [92]. В табл. 5 приведены значения вязкости высокое чищенного касторового масла согласно измерениям Кальбаума и Ребера. Плотность исследованного ими образца масла равнялась при 5° 0,9707 г/см, при 40° 0,9464 г/см. Значения вязкости воды при различных температурах даны в табл. 5.

Таблица 5

Вязкость касторового масла при различных температурах

Таблица 6

Вязкость воды при различных температурах

Министерство нефтяной промышленности выпускает калибровочные минеральные масла, приготовленные из авиационного масла МС, масла машинного СУ, трансформаторного масла и очищенного автотракторного дизельного топлива. Эталонные масла хранят в темноте, при комнатной температуре и каждые три месяца проверяют их вязкость. В ГОСТ 33-46 приведены значения вязкости калибровочных жидкостей и характеристика вискозиметров, для которых они рекомендуются. Эти вязкости являются номинальными, уточненные значения даются в соответствующих паспортах на каждую партию.