и транспортуванні її по трубопроводах, прокачиваемость палив у двигунах внутрішнього згоряння, поведінка мастил в механізмах [1].
Щоб оцінити ефективність підігріву нафти для перекачування, в'язкість її визначають при температурах 20 і 50 о С. В'язкість нафти тим більше, чим вище її відносна щільність і менше вміст у ній світлих нафтопродуктів (особливо бензину). Однак при рівних цих показниках в'язкість нафт із зміною температури може змінюватися по-різному залежно від їх групового хімічного складу.
Основний закон вязкостного течії встановлений Ньютоном:
,
де F - тангенсальная сила, що викликає зрушення шарів один щодо одного, Н;
S - площа шару, м2;
dv/dx - градієнт швидкості, з - 1.
Коефіцієнт пропорційності називається динамічною в'язкістю.
Розрізняють динамічну, кінематичну і умовну в'язкість. Кінематична в'язкість нафт різних родовищ змінюється в досить широких межах (0,02-5,0) 10-4 м2/с при 20 оС [3].
Динамічна в'язкість вимірюється в Пуаз. Кінематична в'язкість чисельно дорівнює відношенню кінематичної в'язкості нафтопродукту до його щільності і вимірюється в Стокса.
Для порівняльної оцінки високов'язких нафтопродуктів і подібних їм рідин користуються також умовною в'язкістю, під якою розуміється відношення часу витікання з стандартного віскозиметра (ГОСТ 1532-54) певного обсягу випробуваної рідини до часу закінчення такої ж кількості дистильованої води при 20 оС [5].
В'язкість при даній температурі визначається за формулою:
,
де - час витікання нафтопродукту при даній температурі;- Водне число віскозиметра.
Для взаємного перерахунку різних одиниць в'язкості користуються формулами, таблицями і програмами.
Всі віскозиметри за принципом дії поділяються на такі групи [5]:
) Капілярні віскозиметри, засновані на визначенні плинності рідини через капіляри. З цієї серії найбільше застосування отримали віскозиметри Оствальда-Пінкевич і Фогеля-Освага;
Рис. 9. Скляний капілярний віскозиметр: 1 - вимірювальний резервуар; 2 - капіляр; 3 - приймальний посудину; M1 і М2 - мітки, службовці для вимірювання часу витікання рідини з вимірювальний резервуара.
) Прилади для визначення в'язкості за швидкістю падіння тіла або по загасання коливань твердого тіла в випробуваної рідини (віскозиметри Гуревича, Гепплера).
Рис. 10. Розріз віскозиметра Гепплера: 1 - настановні гвинти; 2 -ватерпас; 3 - запірна гайка; 4 - вимірювальна трубка; 5 - запірна пробка; 6 - термостатирует сорочка; 7 - термометр; 8 - фіксатор.
) Ротаційні віскозиметри Метод визначення в'язкості приладами даного типу полягає у вимірюванні крутного моменту при круговому сдвиговом перебігу матеріалу з постійною швидкістю в тонкому кільцевому шарі (в зазорі між коаксіально розташованими циліндрами).
Рис. 11. Ротаційний віскозиметр РВ - 7 (із заданим моментом, що крутиться): 1 - внутрішній циліндр, що обертається; 2 - зовнішній нерухомий циліндр; 3 - вісь обертається системи; 4 - термостат; 5 - мішалка термостата; 6 - термопари; 7 - шків; 8 - гальмо; 9 - нитка; 10 - блок; 11 - вантаж, що обертається шків. Швидкість обертання шківа визначають за швидкості опускання вантажу.
) Вискозиметр з вібруючим зондом заснований на зміні резонансної частоти коливань в рідині різної в'язкості. Так як частота буде залежати і від щільності вимірюваної рідини, деякі моделі дозволяють визначати цю щільність незалежно від в'язкості, тоді як інші використовують задане відоме значення щільності [6].
Рис. 12. Вібраційний віскозиметр: 1 - U-подібний камертон; 2 - постійні магніти; 3 - чутливі електроелементи; 4 - пластини, що визначають рівень занурення чутливих елементів в досліджувану рідину; 5, 6 - котушки відповідно управління і приводу; 7 - розділовий конденсатор; 8 - колекторна ланцюг транзистора; 9 - опір; 10 - плата; 11 - частотометр; 12 - посудина з досліджуваною рідиною.
) Вискозиметр бульбашкового типу заснований на визначенні параметрів руху бульбашки газу, вільно спливаючого у в'язкому середовищі.
1.5 Визначення коефіцієнта поверхневого натягу нафтопродуктів
Якщо поверхню рідини уявити собі як натягнуту еластичну мембрану, то поверхневий натяг рідини можна розглядати як силу, яка діє на одиницю довжини лінії, що обмежує поверхню рідини, і прагне цю поверхню стягти або зменшити [5].
На думку Гаусса, для того, щоб збільшити поверхню S рідини на величину dS, треба затратити деяку енергію dr, яка для однієї і тієї ж величини dS буде залежати від величини поверхневого натягу рідини. Таким чином:
Поверхневі явища відіграють велику роль у сучасних процесах нафтопереробки. Це пов'язано з...
