Визначення в’язкості палива та оливи



Мета і задачі. Освоїти методи визначення кінематичної в'язкості і розрахунку динамічної в'язкості нафтопродуктів і визначити в'язкість для запропонованих зразків палива та оливи.

Ознайомитися з устаткуванням, освоїти технологію проведення лабораторної роботи. Вивчити конструкцію і режим роботи приладів.

Вміти оперувати одиницями динамічної і кінематичної в'язкості в системі СІ за СТ СЭВ 1052-78 і в технічній системі одиниць; навчитися визначати в'язкість за допомогою віскозиметра Пінкевича.

Лабораторне устаткування і матеріали

Віскозиметр Пінкевича.         Секундомір.

Нафтоденсиметр.                     Зразок палива.

Вода водопровідна.                Електроплитка.

Термометр.                               Циліндр мірний.

Склянка технічна                     Гліцерин

 


ХІД ВИКОНАННЯ РОБОТИ

Визначення в'язкості палива

В'язкість характеризує величину внутрішнього тертя в рідині. За СТ СЭВ 1052-78 "Метрологія. Одиниці фізичних величин" в'язкість рідин і газів характеризується динамічною в'язкістю.

За СТ СЭВ 1494-79 "Нафтопродукти. Метод визначення кінематичної і розрахунок динамічної в'язкості" передбачено визначення кінематичної в'язкості з перерахуванням на динамічну. У діючих ДСТ на нафтопродукти вказується кінематична чи динамічна в'язкість, або і та, і інша.

Динамічну в'язкість (коефіцієнт в'язкості, коефіцієнт внутрішнього тертя) можна визначити з гідродинамічної формули, що виражає силу тертя:

                                             ,                                                    (6.1)

де   - градієнт швидкості в ламінарному потоці рідини;

    S- площа поверхні шару рідини, для якої розраховується сила внутрішнього тертя;

    F- сила внутрішнього тертя;

   -динамічна в'язкість;

     Із формули (6.1) одержимо

                                  ,                                       (6.2)

Кінематична в'язкість – це міра опору плину рідини під впливом гравітаційних сил. Вона виміряється на приладі названому віскозиметром.

Кінематичною в'язкістю називають величину, рівну відношенню динамічної в'язкості рідини  до її щільності , тобто:

                                              ,                                                                    (6.3)

Таблиця 6.1

Одиниці вимірювання вязкості в різних системах

В'язкість Система СІ СГС Співвідношення одиниць

Кінематична

м2 Ст (стокс) -
мм2 сСт (сантістокс) 1 сСт = 1 мм2

Динамічна

Па*с П (пуаз) 1 П= 1 Па*с
мПа*с сП (сантіпуаз) 1 сП= 1 мПа*с

 

В'язкість палива впливає на прокачування його по трубопроводам, через фільтри, на тонкість розпилювання палива форсунками двигуна.

При малій в'язкості палива покращується дрібність розпилювання його форсункою і зменшується далекобійність паливного факелу, збільшується величина втрат палива через зазори прецизійних деталей паливної апаратури (ПА).

Збільшення в'язкості палива зменшує втрати в ПА, розпил стає більш грубим, далекобійність паливного факелу зростає, що може привести до потрапляння палива на стінки камери згоряння і погіршення сумішоутворення.

Процес сумішоутворення в дизелі "відрегульований" заводом-виробником двигуна на стандартне дизельне паливо, в'язкість якого за ДСТ на паливо для автотракторних дизелів при 200С повинна бути не менш 1,8 сСт і не більш 8,0 сСт.

Для визначення кінематичної в'язкості користуються віскозиметром Пінкевича (рис. 6.1), який являє собою U подібну трубку з двома кульками 1 і капіляром 2 в одному з колін.

Віскозиметр заповнюють випробуваним паливом в обсязі, рівному обсягу двох кульок, і встановлюють за допомогою штатива в склянку з водою; обидві кульки повинні бути занурені в рідину. Воду в склянці нагрівають до 20 0С і підтримують її постійною на протязі 10 хвилин, щоб нафтопродукт у віскозиметрі придбав ту ж температуру.

Після цього через гумову трубку, надіту на кінець коліна 3 малого діаметра, закачують нафтопродукт нагору так, щоб його рівень був вище шийки між двома кульками віскозиметра. Коли рівень рідини буде опускатися і досягне риски (а), вмикають секундомір. Зупиняють секундомір у момент проходження рідини через риску (б). Дослід повторюють 2-3 рази. Розбіжність між відліками не повинна бути більш 0,4 с. При проведенні досліду необхідно стежити, щоб усередині нафтопродукту не було пухирців повітря.

За отриманими відліками знаходять середнє значення часу, виражене в секундах. Знаючи цей час і постійну віскозиметра, підраховуюэмо кінематичну в'язкість  за формулою:

,                                                          (6.4)

де С – постійна даного віскозиметра, що визначається шляхом градуювання приладу на стандартних рідинах з відомими вязкостями; постійна віскозиметра вказується в його паспорті і виражається в мм22;

 - середнє значення часу, протягом якого рідина протікає в обсязі однієї кульки через капіляр, с.

Динамічну в'язкість досліджуваного палива обчислюємо за формулою (6.3), попередньо визначивши щільність палива при тій же температурі, що і для визначення в'язкості, тобто 20 0С.

 

Рис. 6.1 Віскозиметр Пінкевича

а і б− відповідно верхня і нижня риски;

1 – кульки віскозиметра; 2 – капіляр; 3 – кінець коліна малого діаметру.

 

Результати визначення кінематичної і динамічної в'язкості, округлені до 0,1 % виміряної чи розрахованої величини (відповідно), записують у звіт як у системі СІ, так і СГС, як остаточні.

Динамічна в'язкість  обчислюється за формулою 6.3

 

,

де ;

       .

Визначення в'язкості оливи

Для оцінки експлуатаційних якостей оливи велике значення має її в'язкість. Картерна олива в двигунах внутрішнього згоряння виконує три основні функції – це змащення тертьових поверхонь, охолодження їх і ущільнення зазорів між ними. Виконати ці функції може тільки та олива, яка буде мати відповідну в'язкість.

При виборі оливи потрібно враховувати умови роботи двигуна, час року і технічний стан двигуна. Для того самого двигуна, але працюючого в різних умовах, варто вживати оливи різної в'язкості.

Двигуни, що працюють у холодний час року, мають потребу в оливі меншої в'язкості, чим ті двигуни, що працюють улітку. Чим більшою швидкістю володіють тертьові деталі, тим в'язкість оливи повинна бути менша, інакше будуть великі витрати потужності на подолання внутрішнього тертя оливи. Економічність двигуна, що працює на оливі з меншою в'язкістю, звичайно підвищується. Оливи з підвищеною в'язкістю необхідні для сильно зношених деталей двигунів, що працюють з великим постійним навантаженням.

Ступінь зміни в'язкості олив у залежності від зміни температури є їх найважливішою експлуатаційною характеристикою.

Для визначення в'язкості оливи при 50 0С підбирається віскозиметр із діаметром 1,5-2,0 мм. Заповнювати його рекомендується оливою з температурою 40-50 0С. Температура води в склянці, у яку занурюють віскозиметр, може дорівнювати 51 0С , час витримки віскозиметра не менш 10 хв.

Для температури визначення 100 0С в склянку заливаємо гліцерин, температура якого може бути 102 0С, а час витримки віскозиметра не менш 15 хв.

Для кожної температури дослід повинний проводитися тричі, з метою зменшення похибки досліду.

Так як з нагріванням в'язкість оливи падає, для 100 0С підходить віскозиметр із діаметром капіляра 0,8-1,0 мм.

Більш детальну інформацію можна знайти в додатку 4.

 

Лабораторна робота №7


Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 60; Мы поможем в написании вашей работы!






Мы поможем в написании ваших работ!