石油產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)黏度基本知識(shí)認(rèn)知

【任務(wù)目標(biāo)】1．了解石油產(chǎn)品的黏度的概念、種類和相互關(guān)系；2．理解石油產(chǎn)品的運(yùn)動(dòng)黏度的測(cè)定意義；3．熟悉GB／T265《石油產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)黏度測(cè)定法和運(yùn)動(dòng)黏度計(jì)算法》等執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。【任務(wù)描述】任務(wù)3-1-1石油產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)黏度基本知識(shí)認(rèn)知1．任務(wù)：掌握油品黏度基本概念、測(cè)定原理、測(cè)定意義和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，為油品黏度的測(cè)定做好準(zhǔn)備。2．教學(xué)場(chǎng)所：油品分析實(shí)訓(xùn)室任務(wù)3-1-1石油產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)黏度基本知識(shí)認(rèn)知【儲(chǔ)備知識(shí)】一、黏度的表示方法

1．動(dòng)力黏度動(dòng)力黏度又稱為絕對(duì)黏度，簡(jiǎn)稱黏度。物理意義是：當(dāng)兩個(gè)面積為1m2、垂直距離為1m的相鄰流體層，以1m／s的速度作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力。根據(jù)牛頓黏性定律：任務(wù)3-1-1石油產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)黏度基本知識(shí)認(rèn)知

相鄰兩層流體作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，其內(nèi)摩擦力的大小與摩擦面積和速度梯度成正比。黏滯系數(shù)（μ）是與流體性質(zhì)有關(guān)的常數(shù)，流體的黏性越大，μ值越大。因此，黏滯系數(shù)是衡量流體黏性大小的指標(biāo)，稱為動(dòng)力黏度，簡(jiǎn)稱黏度。任務(wù)3-1-1石油產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)黏度基本知識(shí)認(rèn)知

2.運(yùn)動(dòng)黏度

某流體的動(dòng)力黏度與該流體在同一溫度和壓力下的密度之比，稱為該流體的運(yùn)動(dòng)黏度。

實(shí)際生產(chǎn)中常用mm2/s作為油品質(zhì)量指標(biāo)中黏度單位，1m2/s=106mm2/s。

3.恩氏黏度

試樣在規(guī)定溫度下,從恩氏黏度計(jì)中流出200mL所需要的時(shí)間與該黏度計(jì)的水值之比稱為恩氏黏度。其中水值是指20℃時(shí)從同一黏度計(jì)流出200mL蒸餾水所需的時(shí)間。恩氏黏度與運(yùn)動(dòng)黏度可通過(guò)表2-7換算。更高的運(yùn)動(dòng)黏度，需按下式換算：

1.化學(xué)組成通常，當(dāng)碳原子數(shù)相同時(shí)，在各種烴類中黏度大小排列的順序是：正構(gòu)烷烴＜異構(gòu)烷烴＜芳香烴＜環(huán)烷烴且黏度隨環(huán)數(shù)的增加及異構(gòu)程度的增大而增大。

二、影響油品黏度的主要因素影響油品黏度的因素主要有油品的化學(xué)組成、相對(duì)分子質(zhì)量、溫度和壓力等。環(huán)上碳原子數(shù)目在油料分子中所占比例越大，其黏度越大，表現(xiàn)在不同原油的相同餾分中，含環(huán)狀烴多的油品比含烷烴多的油品具有更高的黏度；同類烴中，隨相對(duì)分子質(zhì)量的增大，黏度也增大，所以石油餾分越重，其黏度就越大。任務(wù)3-1-1石油產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)黏度基本知識(shí)認(rèn)知任務(wù)3-1-1石油產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)黏度基本知識(shí)認(rèn)知

2.溫度

溫度對(duì)油品的黏度影響很大。溫度升高，所有石油餾分的黏度都減小，最終趨近一個(gè)極限值，各種油品的極限黏度都非常接近。反之，溫度降低時(shí)，油品的黏度都增大。因此，測(cè)定油品黏度時(shí)要保持恒溫，否則，即便是極小的溫度波動(dòng)，也會(huì)使黏度的測(cè)定結(jié)果產(chǎn)生較大的誤差。黏度隨溫度的變化關(guān)系由如下經(jīng)驗(yàn)式確定：

當(dāng)已知油品兩個(gè)溫度下的黏度,分別帶入上式,即可求出常數(shù)A和B，進(jìn)而可以計(jì)算該油品在任意溫度下的黏度。lg(vt+0.65)=A－BlgT

油品黏度隨溫度變化的性質(zhì)，稱為油品的黏溫特性(或黏溫性質(zhì))。通常由于地區(qū)及氣候條件的改變，潤(rùn)滑油的使用溫度可能發(fā)生很大變化，因而潤(rùn)滑油的黏度也將發(fā)生變化。為正確評(píng)價(jià)油品的黏溫性質(zhì)，在生產(chǎn)和使用中常用黏度比（v50／v100）和黏度指數(shù)（VI）表示油品的黏溫性質(zhì)。任務(wù)3-1-1石油產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)黏度基本知識(shí)認(rèn)知

（1）黏度比：油品在兩個(gè)不同溫度下的黏度之比，稱為黏度比。通常用50℃和100℃時(shí)的運(yùn)動(dòng)黏度比值（v50／v100）來(lái)表示。

（2）黏度指數(shù)：黏度指數(shù)（VI）是衡量油品黏度隨溫度變化的一個(gè)相對(duì)比較值。用黏度指數(shù)表示油品的黏溫特性是國(guó)際通用的方法，目前我國(guó)已普遍采用這種方法。黏度指數(shù)越高，表示油品的黏溫特性越好。

根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）的具體要求，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《石油產(chǎn)品黏度指數(shù)計(jì)算法》中規(guī)定，人為地選定兩種油作為標(biāo)準(zhǔn)，其一為黏溫性質(zhì)很好的H油，黏度指數(shù)規(guī)定為100；另一種為黏溫性質(zhì)差的L油，其黏度指數(shù)規(guī)定為0。將這兩種油分成若干窄餾分，分別測(cè)定各餾分在100℃和40℃時(shí)的運(yùn)動(dòng)黏度，然后在兩種數(shù)據(jù)中，分別選出100℃運(yùn)動(dòng)黏度相同的兩個(gè)窄餾分組成一組，列成表格（表1）。任務(wù)3-1-1石油產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)黏度基本知識(shí)認(rèn)知

表1一些標(biāo)準(zhǔn)油的運(yùn)動(dòng)黏度數(shù)據(jù)任務(wù)3-1-1石油產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)黏度基本知識(shí)認(rèn)知

欲確定某一油品的黏度指數(shù)時(shí)，先測(cè)定它在40℃和100℃時(shí)的黏度，然后在表中找出100℃時(shí)與試樣黏度相同的標(biāo)準(zhǔn)組。當(dāng)試樣的黏度指數(shù)VI＜l00時(shí)，按式（1）計(jì)算黏度指數(shù)。

（1）

若試樣的運(yùn)動(dòng)黏度為2mm2／s＜100＜70mm2／s，可直接查表1（全部數(shù)據(jù)見(jiàn)GB／T1995—1998或各類石油化工圖表集）或采用內(nèi)插法求得L和D值，再代入式（1）計(jì)算。注意黏度指數(shù)的計(jì)算結(jié)果要求用整數(shù)表示，如果計(jì)算值恰好在兩個(gè)整數(shù)之間，應(yīng)修約為最接近的偶數(shù)。例如，79.5應(yīng)報(bào)告為80。任務(wù)3-1-1石油產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)黏度基本知識(shí)認(rèn)知

【例題1】

已知某試樣在40℃和100℃時(shí)的運(yùn)動(dòng)黏度分別為71.20mm2／s和8.85mm2／s，求該試樣的黏度指數(shù)。

解：由100℃時(shí)的運(yùn)動(dòng)黏度8.85mm2／s，查表1并用內(nèi)插法計(jì)算得：L=118.5+×（120.9－118.5）=119.7D=49.75+×（50.96－49.75）=50.36則

VI=×100=×100=96.31VI≈96任務(wù)3-1-1石油產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)黏度基本知識(shí)認(rèn)知

若試樣的運(yùn)動(dòng)黏度100

＞70mm2/s，則需用式（2）、（3）計(jì)算L

和

D，再用式（1）計(jì)算黏度指數(shù)。

（2）

（3）

當(dāng)試樣的運(yùn)動(dòng)黏度指數(shù)VI≥100時(shí)，按式（4）、（5）求算黏度指數(shù)：

（4）

（5）任務(wù)3-1-1石油產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)黏度基本知識(shí)認(rèn)知

三、油品黏度的測(cè)定意義

1．指導(dǎo)工業(yè)生產(chǎn)

黏度是工藝計(jì)算的重要參數(shù)之一。黏度還是油品貯運(yùn)輸送的重要參數(shù)。當(dāng)油品黏度隨溫度降低而增大時(shí)，會(huì)使輸油泵的壓力降增大，泵效下降，輸送困難。一般在低溫條件下，可采取加溫預(yù)熱降低黏度或提高泵壓的辦法，以保證油品的正常輸送。任務(wù)3-1-1石油產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)黏度基本知識(shí)認(rèn)知

2．黏度測(cè)定對(duì)潤(rùn)滑油的意義

黏度是潤(rùn)滑油的重要質(zhì)量指標(biāo)。正確選用黏度合適的潤(rùn)滑油，才能保證發(fā)動(dòng)機(jī)具有穩(wěn)定可靠的工作狀況，達(dá)到最佳工作效率，延長(zhǎng)使用壽命。隨黏度增大，潤(rùn)滑油的流動(dòng)性能變差，使發(fā)動(dòng)機(jī)功率降低，增大燃料消耗。黏度過(guò)大，會(huì)造成啟動(dòng)困難；而黏度過(guò)小，會(huì)降低油膜的支撐能力，使摩擦面之間不能保持連續(xù)的油膜，導(dǎo)致干摩擦，造成發(fā)動(dòng)機(jī)嚴(yán)重磨損，使用壽命降低。

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3．黏度測(cè)定對(duì)柴油的意義

黏度是保證柴油正常輸送、霧化、燃燒及油泵潤(rùn)滑的重要質(zhì)量指標(biāo)。黏度過(guò)大，噴油嘴噴出的油滴射程遠(yuǎn)，顆粒大且不均勻，霧化狀態(tài)不好，油泵效率降低，發(fā)動(dòng)機(jī)的供油量減少，同時(shí)油滴與空氣混合不均勻，燃燒不完全，甚至形成積炭。柴油對(duì)油泵能起潤(rùn)滑作用，若黏度過(guò)小，則影響油泵潤(rùn)滑，增加油泵磨損，而且噴油過(guò)近，造成局部燃燒，同樣會(huì)降低發(fā)動(dòng)機(jī)功率。因此柴油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)黏度范圍有明確的規(guī)定。

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4．黏度測(cè)定對(duì)噴氣燃料的意義

黏度是噴氣燃料的重要質(zhì)量指標(biāo)。燃料霧化的好壞是噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作的重要條件之一。黏度對(duì)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的霧化、供油量和燃料泵的潤(rùn)滑等都有著重要的影響。燃料的黏度過(guò)大，噴射遠(yuǎn)，液滴大，霧化狀態(tài)不好，燃燒不均勻、不完全，發(fā)動(dòng)機(jī)功率就會(huì)降低。同時(shí)燃燒不完全的氣體進(jìn)入燃?xì)鉁u輪后繼續(xù)燃燒，易燒壞渦輪葉片，縮短發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命；黏度過(guò)大還會(huì)降低燃料的流動(dòng)性，減少發(fā)動(dòng)機(jī)的供油量。若燃料的黏度過(guò)小，則噴射近，燃燒區(qū)域?qū)挾?，易引起局部過(guò)熱；另外，由于噴氣燃料本身又是燃料泵的潤(rùn)滑劑，燃料的黏度過(guò)低，還會(huì)增大泵的磨損。

任務(wù)3-1-1石油產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)黏度基本知識(shí)認(rèn)知【拓展練習(xí)】1．油品黏度的表示方法有哪些？2．影響油品黏度的因素有哪些？3．已知試樣在40℃