油品機(jī)械雜質(zhì)及運(yùn)動(dòng)粘度的測定

油品機(jī)械雜質(zhì)及運(yùn)動(dòng)粘度的測定第一頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日機(jī)械雜質(zhì)的定義機(jī)械雜質(zhì)：是指存在于油品中不溶于規(guī)定溶劑（汽油、苯等）的雜質(zhì)。這些雜質(zhì)一般指的是砂子、塵土、鐵屑和礦物鹽（如氧化鐵）以及不溶于溶劑的有機(jī)成分，如瀝青質(zhì)和炭化物等。

來源：石油產(chǎn)品中機(jī)械雜質(zhì)是在加工精制、運(yùn)輸、儲(chǔ)存時(shí)混入的，例如用白土精制的油品可能混人白土粉末;由于油罐、油槽車、輸油管線內(nèi)壁受氧化產(chǎn)生的鐵銹以及流量表、管線閥門、油泵等磨損所產(chǎn)生的金屬末，都可能混人油品中;某些重油，如渣油型齒輪油中的瀝青質(zhì)，也被當(dāng)做機(jī)械雜質(zhì)。

第二頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日機(jī)械雜質(zhì)的危害機(jī)械雜質(zhì)的危害主要表現(xiàn)在：

燃料油中的機(jī)械雜質(zhì)會(huì)堵塞濾清器和噴油嘴，使供油不正常，嚴(yán)重時(shí)中斷供油;潤滑油中的機(jī)械雜質(zhì)會(huì)加劇摩擦表面的磨損和堵塞濾網(wǎng);

潤滑脂中的機(jī)械雜質(zhì)同樣能增加機(jī)械的摩擦和磨損，破壞潤滑作用，而且不能用沉降、過濾等方法除去。

所以潤滑脂中機(jī)械雜質(zhì)比潤滑油含機(jī)械雜質(zhì)危害性更大。測試方法：

輕質(zhì)油品的機(jī)械雜質(zhì)測定，通常用目測法，如發(fā)生爭執(zhí)時(shí)，按GB/T511-1988、SH/T0093-1991方法進(jìn)行測定;

對于重質(zhì)油品，測定應(yīng)按GB/T511-1988方法進(jìn)行。

潤滑脂采用顯微鏡法（SH/T0336-1992（2004））測定其機(jī)械雜質(zhì)的大小和含量（YT-0336系列產(chǎn)品）。第三頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日機(jī)械雜質(zhì)測定儀機(jī)械雜質(zhì)測定儀：

是根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T511《石油產(chǎn)品和添加劑機(jī)械雜質(zhì)測定法(重量法)》規(guī)定的要求設(shè)計(jì)的，適用于測定石油產(chǎn)品中的各類輕烴、重質(zhì)油、潤滑油及添加劑的機(jī)械雜質(zhì)的含量。方法要點(diǎn)：

稱取一定量的試樣，溶于所用的溶劑中，用己恒重的濾器（或?yàn)V紙）過濾，然后稱出留在濾器（濾紙）上的雜質(zhì)質(zhì)量，并汁算出試樣中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。第四頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日儀器結(jié)構(gòu)和原理儀器結(jié)構(gòu)如圖1、加熱漏斗

2、加熱器3、吸濾瓶4、真空吸氣嘴5、真空吸力閥6、加熱器電壓表7、電壓調(diào)節(jié)旋鈕8、加熱開關(guān)9、電源開關(guān)10、電熱板第五頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日機(jī)械雜質(zhì)測定儀實(shí)物圖第六頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日簡略步驟準(zhǔn)備工作將不超過容器容積3／4的試樣，搖動(dòng)5分鐘，石蠟和粘稠石油產(chǎn)品預(yù)先加熱到40—80℃，潤滑油的添加劑預(yù)先加熱到70—80℃，然后攪拌5分鐘。定量濾紙恒重，稱準(zhǔn)至0.0002g，重復(fù)至連續(xù)兩次稱量差值不超過0.0004g。實(shí)驗(yàn)步驟從混合好的石油產(chǎn)品中稱取試樣，100℃粘度不大于20mm2

／s，稱取100g，大于20mm2／s，稱取25g；蠟和難過慮的潤滑油稱取50g，以上均稱準(zhǔn)至0.5g；機(jī)械雜質(zhì)含量大于1％的重油試樣稱取10g，稱準(zhǔn)至0.1g，添加劑試樣稱取5—10g，稱準(zhǔn)至0.02g。上述試樣用熱溶劑油稀釋倍數(shù)依次為，2—4倍，4—6倍，5—10倍，10—12倍。第七頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日簡略步驟趁熱用恒重過的濾紙過濾，抽濾速度應(yīng)控制在使濾液成滴狀，而不允許成線狀。熱過濾時(shí)不要使所過濾的溶液沸騰。用熱溶劑油沖洗沉淀，將帶沉淀的濾紙放入已恒重的稱量瓶中，105—110℃烘干不少于1h，干燥器中冷卻30min，稱準(zhǔn)至0.0002g，至連續(xù)兩次稱量差值不超過0.0004g為止。如果機(jī)械雜質(zhì)含量不超過石油產(chǎn)品或添加劑的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求的范圍，第二次干燥及稱量處理可以省略。第八頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日機(jī)械雜質(zhì)測定注意事項(xiàng)測定機(jī)械雜質(zhì)應(yīng)注意以下事項(xiàng)：(1)稱取試樣必須先搖勻。(2)所有溶劑在使用前應(yīng)過濾。(3)所選用濾紙的疏密、厚薄以及溶劑的種類、數(shù)量最好是相同的。(4)空濾紙不能和帶沉淀的濾紙?jiān)谕缓嫦淅镆黄鸶稍?、以免空濾紙吸附溶劑及油類的蒸汽，影響恒重。(5)到規(guī)定的冷卻時(shí)間后，應(yīng)立即稱重。以免時(shí)間拖長后，由于濾紙的吸濕作用影響恒重。第九頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日機(jī)械雜質(zhì)測定注意事項(xiàng)(6)過濾操作應(yīng)嚴(yán)格遵照重量分析的有關(guān)規(guī)定。(7)所用的溶劑應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)的具體情況及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)規(guī)定去選用，不得亂用。(8)測定雙曲線齒輪油、飽和氣缸油等潤滑油的機(jī)械雜質(zhì)時(shí)，要注意濾紙上的殘?jiān)杏袩o砂子及其摩擦性物質(zhì)，因?yàn)檫@些產(chǎn)品規(guī)定不許有砂子及其它摩擦物。第十頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日2.運(yùn)動(dòng)粘度的測定運(yùn)動(dòng)粘度

表示液體在重力作用下流動(dòng)時(shí)內(nèi)摩擦力的量度，其值為相同溫度下液體的動(dòng)力粘度與其密度之比，以米2/秒表示，習(xí)慣用厘斯為單位，在溫度t℃時(shí)，運(yùn)動(dòng)粘度用符號γ表示，1厘斯=10-6米2/秒＝1毫米2/秒。

動(dòng)力粘度

在流體中取兩面積各為1cm2,相距1cm，相對運(yùn)動(dòng)速度為1

cm/s時(shí)所產(chǎn)生的阻力稱為動(dòng)力粘度。以CCS測定儀來測量，在國際單位制中，動(dòng)力粘度單位是mPa.s。第十一頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日運(yùn)動(dòng)粘度單位換算第十二頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日運(yùn)動(dòng)粘度單位換算1厘泊（1cp）=1毫帕斯卡*秒（1mPa*s）100厘泊（100cp）=1泊（1p）=0.1帕斯卡*秒（0.1Pa*s）1沱（1st）=10-4m2/s1厘沱（1cst）=10-6m2/s=1mm2/s厘斯（cst）是運(yùn)動(dòng)粘度的最小單位。厘泊（cp）是動(dòng)力粘度的最小單位，運(yùn)動(dòng)粘度是液體在重力作用下流動(dòng)時(shí)內(nèi)摩擦力的量度，在國際單位制中以mm2/s表示。.

動(dòng)力粘度表示液體在一定剪切應(yīng)力下流動(dòng)時(shí)內(nèi)摩擦力的量度，其值為所加于流動(dòng)液體的剪切應(yīng)力和剪切速率之比，在國際單位制中以Pa·s表示，習(xí)慣用cp表示。1cP=10-3Pa·s=1mPa·s。

第十三頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日粘度和化學(xué)組成的關(guān)系粘度與化學(xué)組成的關(guān)系：

油品粘度與它的化學(xué)組成密切相關(guān)，它反映了油品烴類組成的特性；油品粘度通常隨著它的餾程增高而增加。但同一餾程的餾分，因化學(xué)組成的不同，粘度大小也不同，其烷烴粘度<異構(gòu)烷烴<環(huán)烷烴；同一碳數(shù)時(shí)，烷烴粘度<環(huán)烷烴粘度；在單環(huán)和雙環(huán)烴化合物中，環(huán)烷、環(huán)烷一芳烴的粘度>芳烴粘度，但在三環(huán)及三環(huán)以上的化合物中，芳烴的粘度卻高于環(huán)烷烴及環(huán)烷一芳烴粘度，而且在環(huán)狀化合物中隨著側(cè)鏈長度的增加及側(cè)鏈數(shù)目的增加，粘度增加。潤滑油中希望粘度大而且隨著溫度的變化而粘度變化較小的烴類。所以少環(huán)長側(cè)鏈的烷烴一環(huán)烷烴、芳香烴，是潤滑油的理想組分。而多環(huán)短側(cè)鏈的稠環(huán)芳烴及膠質(zhì)是潤滑油的非理想組分，應(yīng)在潤滑油精制中除去。

第十四頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日粘度對生產(chǎn)和使用的意義粘度對生產(chǎn)和使用的意義：

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粘度是評價(jià)油品流動(dòng)性能的指標(biāo)。在油品的流動(dòng)和輸送過程中，粘度對流量和壓力降的影響很大，因此在工藝設(shè)計(jì)計(jì)算中，粘度是不可缺少的物理參數(shù)之一。

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粘度可決定加工工藝條件，確定餾分的切割范圍，及判斷潤滑油的精制深度。潤滑油精制中，多環(huán)短側(cè)鏈的稠環(huán)芳烴及膠質(zhì)，除去的越多，精制后油品粘度越小。通常，未經(jīng)精制的餾分油粘度>經(jīng)硫酸精制的餾分油粘度>用選擇溶劑精制的餾分油粘度。

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粘度是噴氣燃料油的重要指標(biāo)之一。因?yàn)閲姎馊剂系恼扯葘θ剂响F化程度影響最大，而燃料油霧化的好壞決定噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)在不同溫度下能否達(dá)到所必須的霧化程度，所以在噴氣燃料規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定了20℃及-40℃時(shí)的粘度要求。

第十五頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日粘度對生產(chǎn)和使用的意義◆

粘度是柴油的重要性質(zhì)之一，它可決定柴油在內(nèi)燃機(jī)內(nèi)霧化及燃燒的情況，粘度過大噴油咀噴出的油滴顆粒大，霧化狀態(tài)不好，空氣混合不充分，燃燒不完全，影響發(fā)機(jī)功率消耗；粘度過小，易揮發(fā)，損失大，同時(shí)會(huì)影響油泵潤滑，增加拉塞磨損。

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粘度是潤滑油最重要的質(zhì)量指標(biāo)，若使用過大粘度的潤滑油時(shí)則會(huì)降低發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，增大燃料的消耗，也容易造成發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難。若使用粘度過小的潤滑油導(dǎo)致該潤滑部位難形成油膜，造成兩相磨擦面之間成為“干磨擦”，達(dá)不到潤滑目的，增大機(jī)器的磨耗。

潤滑油的牌號大部分在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中，以運(yùn)動(dòng)粘度的平均值來劃分，如冷凍機(jī)油、機(jī)械油等以50℃運(yùn)動(dòng)粘度的平均厘斯數(shù)劃分，內(nèi)燃機(jī)潤滑油、汽缸油、齒輪油等按100℃運(yùn)動(dòng)粘度的平均里斯數(shù)劃分。正確選擇一定粘度的潤滑油，充分發(fā)揮潤滑油的作用，保證發(fā)動(dòng)機(jī)處于穩(wěn)定可靠的工作狀況。粘度過大，會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難。增大燃抖油的消耗，降低發(fā)動(dòng)機(jī)功率；若粘度過小，會(huì)降低油膜支撐能力，使摩擦面之間不能保持連續(xù)的潤滑層，增加機(jī)件磨損。

第十六頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日運(yùn)動(dòng)粘度的測定方法（1）泊肅葉（poiseuille）法，通過測定在恒定壓強(qiáng)差作用下，流經(jīng)一毛細(xì)管的液體流量來求；（2）轉(zhuǎn)筒法，在兩筒軸圓筒間充以待測液體，外筒作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，測內(nèi)筒受到的粘滯力矩；（3）阻尼法，測定扭擺、彈簧振子等在液體中運(yùn)動(dòng)周期或振幅的改變；（4）落球法，通過測量小球在液體中下落的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來求。第十七頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日毛細(xì)管法毛細(xì)管測量法必須滿足如下條件：1.毛細(xì)管中流體的流動(dòng)狀態(tài)必須為層流狀態(tài)，即為平行線狀流動(dòng)；2.毛細(xì)管為足夠長的直管，并且管徑均勻一致；3.流體的體積不隨環(huán)境壓力的變化而變化；4.附著在毛細(xì)管壁的流體不存在滑動(dòng)現(xiàn)象；5.流體為牛頓流體，并且流速均勻一致。第十八頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日毛細(xì)管法測定原理：在一定溫度下，當(dāng)液體在直立的毛細(xì)管中，以完全濕潤管壁的狀態(tài)流動(dòng)時(shí)，其運(yùn)動(dòng)粘度與流動(dòng)時(shí)間成正比。測定時(shí)，用已知運(yùn)動(dòng)粘度的液體作標(biāo)準(zhǔn)，測量其從毛細(xì)管粘度計(jì)流出的時(shí)間，再測量試樣自同一粘度計(jì)流出的時(shí)間，則可計(jì)算出試樣的粘度。

其中m為毛細(xì)管末端校正參數(shù)，r/L＜＜1時(shí)m=1第十九頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日毛細(xì)管法1.儀器

毛細(xì)管粘度計(jì)、恒溫浴、

溫度計(jì)、秒表

2.試劑

恒溫浴液、乙醇、

鉻酸洗液、石油醚

3.試樣

機(jī)油或其他石油產(chǎn)品

第二十頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日毛細(xì)管法實(shí)驗(yàn)步驟

1）選取毛細(xì)管粘度計(jì)并洗凈

取一支適當(dāng)內(nèi)徑的毛細(xì)管粘度計(jì)，用輕質(zhì)汽油或石油醚洗滌干凈。

2）裝標(biāo)準(zhǔn)試樣

在支管D處接一橡皮管，用軟木塞塞住管身2的管口，倒轉(zhuǎn)粘度計(jì)，將管身1的管口插入盛有標(biāo)準(zhǔn)試樣（20℃蒸餾水）的小燒杯中，通過連接支管的橡皮管用洗耳球?qū)?biāo)準(zhǔn)樣吸至標(biāo)線m2處，然后捏緊橡皮管，取出粘度計(jì)，倒轉(zhuǎn)過來，擦干管壁，并取下橡皮管。

3）將橡皮管移至管身1的管口，使粘度計(jì)直立于恒溫浴中，使其管身下部浸入浴液。在粘度計(jì)旁邊放一支溫度計(jì)，使其水銀泡懷毛細(xì)管的中心在同一水平線上。恒溫浴內(nèi)溫度調(diào)至20℃，在此溫度保持10min以上。

第二十一頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日毛細(xì)管法4）用洗耳球?qū)?biāo)準(zhǔn)樣吸至標(biāo)線m以上少許，停止抽吸，使液體自由流下，注意觀察液面，當(dāng)液面至標(biāo)線m，啟動(dòng)秒表；當(dāng)液面至標(biāo)線m2，按停秒表。記下由m至m2的時(shí)間，重復(fù)測定4次，各次偏差不得超過0.5%，取不少于三次的流動(dòng)時(shí)間的平均值作為標(biāo)準(zhǔn)樣的流出時(shí)間τ20標(biāo)。

5）傾出粘度計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)樣，洗凈并干燥粘度計(jì)，用同粘度計(jì)按上述同樣的操作測量試樣的流出時(shí)間τ20樣。6）在不同溫度下操作時(shí)做相應(yīng)調(diào)整

第二十二頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日毛細(xì)管法數(shù)據(jù)記錄與處理

記錄表格

νt樣=K×τt樣（K=νt標(biāo)/τt標(biāo)）第二十三頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日測定時(shí)間的影響測定不同溫度時(shí)的粘度，規(guī)定試樣的流動(dòng)時(shí)間的原因：

在動(dòng)力粘度及運(yùn)動(dòng)粘度測定中，規(guī)定γ40、γ50、γ100粘度測定時(shí)，試樣在毛細(xì)管中流動(dòng)時(shí)間為300±180秒；在測定γ20液體燃料油粘度時(shí)，試樣流動(dòng)時(shí)間可減少到60秒；而在測定0℃及0℃以下高粘度潤滑油的粘度時(shí)，試樣流動(dòng)時(shí)間又可增加到900秒(15分鐘)，其主要目的是限制液體在毛細(xì)管中流動(dòng)的速度，保證液體在毛細(xì)管內(nèi)為層流狀態(tài)，若液體流速過快，超過一定范圍，使有規(guī)則的層流運(yùn)動(dòng)受到破壞，使流體質(zhì)點(diǎn)交錯(cuò)而又混亂地向前運(yùn)動(dòng)變成紊流，這樣就不符合層流狀態(tài)的粘度測定公式，同時(shí)流動(dòng)時(shí)間過短，讀數(shù)也易出現(xiàn)誤差，使計(jì)算結(jié)果偏差太大。如果液體在毛細(xì)管內(nèi)流動(dòng)時(shí)間過長，速度過慢，由于測定時(shí)間內(nèi)不易保持恒溫，往往由于溫度的波動(dòng)，而使測定結(jié)果不準(zhǔn)。

第二十四頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日溫度對測定時(shí)間的影響粘度測定時(shí)，試驗(yàn)溫度不同，恒溫時(shí)間也不同：

粘度測定時(shí)，試驗(yàn)溫度不同，粘度計(jì)在恒溫浴中恒溫時(shí)間也不同，例如：試驗(yàn)溫度20℃恒溫時(shí)間為10分鐘；試驗(yàn)溫度40℃、50℃時(shí)，恒溫時(shí)間15分鐘；試驗(yàn)溫度100℃，恒溫時(shí)間為20分鐘。這是因?yàn)?，與室內(nèi)溫度的溫差越大，達(dá)到恒溫時(shí)間越長，在測定粘度時(shí)，嚴(yán)格按規(guī)定恒溫，是保證測定結(jié)果準(zhǔn)確性的重要因素之一，因?yàn)橐后w石油產(chǎn)品的粘度隨溫度的升高而減少，隨溫度的下降而增大，哪怕是極微小的溫度波動(dòng)(超過±0.1℃)也會(huì)使粘度測定結(jié)果產(chǎn)生較大的偏差，因此在粘度測定中，必須嚴(yán)格按規(guī)定時(shí)間恒溫。

第二十五頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日運(yùn)動(dòng)粘度測定注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)◎

粘度計(jì)必須干燥透明，無油污、無水垢，如連續(xù)使用沾有污垢時(shí)，要用鉻酸洗液洗滌，再用水、蒸餾水、95%乙醇依次洗滌，然后放入烘箱中烘干或用通過棉花濾過的熱空氣吹干，方可使用，用后倒出試油，用汽油、石油醚細(xì)心洗滌，管外用自來水或洗衣粉沖洗，放入烘箱中烘干，備下次使用。

◎

粘度計(jì)安裝時(shí)，必須用鉛垂線調(diào)整成垂直狀態(tài)，因?yàn)槿粽扯扔?jì)傾斜時(shí)，就會(huì)改變液柱高度，使靜壓力減少及內(nèi)摩擦力增大，影響測定結(jié)果的準(zhǔn)確。

◎

溫度計(jì)的安裝：要使溫度計(jì)水銀球的位置接近粘度計(jì)毛細(xì)管中央點(diǎn)的水平面，并使溫度計(jì)上要測溫的刻度位于恒溫浴液上10毫米處，否則溫度計(jì)讀數(shù)t應(yīng)減去液柱露出部分的補(bǔ)正數(shù)Δt，才能準(zhǔn)確地量出液體的溫度。

第二十六頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日運(yùn)動(dòng)粘度測定注意事項(xiàng)◎

毛細(xì)管粘度計(jì)安裝恒溫浴中時(shí)，必須把毛細(xì)管粘度計(jì)的擴(kuò)張部分浸入一半以上，防止試油試驗(yàn)中露出恒溫浴液面影響測定結(jié)果?！?/p>

要正確的選擇毛細(xì)管。即試樣在毛細(xì)管內(nèi)流動(dòng)時(shí)間不能少于200秒。若流動(dòng)時(shí)間過快液體在毛細(xì)管內(nèi)流動(dòng)時(shí)會(huì)變成湍流而不適用于伯努力方程(Poiseuille)造成計(jì)算公式的偏差。另一方面若流速過快易造成視覺的偏差，而影響了分析的精度。

◎

必須控制水浴溫度，因?yàn)闇囟仁钦扯葴y定重要條件之一，它隨溫度的增高而粘度減小。那怕是微小的溫度的變化，也能導(dǎo)致粘度有較大的變化。

◎

裝入試樣時(shí)不許有氣泡存在，否則會(huì)形成“氣阻”而增大試樣的流動(dòng)時(shí)間。從而使結(jié)果偏高。

第二十七頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日運(yùn)動(dòng)粘度測定注意事項(xiàng)◎測定粘度的試樣必須先脫水和過濾：

測定粘度的試油要先脫水，然后用濾紙過濾以除去機(jī)械雜質(zhì)，這是因?yàn)樗拇嬖诓坏加性囉腕w積，而且水的粘度小密度大，在較高的測定溫度下，它會(huì)氣化，低溫時(shí)又凝結(jié)，影響液體石油產(chǎn)品在粘度計(jì)中的正常流動(dòng)，使測定結(jié)果偏低或偏高，而機(jī)械雜質(zhì)混入試油中哪怕微量也會(huì)粘附在毛細(xì)管內(nèi)壁阻礙液體的正常流動(dòng)，增長流動(dòng)時(shí)間，使測定結(jié)果偏高，嚴(yán)重時(shí)堵塞毛細(xì)管，影響粘度測定，使平行測定結(jié)果不重復(fù)，所以必須進(jìn)行脫水及過濾。第二十八頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日DYH—103A石油產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)粘度測定儀

執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：GB/T265石油產(chǎn)品運(yùn)