Файл: Методические указания Теоретическая часть.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.01.2024

Просмотров: 53

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Цель работы: Научиться определять различныевиды вязкости, знакомство с их значением для оценки качества нефтепродуктов.

Методические указания
Теоретическая часть

Вязкость - важный параметр, используемый при проектировании разработки нефтяных месторождений, выборе способа транспортировки и схемы переработки нефти. Величина вязкости является также характеристикой показателей качества нефтепродуктов - топлив, масел, битумов.

Вязкостью называется свойство жидкостей оказывать сопротивление перемещению одной части жидкости относительно другой под усилием сдвига.

На вязкость нефти и нефтепродуктов существенное влияние оказывают температура и структура углеводородов. С понижением температуры вязкость возрастает. Она существенно повышается с ростом разветвленных цепей в молекулах алканов и нафтенов, увеличением числа циклов в молекулах. Наименьшей вязкостью и наиболее пологой кривой вязкости обладают алифатические углеводороды. Наибольшей вязкостью и наиболее крутой кривой вязкости – ароматические.

Большое практическое значение имеет вязкость топлив и масел. От вязкости топлив зависит надежность работы и долговечность топливной аппаратуры, возможность использования топлива при низких температурах, противоизносные свойства, процесс испарения и сгорания топлива. Вязкостные свойства масел определяют возможность обеспечения жидкостного трения, эффективность охлаждения трущихся поверхностей, легкость пуска двигателя, прокачиваемость масла по смазочной системе.

Изменение вязкости масел при изменении температуры численно характери-зуется индексом вязкости, отражающим пологость вязкостно-температурной кривой. По индексу вязкости оценивают пригодность масел для данных условий работы механизмов.Индекс вязкости определяется по номограмме (прил.11) по известным значениям кинематической вязкости при двух температурах (обычно 50 и 100°С). С улучшением качества масла его индекс вязкости возрастает.
В нефтепереработке используют динамическую, кинематическую и

условную вязкость.

Динамическая вязкостьμхарактеризует внутреннее трение жидкости и входит в известное уравнение Ньютона (1.1).


Единица измерения динамической вязкости в СИ – паскаль на секунду

(Па⋅с).Единица динамической вязкости в технической системе называется пуазом

(Пз). Для определения динамической вязкости требуется источник постоянного

давления (постоянно приложенного напряжения) на жидкость. Величина, обратная динамической вязкости, называется текучестью.
В технологических расчетах чаще используют кинематическую вязкостьν, представляющую собой отношение динамической вязкости к плотности при одной и той же температуре:

ν=μ/ρ (1.1)
Единицей кинематической вязкости в СИ является квадратный метр на секунду (м2/с). Дольная единица квадратный миллиметр на секунду (мм2/с) соответствует одному сантистоксу (Ст).

Для характеристики вязких нефтепродуктов иногда применяют условную вязкость (ВУ). Она выражается отношением времени истечения 200 мл нефтепродукта из стандартного вискозиметра при температуре испытания к времени истечения такого же количества дистиллированной воды при 20°С. Условная вязкость измеряется в градусах ВУ – °ВУ или Е. Условную вязкость используют для оценки вязких (тяжелых) нефтепродуктов и выражают условными единицами, градусами или секундами. Для пересчёта кинематической вязкости в условную используют специальные таблицы или эмпирические формулы, например:
Вязкость нефти и нефтепродуктов уменьшается с повышением температуры.

С повышением давления вязкость нефтепродуктов возрастает, хотя и не столь значительно, как с ростом температуры. Для расчетов можно принять, что до 4 МПа вязкость нефтепродуктов не зависит от давления.

Вязкость смесей жидкостей не может быть определена по правилу

аддитивности, поэтому при смешении двух или более нефтепродуктов вязкость полученной смеси целесообразно определять экспериментально. Однако, дляприближенной оценки иногда пользуются эмпирическими формулами или номограммами, разработанными на их основе. Наиболее часто применяют номограмму (прил. 12), которая позволяет определить вязкость смеси двух нефтепродуктов, взятых в известных соотношениях, или, наоборот, найти соотношение компонентов для получения продукта заданной вязкости. На номограмме для удобства отложены значения вязкости в квадратных миллиметрах на секунду (мм2/с) и ВУ, причем правая ось ординат предназначена для менее вязкого компонента А, левая – для более вязкого компонента В. Следует иметь в виду, что надежность результатов возрастает при работе со смесями, приготовленными из близких по вязкостным свойствам компонентов.

Контрольные вопросы

  1. Как и почему меняется вязкость при повышении температуры?

  2. Что такое структурная вязкость? Каковы основные причины её появления?

  3. Что такое "динамическая вязкость"? "Кинетическая вязкость"?

  4. Перечислите единицы измерения динамической и кинетической вязкости.

  5. В каких единицах измеряется условная вязкость"?

Порядок выполнения работы:

  1. Ознакомиться с теоретической частью методики, сделать конспект.

Выписать все необходимые формулы

  1. Ознакомиться с заданиями и методикой расчёта.

  2. Выбрать свой вариант задания (Таблица 1).

  3. Выполнить задание в соответствии с данными своего варианта.

  4. Ответить на контрольные вопросы.

  5. Оформить отчёт.


Используя свой вариант, выполните следующие задания:

  1. Рассчитайте динамическую вязкость нефтепродукта при 40 ℃, если известна его кинематическая вязкость и плотность при этой же температуре, мм2/с. Для расчётов используйте формулу 1.1

2. Используя формулу 1.2 рассчитать условную вязкость нефти при 20℃ и

50℃ соответственно, если известны её кинематические вязкости при этих

температурах.


  1. С помощью номограммы 10, определите по образцу условную вязкость масляной фракции при заданной температуре, если условная вязкость этой фракции при 100 и 50°С равна соответственно 2,6 и 20°ВУ.

Решение:Для нахождения неизвестной вязкости воспользуемся номограммой

(прил.10). На координатной сетке номограммы обозначим две точки с координатами

100°С и 50°С. Через найденные точки А и В проведем прямую. Отметим

точку С, где прямая пересечет вертикаль, соответствующую 70°С. Проецируя точку С

на ось ординат, получим значение условной вязкости при 70°С: ВУ70=7,1.


  1. Смесь составлена из компонентов А (ν50=12,5 мм2/с) и В (ν50=60 мм2/с).

По номограмме 12 определить: а) вязкость смеси, состоящей из 40% компонента А и 60% компонента В(по объему); б) соотношение в смеси компонентов А и В, при котором кинематическая вязкость ν50= 39 мм2/с. Вязкости компонентов ν50взять из Таблицы 1с заданиями.

Решение: На координатных осях номограммы (12), соответствующих

100% компонента А и 100% компонента В, отложим значения вязкости 12,5 и 60 мм2/с исоединим полученные точки m и n прямой линией. Прямая mn характеризует вязкостьсмеси в зависимости от соотношения компонентов. Для ответа на первый вопрос източки на оси абсцисс, отвечающей составу смеси (40% А и 60% В), восставим перпендикуляр до пересечения с прямой mn. Ордината точки пересечения даст значение кинематической вязкости данной смеси ν50=29,5 мм2/с (на номограмме – сплошная ___линия).

Ответ на другой вопрос находится следующим образом. На оси ординат определяем точку с кинематической вязкостью ν50=39 мм2/с и через прямую mn проецируем ее на ось абсцисс. Получаем соотношение компонентов А – 25% и В – 75% (пунктирная линия)

Варианты заданий к практической работе

(вариант определяется по номеру в журнале) Таблица 1

Вари-ант
ν40, мм2/с
ρ40, г/см3
ν20, мм2/с
ν50, мм2/с
T, ℃
ν50 А
ν50 В

1
9,3
0,8731
61
12
30
3
15

2
6,9
0,8753
63
14
40
4
10

3
9,5
0,8765
65
16
50
5
20

4
6,7
0,8771
67
18
60
3,5
45

5
9,7
0,8793
69
20
80
4,5
15

6
6,5
0,8691
59
11
90
5,5
35

7
9,9
0,8690
57
13
100
6
30

8
6,3
0,8693
55
15
- 30
7
40

9
6,0
0,8695
53
17
- 20
8
50

10
6,1
0,8697
51
19
- 10
9
100

11
7,1
0,8699
62
21
10
10
3

12
6,2
0,8692
64
23
110
20
70

13
7,3
0,8694
66
25
120
50
15

14
6,4
0,8696
68
27
130
100
9

15
7,5
0,8698
60
29
140
150
40

16
6,6
0,8751
52
20
150
200
25

17
7,7
0,8753
54
22
160
300
55

18
6,8
0,8755
56
24
170
400
150

19
7,9
0,8757
58
26
180
125
25

20
7,0
0,8759
50
28
190
30
10

21
7,2
0,8752
71
10
45
40
200

22
8,1
0,8754
73
9
75
60
400

23
7,4
0,8756
75
8
- 25
70
15

24
8,3
0,8758
77
11
- 15
80
30

25
7,6
0,8750
79
13
15
90
9

26
8,5
0,7952
70
18
125
12
45

27
7,8
0,7956
72
14
175
14
4

28
8,7
0,7954
74
16
145
16
3,5

29
8,9
0,7958
76
15
55
18
5

30
8,4
0,7953
78
17
75
25
100



Смотрите также файлы