大型自動(dòng)粘度測(cè)定儀在石油產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)粘度測(cè)定中的應(yīng)用

1 前言

粘度是評(píng)價(jià)油品流動(dòng)性能的指標(biāo), 是油品特別是潤滑油的重要質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) ,是工藝計(jì)算中不可缺少的物性參數(shù)^[ ¹^] 。目前G標(biāo)規(guī)定的粘度測(cè)定方法是使用手動(dòng)粘度測(cè)定儀 , 但其操作復(fù)雜 , 勞動(dòng)強(qiáng)度大, 而且系統(tǒng)誤差大。我院**新引進(jìn)德G Walter-Herzog 公司生產(chǎn)的 HVM 472 型全自動(dòng)寬量程**粘度儀,符合 ASTM D 445 -01^[ ²^] ,其操作簡便、快速, 測(cè)定結(jié)果精度高, 極大地減輕了分析人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。本文考察了 HVM 472 型自動(dòng)粘度儀測(cè)定石油產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)粘度時(shí)的**佳測(cè)試條件及測(cè)試結(jié)果的重復(fù)性,并與現(xiàn)行粘度測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)方法GB/T265—88^[ ³^] 作了比較。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2 .1 儀器

HVM 472 型全自動(dòng)寬量程**粘度儀是一種具有寬粘度測(cè)量范圍、雙樣品、雙溫度浴(可分別獨(dú)立進(jìn)行)的粘度測(cè)量儀器, 其測(cè)量油品的粘度范圍為:

0 .5～ 5000cts/40 ℃,0 .5～ 2000 cts/100 ℃, 適用于透

明和不透明液體運(yùn)動(dòng)粘度的測(cè)定。與目前G標(biāo)方法采用的手動(dòng)粘度儀相比較 ,它能夠自行選擇毛細(xì)管的測(cè)量范圍,減少了操作人員反復(fù)選管的麻煩 ;配置的自動(dòng)多溶劑清洗站 , 能帶壓自動(dòng)連續(xù)清洗和烘干粘度管;能夠一次進(jìn)樣 26 個(gè)樣品進(jìn)行連續(xù)測(cè)量。實(shí)驗(yàn)證明 ,該儀器操作簡單、方便、快捷 ,能夠提高分析效率 ,減輕分析人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。
2 .2 工作原理及測(cè)量方法

毛細(xì)管法測(cè)定粘度的工作原理基于泊塞耳方

程 ,運(yùn)動(dòng)粘度 v t(mm²/s)計(jì)算公式如下 : vt =C ·τt
式中 C ——— 粘度常數(shù), mm²/s²

τt——— 試樣的平均流動(dòng)時(shí)間, s HVM 472 型自動(dòng)粘度測(cè)定儀配有 3 個(gè)測(cè)量球

(已經(jīng)校準(zhǔn)好粘度常數(shù)C1 、C2 、C3),如圖 1 所示。實(shí)驗(yàn)時(shí) ,將樣品倒入樣品杯中, 將杯放入自動(dòng)進(jìn)樣器,在某一恒定的溫度下 ,儀器將自動(dòng)吸入樣品, 并根據(jù)粘度大小 , 自動(dòng)選擇粘度常數(shù)(C1 、C2 或 C3), 經(jīng)過恒溫后 ,儀器自動(dòng)測(cè)定樣品流過該常數(shù)粘度儀的時(shí)間,根據(jù)粘度計(jì)算公式,自動(dòng)計(jì)算出粘度結(jié)果。

3 結(jié)果與討論

HVM 472 型自動(dòng)粘度儀與手動(dòng)粘度儀在結(jié)構(gòu)上有很大區(qū)別,本節(jié)對(duì)此作了說明,并與 GB/T265 -88 中的操作條件和測(cè)量精度作了比較。
3 .1 兩種粘度儀的結(jié)構(gòu)區(qū)別

從結(jié)構(gòu)上來看, 手動(dòng)粘度儀只有一個(gè)測(cè)量球 ,即只有一個(gè)粘度常數(shù)(C), 而 HVM 472 型粘度儀卻有三個(gè)測(cè)量球,有三個(gè)粘度常數(shù)。
根據(jù)泊塞耳方程得出粘度常數(shù) C =πr⁴ hg/8 VL 式中 r — 毛細(xì)管半徑 ,m

h — 液柱高度,m g — 重力加速度 ,m/s²

V — 毛細(xì)管流出試樣的體積,m ³ L — 毛細(xì)管長度 ,m

手動(dòng)粘度儀的測(cè)量范圍主要取決于毛細(xì)管的半徑 r ,其測(cè)量球的體積基本都是一定的, 即毛細(xì)管流出試樣的體積 V 是不變的 ,不同半徑的粘度儀測(cè)量的粘度范圍不同 ,按標(biāo)準(zhǔn)方法的要求 ,每個(gè)粘度儀大約只有 5 倍的粘度測(cè)量范圍 ,因此, 人工選管非常麻煩。而自動(dòng)粘度儀的測(cè)量范圍主要取決于毛細(xì)管流出試樣的體積 V , 因?yàn)檎扯葍x有三個(gè)體積不等的測(cè)量球, 毛細(xì)管流出試樣的體積 V 是變化的, 而毛細(xì)管的半徑 r 是不變的。每個(gè)粘度儀具有 100 倍的粘度測(cè)量范圍 ,因此其測(cè)量范圍很寬 , 減少了人工選管的麻煩 ,實(shí)現(xiàn)了儀器的自動(dòng)化。
3 .2 恒溫時(shí)間的確定

自動(dòng)粘度儀取樣量的多少取決于油品粘度的大小,粘度越大取樣量越小 ,這與 GB/T265 -88 規(guī)定的取樣量正好相反 , 取樣量的不同將影響油品在浴中的恒溫時(shí)間, 所以對(duì)自動(dòng)粘度儀測(cè)定不同溫度下油品的恒溫時(shí)間與G標(biāo)(手動(dòng)粘度儀)中的規(guī)定進(jìn)行了比較,以便找出適合自動(dòng)粘度儀的操作條件 ,其中手動(dòng)粘度儀的恒溫時(shí)間均為G標(biāo)規(guī)定 , 實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表 1 、表 2 、表 3 所示。