影響油品運動粘度測定因素的分析

張淑霞，文 萍

（中國石油大學（華東）化學工程學院，山東青島266580）

油品的粘度是評價油品流動性能的指標，是油品特別是潤滑油重要的質(zhì)量指標，是流體內(nèi)部阻礙其相對流動的一種特性，是在層流狀態(tài)下反應(yīng)液體流動性能的。在油品輸送和使用過程中，粘度對流量和壓力降影響很大，是石油化工設(shè)計中不可缺少的參數(shù)[1-4]。

現(xiàn)在大多數(shù)采用GB/T265-88 的方法來測定運動粘度，測定過程中受到較多因素的影響，如樣品清潔度、粘度計清潔度、粘度計常數(shù)選擇、流動時間、粘度計位置、水浴溫度等，均對測定結(jié)果產(chǎn)生影響。本文通過實驗測試，主要分析流動時間、水浴溫度以及粘度計的位置這3 個主要因素對運動粘度測定結(jié)果的影響。

1 運動粘度測定原理

在恒定的溫度下，測定一定體積的液體在重力作用下流過一個經(jīng)標定的玻璃毛細管粘度計的時間，粘度計的常數(shù)與流動時間的乘積，即為該溫度下被測液體的運動粘度。

2 實驗部分

2.1 樣品

柴油+真空泵油（比例約為1∶1）。

2.2 實驗儀器

毛細管粘度計一組（粘度計圖見圖1）、石油產(chǎn)品粘度測定儀、秒表、溫度計。

圖1 毛細管粘度計Fig.1 Capillary viscometer

2.3 實驗步驟[5，6]

（1）試樣預處理

（2）裝取試樣：將橡皮管套在選好的粘度計支管上，將粘度計倒置，并用大拇指堵住管口，然后將管身的一端插入小燒杯所盛的試油中，此時用橡皮球從橡皮管的一端將試油吸入粘度計中達到標線b，注意粘度計試油不得產(chǎn)生氣泡和裂隙。從燒杯中提起粘度計，并迅速將它倒置過來，恢復到正常位置，將管身外壁的油擦掉，讓試油自由流下。

（3）恒溫試樣：將粘度計浸入恒溫浴中，并用夾子將粘度計固定在支架上，將粘度計毛細管調(diào)整到垂直位置。恒溫浴為40℃，保持恒定至少15min。

（4）測定流動時間：用橡皮球通過管身套著的橡皮管將試油吸入擴張部分，使油面稍高于標線a，但不得高于恒溫浴的液面，注意不要使液體產(chǎn)生氣泡和裂隙，讓試油自由落下，當液面正好達到標線a時，啟動秒表，當液面下降到標線b 時，停住秒表，記錄試油流經(jīng)的時間。

（5）停止恒溫浴加熱，關(guān)掉電源，清洗儀器。

3 影響因素分析

3.1 試油流過毛細管時間的影響

選取毛細管徑1.0mm 的粘度計，按照規(guī)定，流動時間應(yīng)大于200s[7]。其主要目的是限制液體在毛細管中流動的速度，保證液體在毛細管內(nèi)為層流狀態(tài)，若液體流速過快，使有規(guī)律的層流運動受到破壞，這樣就不是牛頓型流體，不滿足泊氏方程。流動過慢，到時測定的時間內(nèi)不易保持恒溫，使測定結(jié)果不準確。選取不同粘度計在同一個溫度下測定同一個試樣，結(jié)果見表1。

表1 粘度計常數(shù)對運動粘度影響的試驗數(shù)據(jù)Tab.1 Viscometer constant experiment on the influence of kinematic viscosity data

由表1 可以看出，當流動時間小于200s 時，偏差較大，偏差超過4%；當流動時間較大時，偏差也較大，偏差達到3%，而且時間越長，偏差越大。

3.2 水浴溫度的影響

油品的粘度隨溫度的升高而降低，隨溫度的降低而升高，溫度對油品的粘度有很大影響。實驗過程中必須嚴格控制測定溫度，溫度誤差控制在±0.1℃范圍內(nèi)。測定結(jié)果必須標明溫度。根據(jù)實驗步驟，使用同一支粘度計，選取幾個不同的實驗溫度，考察不同試驗溫度對測定結(jié)果的影響，測定結(jié)果見表2。

表2 測定溫度對運動粘度影響的試驗數(shù)據(jù)Tab.2 Determination of temperature effect on kinematic viscosity test data

由表2 可以看出，隨著溫度的升高，運動粘度逐漸減低，而且當溫度波動范圍為±0.2℃時，測量結(jié)果偏差接近2%，偏差范圍較大?？梢?，溫度的細微波動對測量結(jié)果的影響。

3.3 粘度計不同位置的影響

安裝粘度計時，必須用鉛垂線從兩個互相垂直的方向?qū)⒄扯扔嬚{(diào)整成垂直狀態(tài)。因為若粘度計傾斜時，就會改變液柱高度，使靜壓力減少及內(nèi)摩擦力增大，影響測定結(jié)果的準確性。

根據(jù)實驗步驟，選取同一支粘度計，在同一溫度下，安裝位置不同，考察對測定結(jié)果的影響，測定結(jié)果見表3。

表3 粘度計安裝位置對運動粘度影響的試驗數(shù)據(jù)Tab.3 On the impact of viscometer installation location on kinematic viscosity test data

由表3 可以看出，粘度計向粗管方向傾斜，實驗結(jié)果偏??；向毛細管方向傾斜，實驗結(jié)果偏大；向側(cè)方向傾斜，結(jié)果也偏大。

4 結(jié)論

文章根據(jù)GB/T265-88 規(guī)定的實驗步驟，對油品粘度測定的影響因素進行了實驗測試，并進行分析。主要考慮了油品在毛細管中流動時間、水浴溫度變化以及毛細管粘度計的安裝位置這3 個因素對實驗結(jié)果的影響，這3 個因素是此實驗的主要影響因素，當然還受到如：樣品清潔度、毛細管粘度計清潔度、秒表和溫度計的示數(shù)誤差等很多因素的影響。所以，為了得到較為準確的數(shù)值，就應(yīng)嚴格按照試驗步驟要求進行。

［1］孫秀艷.油品粘度分析的研究［J］.遼寧化工，2007，36（11）：790-792.

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［5］胡江勇，郭惠君.石油產(chǎn)品運動粘度測定的影響因素［J］.廣東化工，2010，37（4）：178.

［6］薄麗娟，韓菊花，賈常娟.油劑運動粘度測定方法的探討［J］.黑龍江紡織，2002，（1）:24-25.

［7］李詠，楊曉飛，王堅，等.潤滑油運動粘度測定影響因素分析［J］.實驗科學與技術(shù)，2010，8（4）：16-18.