Вязкость
Вязкостью называется свойство жидкостей и газов оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой. Для характеристики нефтепродуктов используются показатели кинематической, динамической и условной вязкости. Единицы кинематической (ν) и динамической (m) вязкости охарактеризованы в приложении. Условная вязкость измеряется в градусах ВУ (если испытание проводится в стандартном вискозиметре по ГОСТ 6258-85), секундах Сейболта и секундах Редвуда (если испытание проводится на вискозиметрах Сейболта и Редвуда). Соотношение между различными единицами динамической и кинематической вязкости приведено в табл.
Для расчета вязкости индивидуальных углеводородных газов применяется формула m = Т(6,6-2,25 lg М)·10-8, где μ - динамическая вязкость, Па·с; Т- температура, К; М – молекулярная масса.
Вязкость газов и жидкостей зависит от температуры. Зависимость между температурой нефтепродукта и его вязкостью описывается формулой Вальтера:
lg (nt + 0,8)=A-BlgT, где (nt – вязкость, сСт; Т – температура, К; А и В – константы, которые определяются, если известны значения вязкости при двух различных температурах.
Для расчета кинематической вязкости нефтепродуктов ν20 и ν50, сСт, предложены эмпирические формулы:
- для дизельных фракций, у которых плотность r204=0,77 – 0,90,
ln(20 + 0,5) = 14,83r204 - 12,035;
2) для керосина ln(ν50 + 0,35) = 17,25r204 - 14,535.
Для определения вязкости нефтепродуктов при различных температурах можно использовать номограммы, составленных Г.В.Виноградовым по формуле Вальтера. При пользовании этой номограммой прямыми линиями соединяют попарно точки, соответствующие значениям вязкости при трех известных температур с точками этих температур. Проведенные линии либо пересекаются в одной точке (фигуративная точка) или образуют треугольник (в этом случае фигуративной точкой служит центр тяжести треугольника). Если затем требуется определить вязкость при какой-либо другой температуре, то проводят прямую линию через точку, соответствующую заданной температуре, и фигуративную точку до пересечения со шкалой вязкости. Если требуется определить температуру, при которой продукт будет иметь заданную вязкость, то проводят прямую линию от точки на шкале вязкости через фигуративную точку до шкалы температур.
Вязкость нефтепродуктов не является аддитивным свойством. Для расчета вязкости смесей предложены различные формулы и номограммы. Номограмма Г.В. Виноградова, составленна на основе формулы
lg (νсм + 0,8)=(1-q/100) lg (νA + 0,8) – q/100) lg (νB + 0,8),
где q – содержание высоковязкого продукта; νA<νB
Пример. Даны вязкости двух продуктов при одной и той же температуре (5 и 15 сСт). Требуется найти вязкость смеси, в которой содержится 60% более вязкого продукта. Соединяют точку 5 сСт левой шкалы с точкой 0%, а точку 15 сСт – с точкой 100%. Затем соединяют точку пересечения двух прямых с точкой 60% и продолжают прямую линию до шкалы вязкостей, получая на последней ответ: 9,2 сСт.
Таблица
Переводные множители для расчета вязкости
Кинематическая вязкость ν
Единицы |
мм2/с |
см2/с |
м2/с |
м2/ч |
мм2/с (сСт) |
1 |
10-2 |
10-6 |
3,6·10-3 |
см2/с (Ст) |
102 |
1 |
10-4 |
0,36 |
м2/с |
106 |
104 |
1 |
3,6·103 |
м2/ч |
2,78·102 |
2,78 |
2,78·10-4 |
1 |
Динамическая вязкоcть μ
Единицы |
Микро-пуаз |
Санти-пуаз |
Пуаз [г/(см·с)] |
кг/(м·с) |
кг/(м·ч) |
кг·с/м2 |
Па·с |
Микропуаз |
1 |
10-4 |
l0-6 |
10-7 |
3,6·10-4 |
1,02·10-8 |
10-7 |
Сантипуаз |
104 |
1 |
10-2 |
10-3 |
3,6 |
1,02·10-4 |
10-3 |
Пуаз [г/(см·с)] |
l06 |
102 |
1 |
10-1 |
3,6·102 |
1,02·10-2 |
10-1 |
Па·с[кг/(м·с)] |
107 |
103 |
10 |
1 |
3,6·103 |
1,02·10-1 |
1 |
кг/(м·ч) |
2,78·103 |
2,78·10-1 |
2,78·10-3 |
2,78·10-4 |
1 |
2,84·10-3 |
2,78·10-4 |
кг·с/м2 |
9,81·107 |
9,81·103 |
9,81·102 |
9,81 |
3,53·104 |
1 |
9,81 |
