Как определить вязкость нефтепродуктов?

Вязкость нефтепродуктов является их важным физико-химическим параметром, который используется при расчете нефтяных запасов, учитывается в процессе проектирования разработки месторождений, а также при выборе схемы переработки и способа транспортировки нефти.

Динамическая вязкость (η)
Кинематическая вязкость (ν)
Способ определения параметра ν

Вязкость нефти и нефтепродуктов бывает динамической и кинематической. Разберем эти понятия подробнее.

Динамическая вязкость (η)

Является отношением касательного напряжения, действующего в продукте, к градиенту его скорости, рассчитываемое при заранее заданной температуре.

Единицей измерения этого параметра является паскаль-секунда. Показатель, обратный этому параметру, называют текучесть.

Определение вязкости нефтепродуктов происходит расчетным путем, после засечения времени истечения исследуемого продукта через капиллярные трубки. Для получения её количественного значения используется формула Пуазейля:

η= π p r 4 τ / 8 V L.

Расшифруем эту формулу:

p – давление, под действием которого из капилляра истекает жидкость;
r – значение радиуса самого капилляра;
τ – временной промежуток, за которое жидкость истекает (замер производится специальным прибором – вискозиметром);
V – объем протекающей через капилляр жидкости;
L – это общая длина капилляра.

Методы определения и средства выбираются, исходя из вида исследуемого вещества:

Чтобы определить этот параметр у нефтепродуктов, находящихся в жидком состоянии с показателем вязкости от 1×10 – 6×10 паскаль-секунд, используют автоматические капиллярные приборы.
Для определения этого параметра у тяжелых нефтей, тяжелых нефтепродуктов и битумов, используются устройства ротационного типа.

Кинематическая вязкость (ν)

Рассчитывается как отношение значения динамической вязкости (η) продукта к его плотности (ρ), замеренной при таком же значении температуры.

Вычисляется по формуле:

Необходимость знания этого параметра обусловлено тем, что определение предыдущего параметра (η) подразумевает наличие источника, создающего постоянное давление на исследуемый продукт, что связано с дополнительными трудностями технического характера. Кроме того, результаты таких замеров сложно воспроизвести, а их анализ – достаточно трудоемкий процесс.

Суть методики определения значения кинематической вязкости – замена внешнего источника постоянного давления на вещество на давление столба жидкости, которое равно произведению высоты этого столба, ускорения силы тяжести и плотности жидкости. Такая замена позволила значительно упростить исследования и расчеты, поэтому такой метод получил широкое распространение с использованием стеклянных капиллярных приборов.

Определение этого параметра является обязательным для таких видов товарных продуктов, как дизельные виды топлива и нефтяные смазочные масла.

Способ определения параметра ν

Для замеров этого параметра применяются:

Суть методики – определение времени, за которое определенный объем исследуемого вещества истечет под действием силы тяжести.

Сама процедура проводится с применением стеклянных капиллярных приборов. Для анализа берут вискозиметр с диаметром капилляра, который гарантирует время истечения исследуемого продукта не меньше, чем за 200 секунд. Такую гарантию дают следующие марки: ВНЖТ, ВПЖТ-1 и ВПЖТ-2. Разрешено также применение приборов марок ВНЖ, ВПЖ-1, ВПЖ-2 и ВПЖ-4. При проведении лабораторных исследований наибольшее распространение получили вискозиметры Пинкевича (марки ВПЖТ-2 и ВПЖТ-4).

Суть процесса заключается в следующем:

сухой и чистый прибор заполняется исследуемым продуктом, для чего на трубку отвода надевается трубка из резины.
После этого колено зажимается пальцем и, перевернув прибор, это колено опускается в сосуд с веществом, что позволяет засосать оттуда жидкость при помощи резиновой груши или насоса (при этом заполнение должно проходить до достижения метки, обозначенной М2, а в засасываемом веществе не должно быть воздушных пузырьков);
затем устройство вытаскивают из сосуда и быстро переворачивают в исходное положение;
с внешнего конца колена снимается излишек продукта, после чего на него надевается резиновая трубка;
прибор ставится в термостат таким образом, чтобы расширение не превышало уровень воды;
выдерживают не меньше 15-ти минут;
затем исследуемое вещество засасывается в колено, примерно на треть высоты расширения;
колено соединяется с атмосферой, после чего засекается время движения мениска исследуемого продукта от метки с литерой М1 до метки с литерой М2 (допустимая погрешность – не больше 0,2 секунды);
замеры проводят трижды, и в случае, если их результаты разнятся на больше, чем на 0,2 процента, параметр (ν), измеряемый в миллиметрах в квадрате в секунду (мм²/с) рассчитывается как среднее арифметическое, по следующей формуле:

С – это постоянная вискозиметра ( в мм²/с²);
τ – это среднее арифметическое от трех замеров времени истечения вещества, измеряемое с помощью прибора, в секундах.

Значение η (в мПа/с), в этом случае рассчитывается по следующей формуле:

ν – рассчитанное ранее значение кинематической вязкости (мм 2 /с);
ρ – значение плотности, полученное при такой же температуре, при которой происходило измерение параметра ν (г/см 3 ).

YouTube responded with an error: The request cannot be completed because you have exceeded your <a href="/youtube/v3/getting-started#quota">quota</a>.

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎