ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физические свойства (перевод инж. Э. Н. Железняк) из "Технология переработки нефти" Химику-исследователю и инженеру-химику для химического определения веществ и установления возможности их использования необходимо знать некоторые основные характеристики (свойства) этих веществ. Эти свойства должны легко определяться качественно и количественно, что облегчило бы широкое применение их как для характеристики веществ, так и для выявления их специфики. Для нефтяных масел и парафинов подобными характеристиками являются физические свойства, которые в значительной мере определяют не только номенклатуру существующих в настоящее время продуктов и процессы их разделения и очистки, но и пути дальнейшего развития промышленности. [c.172] Так как большинство нефтепродуктов является практически жидкостями, то вязкость этих продуктов — очень важное свойство. Еще в самом начале развития промышленности вязкость была определена как консистенция нефтепродукта — существенная численная характеристика смазочных матери алов и вообще любой жидкости, перемещаемой в больших количествах. [c.172] Изменения вязкости с температурой, давлением и скоростью сдвига имеют отношение не только к процессу смазывания, но и к такому промышленному процессу, как теплопередача. [c.172] Вязкость и относительная вязкость различных фаз, таких как газ, жидкий нефтепродукт и вода, являются определяющими факторами, вызывающими истечение скопившихся потоков череа пористые нефтеносные образования. Скорость и количество нефти, получаемой из источника, часто регулируются этими свойствами. В табл. 1II-1 представлены значения вязкостей для некоторых распространенных веществ. [c.172] Асфальт и пеки Стекло. ... [c.173] Рассмотрим бесконечный слой жидкости, ограниченный двумя параллельными плоскостями, находящимися на определенном расстоянии, и пусть одна из границ равномерно движется вдоль пленки. Если предположить, что на границах отсутствует скольжение и применимо обычное уравнение непрерывности для несжима-ющейся жидкости, то вязкость будет определена как тангенциальная сила, отнесенная к единице поверхности движущейся границы. [c.173] Подобное определение может быть отнесено к любой жидкости. Однако строго говоря, это определение справедливо лишь для ньютоновских жидкостей, которые обладают тангенциальным торможением, пропорциональным скорости сдвига (по крайней мере для небольших скоростей сдвига). К их числу относится большинство гомогенных жидкостей с низкой и средней вязкостями. [c.173] Подобный прибор является не только самым простым, по и самым точным [2—3], если, конечно, он используется в соответствии с известными принципами и с применением необходимых поправок. Константами таких приборов являются геометрические размеры, которые могут быть измерены с большой точностью. [c.174] Принцип работы прибора дает возможность измерить абсолютное значение вязкости, однако более удобно производить относительные измерения. С этой целью прибор калибруется по какой-нибудь подходящей жидкости с известной вязкостью. Основной эталонной жидкостью является вода, однако в ряде случаев для градуирования прибора применяются и другие жидкости. Обычно фактически измеряется время, необходимое для истечения определенного количества образца из резервуара через капилляр. При этом желательно, чтобы время истечения было достаточно велико. Для любого прибора существует значение вязкости, ниже которого измерение приводит к существенным ошибкам. Обычно верхнего предела для полезной области применения капиллярного вискозиметра не существует за исключением предела, определяемого удобством измерения. Обычно используются вискозиметры с временем истечения от 100 до 1000 сек. [c.174] Единицей кинематической вязкости является стокс стЛ), имеющий размерность см кек. Сантистокс (ст/100) является единицей, применяемой более часто. [c.174] В самом начале развития промышленности вискозиметры, основанные на принципе истечения, развивались опытным путем, и именно они применялись почти до последнего времени. Полученные результаты были выражены как время в секундах, необходимое для истечения определенного объема жидкости из резервуара через капилляр. Этот капилляр обычно был слишком коротким, чтобы можно было применить закон Пуазейля. Наиболее широко распространенными были и остаются вискозиметры типа Редвуда в Англии, Энглера в Германии и Сейболта в США [18]. Приборы Редвуда и Сейболта бывают двух видов, причем в одном их них (Ред-вуд 2 и Фурол) время истечения в 10 раз меньше, чем в другом [19—20]. Таким образом, измерение очень вязких материалов может быть проведено в короткие промежутки времени. Результаты, получаемые на приборе Энглера, выражаются в секундах или в градусах Энглера, которые являются отношением времени истечения жидкости к времени истечения воды. Подобные вискозиметры имеют очень много недостатков и постепенно исчезают, хотя подобная шкала применяется до сих пор. Для продуктов с более высокой вязкостью они дают значения, пропорциональные значениям кинематической вязкости, но для продуктов с меньшей вязкостью это отношение неприменимо. [c.175] В табл. 1П-2 приведено несколько эквивалентных значений вязкостей [29]. [c.176] Соотношение между различными системами изображено на рис. 1П-1. [c.176] Первоначально индекс вязкости был вычислен из эначения вязкости по Сейболту, но впоследствии были построены диаграммы для кинематических вязкостей. В обоих случаях окончательные индексы одинаковы [49—52]. [c.178] Давление, сдвиг а другие факторы. Вязкость нефтяных фракций может значительно увеличиться с увеличением давления. Этот факт подвергается широкому обсуждению, так как, вероятно, оказывает большое влияние на процесс действия смазки [77]. [c.178] Барометрический коэффициент вязкости соответствует температурному коэффициенту даже нри сравнении нефтей абсолютно разного типа [78—80]. Корреляция в координатах log у (кинематическая вязкость) — давление для различных нефтей, дала удовлетворительные результаты вплоть до значения вязкости в 20 ООО пз. [c.178] Бил [87] показывает, что логарифм вязкости для стабильных нефтей, имеющих при температуре кипения вязкость от 0,7 до 500 СПЗ, при температуре и давлении резервуара правильно уменьшается с увеличением количества растворенных газов. Вязкость попутных газов при низких давлениях уменьшается с молекулярным весом, однако при высоком давлении и температуре в двухфазной области вязкость увеличивается с молекулярным весом [88-89]. [c.179] Сейчас хорошо известно, что высокие скорости сдвига могут уменьшать вязкость жидкости. Это особенно правильно для полимеров с высоким молекулярным весом или для смесей таких полимеров (вязкостные присадки и депрессаторы, вносимые в смазочные масла). При этом возможны два явления. [c.179] Первое явление — уменьшение вязкости с увеличением скорости сдвига — является временным. При прекращении сдвига значение вязкости возвращается к первоначальному или близкому ему значению. Это явление хорошо изучено для так называемых неньютоновских жидкостей [89—92]. [c.179] Вернуться к основной статье