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柴油的粘度
1.質(zhì)量要求
黏度是保證車用柴油正常輸送,、霧化、燃燒及油泵潤滑的重要質(zhì)量指標,。黏度關(guān)系到發(fā)動機供油系統(tǒng)（濾清器,、油泵、噴嘴）的正常工作,，黏度過大,，油泵效率降低，發(fā)動機的供油量減少，同時噴油嘴噴出的油射程遠,，油滴顆粒大,，不均勻，霧化狀態(tài)不好,，與空氣混合不均勻,，燃燒不*，甚至形成積碳,；黏度過小,，則影響油泵潤滑，加劇磨損,，而且噴油過近,，造成局部燃燒，同樣會降低發(fā)動機功率,。因此,，高、中,、低速柴油機均需要有一個適宜黏度范圍的燃料,。
輕柴油和車用柴油對黏度的質(zhì)量要求是：黏度適宜，即具有良好的流動性,，以保證高壓油泵的潤滑油和噴油霧化的質(zhì)量,，利于形成良好的混合氣。
2.評定指標及意義
黏度是液體在一定剪切應力流動時內(nèi)摩擦力的量度,。黏度有動力黏度與運動黏度之分,，兩者有簡單的換算關(guān)系，車用柴油的黏度用運動黏度評價,。
動力黏度是表示液體在一定剪切應力下流動時內(nèi)摩擦力的量度,。當流體處于層流狀態(tài)時，符合以下的牛頓黏性定律公式：
τ＝F/S＝μdν/dx
中 τ----剪切應力,，即單位面積上的剪力,，Pa;
S----相鄰兩層流體的接觸面積，㎡,；
F----相鄰兩層流體相對運動時產(chǎn)生的剪力（或稱為內(nèi)摩擦力）,，N
dν/dx---在與流動方向垂直方向上的流體速度變化率，稱為速度梯度,，S-1
μ----流體的黏滯系數(shù),，又稱動力黏度，簡稱黏度,，Pa·s
符合上式關(guān)系的流體稱為牛頓型流體,。黏滯系數(shù)是衡量流體黏性大小的指標,，稱為動力黏度，簡稱黏度,。其物理意義是：當兩個面積為1㎡,，垂直距離為1m的相鄰流體層，以1m/s的速度作相對運動時所產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力,。
運動黏度則是液體在重力作用下流動時內(nèi)摩擦力的量度,。其數(shù)值為相同溫度下液體的動力黏度與其密度之比，如下式：
νt=μt/ρt
式中： νt ----－油品在溫度t時的運動黏度,，㎡/s;
μt ----－油品在溫度t時的動力黏度,，Pa·s
ρt----－油品在溫度t時的密度，㎏／M3
實際生產(chǎn)中,，常用㎜2／s作為油品運動黏度單位,，1㎡/s＝106㎜2／s
黏度與流體的化學組成密切相關(guān),。通常,，當碳原子數(shù)相同時，各種烴類黏度大小排列的順序是：
正構(gòu)烷烴＜異構(gòu)烷烴＜芳香烴＜環(huán)烷烴,，且黏度隨環(huán)數(shù)的增加及異構(gòu)程度的增大而增大,。在油品中，環(huán)上碳原子在油料分子中所占比例越大,，其黏度越大,，表現(xiàn)為不同原油的相同餾分，含環(huán)狀烴多的（特性常數(shù)K值?。┯推繁认鄬Ψ肿淤|(zhì)量的增大,，分子間引力增大，則黏度也增大,，故石油餾分越重,，其黏度越大（見表3-2）。我國輕柴油和車用柴油按牌號對20℃的運動黏度有不同的要求,，詳見表3-1.
表3-2 不同類型原油一些餾分的運動黏度比較
| 序號 | 餾程／℃ | 大慶原油 | 羊三木原油 | ||||
| ρ20/ （g/cm3） | K | ν50 ／（㎜2／s） | ρ20/ （g/cm3） | K | ν50 ／（㎜2／s） | ||
| 1 2 3 4 5 | 200-250 250-300 300-350 350-400 400-450 | 0.8039 0.8167 0.8283 0.8368 0.8574 | 11.90 12.08 12.28 12.49 12.57 | 11.90 12.08 12.28 12.49 12.57 | 0.8630 0.8900 0.9100 0.9320 0.9433 | 11.12 11.13 11.21 11.25 11.34 | 1.71 3.43 7.87 23.97 146.29 |
3.測定方法
柴油運動黏度的測定按GB/T 265-88《石油產(chǎn)品運動黏度測定法和動力黏度計算法》進行,，主要儀器是玻璃毛細管黏度計，該法適用于屬于牛頓型流體的液體石油產(chǎn)品,。其原理是依據(jù)泊賽耳方程式：
μ＝πγ4pτ/8VL （3-7）
式中 μ----試樣的動力黏度,，Pa／s ，γ----毛細管半徑,，m
L----毛細管長度,，m V----毛細管流出試樣的體積，m3
τ----試樣的平均流動時間（多次測定結(jié)果的算術(shù)平均值）,，s
P----使試樣流動的壓力,，N／㎡
如果試樣流動壓力改用油柱靜壓力表示,，即P=hρg,再將動力黏度轉(zhuǎn)換為運動粘度，則式（3-7）改寫為：
ν＝μ／ρ＝﹙πγ4 hρgτ﹚／﹙8VLρ﹚＝﹙πγ4 hg﹚·τ／﹙8VL﹚
（3-8） 式中：ν----試樣的運動粘度,，㎡／s
h----油柱高度,，m
g----重力加速度，m／s2
對于的毛細管粘度計,，其直徑,、長度和液柱高度都是定值，即γ,、V,、L 、h,、g均為常數(shù),，因此（3-8）可改寫為：
ν＝Cτ （3-9） C＝﹙πγ4 hg﹚／﹙8VL﹚
式中 C----毛細管黏度計常數(shù)，㎡／s2
其他符號意義同式（3-8）,。毛細管粘度計常數(shù)僅與粘度計的幾何形狀有關(guān),，而與測定溫度無關(guān)。式（3-9）表明液體的運動黏度與流過毛細管的時間成正比,。因此,，只要預先測得毛細管粘度計常數(shù)，就可以根據(jù)液體流出毛細管的時間計算其黏度,。測定時,，把被測試樣裝入直徑合適的毛細管粘度計中，在恒定的溫度下,，測定一定體積試樣在重力作用下流過該毛細管粘度計的時間,，粘度計的毛細管常數(shù)與流動時間的乘積即為該溫度下試樣的運動黏度。
由于油品的黏度與溫度有關(guān),，故式（3-9）可改為：
νt＝Cτt （3-10）
式中 νt----在溫度t時,，試樣的運動黏度，㎜2／s;
τt----在溫度t時,，試樣的平均流動時間,，s
表3-3 玻璃毛細管黏度計規(guī)格型號
| 型號 | 毛細管內(nèi)徑/㎜ |
| BMN-1 BMN-2 BMN-3 BMN-4 | 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 5.0 6.0 1.0 1.2 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 1.0 1.2 1.5 2.0 2.5 3.0 |
在SH／他0173-92《玻璃毛細管粘度計技術(shù)條件》中規(guī)定，應用于石油產(chǎn)品黏度檢測的毛細管粘度計分為四種型號,，見表3-3.測定時,，應根據(jù)試樣黏度和試驗溫度選擇合適的黏度計，必須滿足試樣流動時間不少于200s,，內(nèi)徑為0.4㎜的黏度計流動時間不少于350s,。
不同的毛細管黏度計，其常數(shù)C值不盡相同,，其測定方法如下：用已知黏度的,，在規(guī)定條件下測定其通過毛細管粘度計的時間,，再根據(jù)式（3-8）計算出C,測定時，要注意選用的標準液體其黏度應與試樣接近,，以減少誤差,。通常，不同規(guī)格的黏度計出廠時,，都給出C的標定值,。
1. 影響測定的主要因素
（1）溫度 油品黏度隨溫度變化很明顯，為此規(guī)定試驗溫度必須控制恒定在所要求溫度的±0.1℃以內(nèi),，否則即使是極小的波動,，也會使測定結(jié)果產(chǎn)生較大的誤差。
為維持穩(wěn)定的測定溫度,，要求試驗使用的恒溫浴高度不小于180㎜,，容積不小于2L，設有自動攪拌裝置和能夠準確調(diào)溫的電熱裝置,。根據(jù)測定條件,，要在恒溫浴內(nèi)注入表3-4中列舉的一種液體。
表3-4 不同測定溫度下使用的恒溫浴液體
| 測定溫度／℃ | 恒溫浴液體 |
| 50-100 20-50 0-20 0-﹙-50﹚ | 透明礦物油①,、丙三醇（甘油）水 水與冰的混合物或乙醇與干冰（固體二氧化碳）的混合物 乙醇與干冰的混合物（若沒有乙醇,，可用車用無鉛汽油代替） |
① 恒溫浴中的礦物油加有抗氧化添加劑,，以防止氧化,，延長使用時間。
（2）流動時間 試樣通過毛細管黏度計的流動時間要控制在不少于200s,，內(nèi)徑為0.4㎜的粘度計流動時間不少于350s,。以確保試樣在毛細管內(nèi)處于層流狀態(tài)，符合式（3-10）的使用條件,，試樣通過時間過短,，易產(chǎn)生湍流，會使測定結(jié)果產(chǎn)生較大偏差,；通過時間過長,，不易保持溫度恒定，也可引起測定偏差,。
（3）黏度計位置 黏度計必須調(diào)整成垂直狀態(tài),，否則會改變液柱高度，引起靜壓差的變化,，使測定結(jié)果出現(xiàn)偏差,。黏度計向前傾斜時，液面壓差增大,，流動時間縮短,，測定結(jié)果偏低,。黏度計向其他方向傾斜時，都會使測定結(jié)果偏高,。
（4）氣泡的產(chǎn)生 吸入黏度計的試樣不允許有氣泡,，氣泡不但會影響裝油體積，而且進入毛細管后還能形成氣塞,，增大流體流動阻力,，使流動時間增長，測定結(jié)果偏高,。
（5）試樣預處理 試樣必須脫水,、除去機械雜質(zhì)。試樣含水在較高溫度下進行測定時會氣化,；在低溫下測定時則會凝結(jié),，均影響試樣的正常流動，使測定結(jié)果產(chǎn)生偏差,。雜質(zhì)的存在,，易黏附于毛細管內(nèi)壁，增大流動阻力,，使測定結(jié)果偏高,。
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