Мұнай өнімдерінің және мұнайдың тұтқырлығын анықтау

Тұтқырлық, тығыздық сияқты физикалық – химиялық параметрлердің бірі.Түрлері:динамикалық , кинематикалық , шартты.

Динамикалық тұтқырлық η-бұл қозғалыстағы жанама қысымның берілген температурадағы жылдамдық градиентіне қатынасы.(Па∙с)

Пуазейл формуласы: η = πρr⁴τ⁄8VL

Мұндағы, ρ – капиллярдан ағатын сұйықтың қысымы;

r – капилляр радиусы;

τ –cұйық ағатын уақыт;

V - капиллярдан ағатын сұйықтың көлемі;

L - капилляр ұзындығы;

Кинематикалық тұтқырлық – белгілі бір температурадағы динамикалық тұтқырлықтың тығыздыққа қатынасы.

ν = η ⁄ ρ

Өлшем бірлігі м² ∕с.Көбіне мм ² ∕с алынады.Бұл әдісте шыны капиллярлы вискозиметр қолданылады.

Шартты тұтқырлық – 20˚C шартты температурада 200 мл мұнай өнімінің ағуға кеткен уақыттың 20˚C температурадағы дистилденген судың осындай көлеміне қатынасы.

Вискозиметрдің сулы саны деп 20˚C температурадағы көлемі 200 мл суды айтады.Ол әрбір прибор үшін анықталады және оған тұрақты болады.Әдетте сулы сан 49-51c-қа тең болады.

Кинематикалық тұтқырлық (МЕСТ 33-82) дизелді отын мен шайырлы май сияқты мұнай өнімдерін анықтауға арналған.Динамикалық тұтқырлық сұйық мұнай өнімдерін анықтауға арналған,бұл тұтқырлық 1-ден 6∙10^-3 Па∙с аралығында болады және оған автоматтық капеллярлы вискозиметр қолданылады(МЕСТ 7163-84).Табиғи битум,қатты мұнай және мұнай өнімінің динамикалық тұтқырлығын ротациялық вискозиметрмен анықталады.

Мұнай динамикалық тұтқырлығы бойынша 3 классқа бөлінеді:аз(5мПа∙с-тан аз),көтерілген(5-30мПа∙с),жоғары (30мПа∙с-тан жоғары).

Мотор отыны мен отынды газ құбыры мен котелді қондырғыларда айдау тұтқырлығына байланысты болады.Мысалы, тұтқырлығы 0,65 мм² ∕с бензиннен двигател минутына 100 г,ал тұтқырлығы 1,0 мм² ∕с бензиннен 95г құрайды. Техникалық талаптарда тауарлық отын мен майларда тұтқырлық шектеулі болады. Жүргек дизелді отындарда кинетикалық тұтқырлық 20˚C температурада 1,5- 6,0 мм² ∕с болу керек. Температураны төмендеткенде мұнайдың, табиғи битумның, мұнай өнімінің қалдықтарының тұтқырлығы аномалды қасиет көрсетеді. Себебі,мұнай құрамында асфальт – шайырлы заттар және парафиндер кездеседі. Бұл компоненттер белгілі бір температурада дисперсті жүйелер құрады. Бұл ньютондық емес сұйықтың молекулалық құрылысын бұзу жинақтылық шарты деп аталады.

Кинематикалық тұтқырлықты мұнай фракциясы үшін орташа қайнау температурада Вальтер бойынша есептеуге болады:

lg ( ν+0,8)=2,96( 3,696-lgT)( l+ t _кип⁄100) – 4,763,

Мұндағы, ν - кинематикалық тұтқырлық , мм ² ∕с;

t_кип- фракцияның орташа қайнау температурасы, ˚C;

T- тепература, К.

Кинематикалық тұтқырлық 20-50˚C –тағы фракция үшін тығыздық ρ₄²⁰ = 0,77- 0,90 , күкіртті және жоғарғы күкіртті мұнай үшін есептелінетін формула:

ln(ν₂₀ + 0,5) = 14,83 ρ₄²⁰ – 12,035;

ln(ν₂₀ + 0,35) = 17,25 ρ₄²⁰ – 14,535

Шартты тұтқырлық 80-100˚C температурадағы тығыздығы ρ₄²⁰ = 0,94- 0,99 ,тура жанғыш қалдықтарға есептелінетін формула:

ln ВУ ₈₀ = 37,82 ρ₄²⁰ – 34,06 ,

ln ВУ ₁₀₀ = 33,68 ρ₄²⁰ – 30,81

Мұнай өнімінің градусы шартты тұтқырлықты кинематикалық тұтқырлықпенде анықтаймыз:

ν =1-120 мм² ∕с ν_t = 7,31ВУ _t – 6,31 ∕ВУ _t;

ν>120 мм² ∕с ν_t = 7,4ВУ _t не ВУ _t = 0,135 ν

Майдың тұтқырлы-температуралық мәнін есептегенде тұтқырлықтың температуралық коэффициенті мен тұтқырлық индексі алынады.

Сурет 3-Вискозиметрлер

Содан кейін саусақпен колена басылып, висказиметр айналдырылады ең түтікшеге жіберіліп мұнай резиналы грушамен тығыздалынады.Висказиметрді түтікшеден алынып,тез қалпына келтіріледі.Коленаның сыртқы жағы мұнайдан тазартылып,оның түбіне резиналы трубка тағылады.Висказиметрді термостатқа оның капилярлы түтікшесі мұнай өнімінің кеңейген жерінен төмен болатындай етіп орнатыдады.Термостатта 15 минуттан кем емес тұрғаннан кейін кеңейген жерінің 1/3 бқлігіндегі биіктікте коленасына мұнайды (мұнай өнімі) тығыздалып саламыз.Колена атмосферамен байланыстырылып мұнай менискасының М₁ белгісінен М₂ белгісіне жеткенге дейін уақыты жазылады.Егер нәтижелер ұқсас болса ондай жаңдайда кениматикалық тұтқырлықтың арефметикалық ортасы табылады.

υ = Cτ,

С-висказиметр тұрақтысы, мм²/с²;

τ - мұнай өнімінің висказиметрде ағу уақыты,с.

Зерттелінетін мұнай өнімінің динамикалық коефицентін η, мПа*с,мына формула арқылы есептейміз.

η=υρ,

υ - кинематикалық тұтқырлық, мм²/с;

ρ-тұтқырлығы анықталып жатқан кездегі температурадағы тығыздық,г/см

Кинематикалық тұтқырлықты анықтаған кездегі орташа температура аралықтары.