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大型自動粘度測定儀在石油產品運動粘度測定中的應用

1 前 言
 
粘度是評價油品流動性能的指標, 是油品特別是潤滑油的重要質量標準 ,是工藝計算中不可缺少的物性參數[ 1] 。目前國標規定的粘度測定方法是使用手動粘度測定儀 , 但其操作復雜 , 勞動強度大, 而且系統誤差大。我院**新引進德國 Walter-Herzog 公司生產的 HVM 472 型全自動寬量程**粘度儀,符合 ASTM D 445 -01[ 2] ,其操作簡便、快速, 測定結果精度高, 極大地減輕了分析人員的勞動強度。本文考察了 HVM 472 型自動粘度儀測定石油產品運動粘度時的**佳測試條件及測試結果的重復性,并與現行粘度測試標準方法GB/T265—88[ 3] 作了比較。
 
2 實驗部分
 
2 .1  儀 器
 
HVM 472 型全自動寬量程**粘度儀是一種具有寬粘度測量范圍、雙樣品、雙溫度浴(可分別獨立進行)的粘度測量儀器, 其測量油品的粘度范圍為:
 
0 .5~ 5000cts/40 ℃,0 .5~ 2000 cts/100 ℃, 適用于透

明和不透明液體運動粘度的測定。與目前國標方法采用的手動粘度儀相比較 ,它能夠自行選擇毛細管的測量范圍,減少了操作人員反復選管的麻煩 ;配置的自動多溶劑清洗站 , 能帶壓自動連續清洗和烘干粘度管;能夠一次進樣 26 個樣品進行連續測量。實驗證明 ,該儀器操作簡單、方便、快捷 ,能夠提高分析效率 ,減輕分析人員的勞動強度。
2 .2 工作原理及測量方法
 
毛細管法測定粘度的工作原理基于泊塞耳方
 
程 ,運動粘度 v t(mm2/s)計算公式如下 : vt =C ·τt
式 中 C ——— 粘度常數, mm2/s2
 
τt——— 試樣的平均流動時間, s HVM 472 型自動粘度測定儀配有 3 個測量球
 
(已經校準好粘度常數C1 、C2 、C3),如圖 1 所示 。實驗時 ,將樣品倒入樣品杯中, 將杯放入自動進樣器,在某一恒定的溫度下 ,儀器將自動吸入樣品, 并根據粘度大小 , 自動選擇粘度常數(C1 、C2 或 C3), 經過恒溫后 ,儀器自動測定樣品流過該常數粘度儀的時間,根據粘度計算公式,自動計算出粘度結果。


3 結果與討論
 
HVM 472 型自動粘度儀與手動粘度儀在結構上有很大區別,本節對此作了說明,并與 GB/T265 -88 中的操作條件和測量精度作了比較。
3 .1 兩種粘度儀的結構區別
 
從結構上來看, 手動粘度儀只有一個測量球 ,即只有一個粘度常數(C), 而 HVM 472 型粘度儀卻有三個測量球,有三個粘度常數。
根據泊塞耳方程得出粘度常數 C =πr4 hg/8 VL 式中 r — 毛細管半徑 ,m
 
h — 液柱高度,m g — 重力加速度 ,m/s2

V — 毛細管流出試樣的體積,m 3 L — 毛細管長度 ,m
 
手動粘度儀的測量范圍主要取決于毛細管的半徑 r ,其測量球的體積基本都是一定的, 即毛細管流出試樣的體積 V 是不變的 ,不同半徑的粘度儀測量的粘度范圍不同 ,按標準方法的要求 ,每個粘度儀大約只有 5 倍的粘度測量范圍 ,因此, 人工選管非常麻煩。而自動粘度儀的測量范圍主要取決于毛細管流出試樣的體積 V , 因為粘度儀有三個體積不等的測量球, 毛細管流出試樣的體積 V 是變化的, 而毛細管的半徑 r 是不變的。每個粘度儀具有 100 倍的粘度測量范圍 ,因此其測量范圍很寬 , 減少了人工選管的麻煩 ,實現了儀器的自動化。
3 .2 恒溫時間的確定
 
自動粘度儀取樣量的多少取決于油品粘度的大小,粘度越大取樣量越小 ,這與 GB/T265 -88 規定的取樣量正好相反 , 取樣量的不同將影響油品在浴中的恒溫時間, 所以對自動粘度儀測定不同溫度下油品的恒溫時間與國標(手動粘度儀)中的規定進行了比較,以便找出適合自動粘度儀的操作條件 ,其中手動粘度儀的恒溫時間均為國標規定 , 實驗結果如表 1 、表 2 、表 3 所示。
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