Определение вязкости дизельного топлива

Приборы и оборудование

Капиллярный вискозиметр, водяной термостат с электроподогревом и

мешалкой, секундомер, стакан емкостью 50–100 мл, образец дизельного то-

плива.

Краткие теоретические сведения

Одним из основных показателей качества дизельных топлив, норми-

руемых стандартом (прил. П 5), является вязкость. Вязкость влияет на прока-

чиваемость топлива по системе питания, на износ приборов системы питания

и процесс смесеобразования.

Вязкость – это внутреннее трение между частицами жидкости, т. е. со-

противление, которое оказывают частицы жидкости их взаимному переме-

щению под действием внешних сил. Вязкость можно измерять в абсолютных

(динамическая, кинематическая) и условных единицах.

Для дизельных топлив принято оценивать кинематическую вязкость.

Она показывает отношение динамической вязкости к плотности жидкости

при той же температуре.

Единицей измерения кинематической вязкости является стокс. Сотая

доля стокса называется сантистоксом и обозначается 1 сСт.

Слишком большая вязкость топлива затрудняет прокачиваемость его

через фильтры и трубопроводы, а также приводит к плохому распылению

при впрыске в цилиндры двигателя.

При малой вязкости ухудшается смазка топливного насоса, возраста-

ет износ плунжерных пар, сокращается цикловая подача из-за подтекания

топлива. На этом основании стандартом ограничены верхний и нижний

пределы вязкости дизельных топлив.

Кинематическая вязкость обычно определяется в капиллярном вис-

козиметре. Для этих целей обычно используются вискозиметры ВПЖ-2 по

ГОСТ 10028–67 (рис. 17) или типа Пинкевича (рис. 18).

М1

М2

Рис. 17. Капиллярный вискозиметр ВПЖ-2.: 1 – узкое колено вискозиметра;

2 – широкое колено; 3 – отводная трубка; 4 – нижнее расширение; 5 – капилляр;

6 – расширение вискозиметра; 7 – верхнее расширение; М1, М2 – метки

М1

М2

Рис. 18. Капиллярный вискозиметр Пинкевича: 1 – узкое колено вискозиметра;

2 – широкое колено; 3 – отводная трубка; 4 – нижнее расширение; 5 – капилляр;

6 – расширение вискозиметра; 7 – верхнее расширение; М1, М2 – метки

Для определения кинематической вязкости используемой жидкости

при стандартных условиях, замеряют время протекания объема жидкости

между метками М1 и М2 через капилляр в расширение 6.

Кинематическая вязкость испытуемой жидкости (в случае ламинар-

ного потока) прямо пропорциональна времени истечения:

g t = с × t,

(9)

где g t – кинематическая вязкость, сСт; с – постоянная вискозиметра, зави-

сящая от геометрических размеров прибора, сСт/с; t – время истечения

жидкости, с.

Постоянная вискозиметра равна отношению кинематической вязко-

сти калиброванной жидкости при температуре 20 °С к среднему времени

истечения ее через капилляр вискозиметра:

С =

g 20

(10)

Порядок выполнения работ

Наливаем в стакан 30–40 мл дизельного топлива, не содержащего

воды и механических примесей. Надев на отводную трубку 3 вискоз и-

метра (см. рис. 17, 18) резиновую трубку длиной 15–20 см перевернуть

вискозиметр и опустить его узкое колено 1 в стакан с образцом топл и-

ва.

Зажать большим пальцем правой руки широкое колено 2 и, взяв

свободный конец резиновой трубки в рот, засосать образец дизельного

топлива. Оно должно заполнить без пузырьков и разрывов всю внут-

реннюю полость от конца колена 1 до метки М 2. В тот момент, когда

уровень топлива (при засасывании) достигнет метки повернуть виск о-

зиметр в нормальное положение, освободить от зажатия широкое кол е-

но и снять резиновую трубку.

Надеть на узкое колено 1 резиновую трубку, погрузить вискози-

метр (примерно до середины верхнего расширения 7) в воду, налитую в

стакан, надеть резиновый манжет на широкое колено 2 и осторожно з а-

крепить его в зажиме штатива, обратив особое внимание на то, что бы

вискозиметр принял вертикальное положение.

При работе с вискозиметром необходимо проявлять максимум о с-

торожности, чтобы не сломать и не загрязнить его. Для этого необх о-

димо соблюдать следующие правила:

– при заполнении, установке и других операциях держ ать виско-

зиметр только за одно колено (широкое или узкое);

– надевая или снимая резиновую трубку, держать вискозиметр за

то колено, на которое надевается или с которого снимается эта трубка;

– не затягивать чрезмерно зажим при закреплении вискозиметра в

штативе.

Установить и поддерживать в термостате необходимую для исп ы-

тания температуру (20 ± 0,1 ºС). Контроль температуры вести по тер-

мометру с ценой шкалы давления 0,1 ºС (рис. 19).

Необходимо избегать перегрева жидкости в термостате сверх задан-

ной температуры, что достигается медленным нагреванием стакана, начи-

ная с того момента, когда температура станет на 3–5 °C ниже заданной.

Выдержать вискозиметр с дизельным топливом при температуре ис-

пытания в течение 10 мин.

Рис. 19. Прибор для определения кинематической вязкости: 1 – термометр;

2 – капиллярный вискозиметр; 3 – резиновая груша; 4 – электроподогрев;

5 – капилляр вискозиметра; 6 – термостат

1. Медленно засосать дизельное топливо, находящееся во время тер-

мостатирования в расширении 6, в узкое колено немного выше метки М1

(рис. 17, 18), следя за тем, чтобы в капилляре 5 и в расширении 4 не обра-

зовывалось пузырьков воздуха и разрыва жидкости.

Наблюдая за опусканием жидкости в расширении, включить секун-

домер в момент прохождения уровня жидкости через метку М1.

Записав время истечения, отмеченное секундомером, с точностью до

0,2 с, повторить опыт не менее двух раз, чтобы получить три замера, отли-

чающихся друг от друга не более чем на 0,5.

2. Вычислить кинематическую вязкость испытуемого дизельного то-

плива при температуре испытания по формуле:

𝛾 = с ∙ 𝜏

Постоянную вискозиметра С взять из паспорта. Значение t берется

как среднее арифметическое из трех отсчетов времени истечения испытуе-

мого топлива.

Результаты вычисления выразить в сСт и округлить, оставив три

значащих цифры (например 0,835; 0,883).

Определение плотности дизельного топлива производится так же,

как и для бензинов (см. лабораторную работу № 1).