大型自动粘度测定仪在石油产品运动粘度测定中的应用

1 前 言
 
粘度是评价油品流动性能的指标, 是油品特别是润滑油的重要质量标准 ,是工艺计算中不可缺少的物性参数[ 1] 。目前**标规定的粘度测定方法是使用手动粘度测定仪 , 但其操作复杂 , 劳动强度大, 而且系统误差大。我院**新引进德** Walter-Herzog 公司生产的 HVM 472 型全自动宽量程**粘度仪,符合 ASTM D 445 -01[ 2] ,其操作简便、快速, 测定结果精度高, 极大地减轻了分析人员的劳动强度。本文考察了 HVM 472 型自动粘度仪测定石油产品运动粘度时的**佳测试条件及测试结果的重复性,并与现行粘度测试标准方法GB/T265—88[ 3] 作了比较。
 
2 实验部分
 
2 .1  仪 器
 
HVM 472 型全自动宽量程**粘度仪是一种具有宽粘度测量范围、双样品、双温度浴(可分别独立进行)的粘度测量仪器, 其测量油品的粘度范围为:
 
0 .5~ 5000cts/40 ℃,0 .5~ 2000 cts/100 ℃, 适用于透

明和不透明液体运动粘度的测定。与目前**标方法采用的手动粘度仪相比较 ,它能够自行选择毛细管的测量范围,减少了操作人员反复选管的麻烦 ;配置的自动多溶剂清洗站 , 能带压自动连续清洗和烘干粘度管;能够一次进样 26 个样品进行连续测量。实验证明 ,该仪器操作简单、方便、快捷 ,能够提高分析效率 ,减轻分析人员的劳动强度。
2 .2 工作原理及测量方法
 
毛细管法测定粘度的工作原理基于泊塞耳方
 
程 ,运动粘度 v t(mm2/s)计算公式如下 : vt =C ·τt
式 中 C ——— 粘度常数, mm2/s2
 
τt——— 试样的平均流动时间, s HVM 472 型自动粘度测定仪配有 3 个测量球
 
(已经校准好粘度常数C1 、C2 、C3),如图 1 所示 。实验时 ,将样品倒入样品杯中, 将杯放入自动进样器,在某一恒定的温度下 ,仪器将自动吸入样品, 并根据粘度大小 , 自动选择粘度常数(C1 、C2 或 C3), 经过恒温后 ,仪器自动测定样品流过该常数粘度仪的时间,根据粘度计算公式,自动计算出粘度结果。


3 结果与讨论
 
HVM 472 型自动粘度仪与手动粘度仪在结构上有很大区别,本节对此作了说明,并与 GB/T265 -88 中的操作条件和测量精度作了比较。
3 .1 两种粘度仪的结构区别
 
从结构上来看, 手动粘度仪只有一个测量球 ,即只有一个粘度常数(C), 而 HVM 472 型粘度仪却有三个测量球,有三个粘度常数。
根据泊塞耳方程得出粘度常数 C =πr4 hg/8 VL 式中 r — 毛细管半径 ,m
 
h — 液柱高度,m g — 重力加速度 ,m/s2

V — 毛细管流出试样的体积,m 3 L — 毛细管长度 ,m
 
手动粘度仪的测量范围主要取决于毛细管的半径 r ,其测量球的体积基本都是一定的, 即毛细管流出试样的体积 V 是不变的 ,不同半径的粘度仪测量的粘度范围不同 ,按标准方法的要求 ,每个粘度仪大约只有 5 倍的粘度测量范围 ,因此, 人工选管非常麻烦。而自动粘度仪的测量范围主要取决于毛细管流出试样的体积 V , 因为粘度仪有三个体积不等的测量球, 毛细管流出试样的体积 V 是变化的, 而毛细管的半径 r 是不变的。每个粘度仪具有 100 倍的粘度测量范围 ,因此其测量范围很宽 , 减少了人工选管的麻烦 ,实现了仪器的自动化。
3 .2 恒温时间的确定
 
自动粘度仪取样量的多少取决于油品粘度的大小,粘度越大取样量越小 ,这与 GB/T265 -88 规定的取样量正好相反 , 取样量的不同将影响油品在浴中的恒温时间, 所以对自动粘度仪测定不同温度下油品的恒温时间与**标(手动粘度仪)中的规定进行了比较,以便找出适合自动粘度仪的操作条件 ,其中手动粘度仪的恒温时间均为**标规定 , 实验结果如表 1 、表 2 、表 3 所示。