Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 [ 60 ] 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106

где ИВ-индекс вязкости; N-вязкость исследуемого масла при 37,8°, выраженная также в секундах Сейболта зшивереального; L и Н -вязкость масел соответствующих серий при 37,8°, имеющих при 98,9° ту же вязкость, что и исследуемое масло.

В СССР вязкость минеральных масел в большинстве сл)Л1аев определяется при 50° и 100° и выражается в сантистоксах или, реже, в градусах Энглера. Для перевода значения в секунды Сейболта универсального пользуются формулами, приведенными на стр. 60, а экстраполяция вязкости при 37,8° и 98,9° производится с помощью номограммы, построенной Е. Г. Семенидо (см. фиг. 66). Индекс вязкости может быть найден и непосредственно с помощью номограммы Доксея. Более подробно способы вычисления индексов вязкости рассмотрены в брошюре Г. В. Медведева [66].

Как видно из формулы (VI, 10), при вычислении индекса вязкости по Дину и Дэвису сравнивается нарастание вязкости при

В настоящее время, однако, еще не разработан параметр, который удовлетворял бы в полной мере всем этим требованиям. Для этой цели не могут быть использованы постояйные существующих теоретически обоснованных уравнений, связывающих вязкость с температурой (см. § 15,Б), так как ниже 100-150° масла им не подчиняются [79]. Другая трудность разработки параметра для характеристики температурной зависимости вязкости масел заключается в изменении этой зависимости с температурой.

Предложенные параметры условно можно разделить на три группы: 1) технические, 2) основанные на эмпирических уравнениях температурной зависимости вязкости, 3) прямые, усредненные показатели пологости вязкостно-температурной кривой.

1. Технические параметры вязкостно-температурных свойств масел. Технические параметры построены на сравнении исследуемого масла с другими, выбранными в качестве эталона. Наиболее известным из них является так называемый индекс вязкости Дина и Дэвиса.

В основу системы индексов Дина и Дэвиса положены вязкостно-температурные свойства двух серий масел. Первая серия, обозначенная буквой Я, получена из высококачественной нефти. Ее индекс вязкости условно принят за 100. Вторая серия, обозначенная буквой L, получена из нефти с плохими вязкостно-температурными свойствами. Ее индекс вязкости принят за нуль.

Вязкость масел обеих серий определена при 98,9° С (210° F) и 37,8° С (100° F) и выражена в секундах Сейболта универсального.

Масло, индекс которого необходимо определить, считается принадлежащим к третьей серии N. Его индекс вычисляется по формуле

ИВ = .100, (VI, 10)

снижеЕШИ температуры от 98,9° до 37,8° у исследуемого масла с Бысокоиндексным и низкоиндексным маслами, имеющими одинаковую с этим маслом вязкость при 98,9°.

Детальный анализ индекса вязкости Дина и Дэвиса недавно дан Г. В. Виноградовым [63]. На графике, где на оси абсцисс отложена вязкость масел при 98,9°, а на оси ординат -вязкость масел при 37,8° (фиг. 74), значения вязкости всех масел образуют совокупность точек, вытянутую слева направо и снизу вверх. Точки, расположенные в нижней и правой части графика, соответствуют низкокачественным маслам, а в верхней и левой - высококачественным маслам. Очевидно, кривые, проходящие через точки

98 9

С одинаковым отношением -соединяют точки, соответству-

37.8

ющие маслам с одинаковой пологостью вязкостно-температурной кривой. Две такие кри-

Фиг. 74. Физический смысл индекса вязкости по Виноградову [63].

ив = i-100; l- Н

масла, отображенного точкой А.

вые, ограничивающие точки для наиболее распространенных во время составления системы масел, п риняты в качестве основы для ИЕщексикации. Верхняя из них отвечает маслам серии Я, нижняя - серии L.

В США система индексов вязкости стацдартизо-вана и величина индекса принимается как основной показатель качества масел. Считается, что величина ивдекса может служить показателем происхождения, а следовательно, и

состава масел; например Дин и Девис [65], а также Арчбют и Дилей [64] приводят следующие значения индексов для масел из различных американских нефтей: с побережья Мексиканского залива-О, колумбийская-40, восточно-тексасская-60, мид-континентская - 80, пенсильванская -100.

Прямые опыты показьшают, что никакой связи между происхождением масел и величиной индекса нет (табл. 35), и этот показатель не может служить для классификации масел. М. М. Кусаков [67] отметил, что для характеристики вязкостно-температурных свойств масел необходимо иметь по крайней мере два независимых показателя: величину (уровень) вязкости и показатель пологости вязкостно-температурной кривой. Попытка объединить эти два показателя в один привела к тому, что величина индекса не только сильно различается у масел одного происхождения, но и меняется незакономерно с увеличением вязкости масла (табл. 35).

Таблица 35

Индексы вязкости фракций масел

Индексы вязкости не отражают хода вязкостно-температурной кривой ниже 38°. Между тем этот участок важен для характеристики поведения моторных масел при холодном запуске двигателей и включает рабочие температуры многих индустриальных масел. Масла, обладающие близкой вязкостью при 50 или 100° и одинаковым индексом вязкости, могут иметь различные вязкостно-температурные свойства при комнатных и более низких температурах.

К существенным недостаткам индексов вязкости Дина и Дэвиса следует также отнести произвольный выбор эталонных масел. Уже сейчас многие масла не укладываются в границу выбранной системы. Появились индивидуальные углеводороды и масла с индексом вязкости -390 и --151 [71]. Цена пункта индекса при различных его значениях неодинакова. Это видно, в частности, из того, что кривые ИВ = 100 и ИВ = О на фиг. 74 расходятся и имеют различную кривизну.

Наконец, вычисление индекса требует значительного времени, а номограммы Доксея могут привести к ошибкам, достигающим в неблагоприятных слзаях 10 пунктов. Как показал Г. В. Виноградов [63], индексами вязкости можно пользоваться для сравнения пологости вязкостно-температурной кривой масел, обладающих одинаковой или по крайней мере близкой вязкостью при