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
t
.
(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).