Вязкость отчет

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»

Кафедра транспорта и хранения нефти и газа

Гидравлика и нефтегазовая гидромеханика

Лабораторная работа № 1

По дисциплине _______________________________________________________

^{(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)}

Определение вязкости нефти

Тема: _________________________________________________________________

Выполнила: студентка гр. _СТ-11 /______________ / /Максимова Е. Н./

^{(шифр группы) (подпись) (Ф.И.О.)}

Проверил: доцент /______________/ /Воронов В.А. /

^{(должность) (подпись) (Ф.И.О.)}

ОЦЕНКА: ________________

Дата: _____________________

Санкт-Петербург

2013

Цель работы: определить кинематическую вязкость нефти с помощью вискозиметра; построить графические зависимости кинематической вязкости нефти от ее температуры и от условной вязкости (ВУ).

Теоретические основы работы:

Вязкость – это физическое свойство жидкости оказывать сопротивление сдвигу. Вязкость характеризует степень текучести жидкостей или подвижности ее частиц. Различают динамическую и кинематическую вязкости.

Динамический коэффициент вязкости характеризует сопротивляемость жидкости сдвигу и определяется по выражению

, (1)

где - плотность соответствующей жидкости; - кинематический коэффициент вязкости жидкости. За единицу динамического коэффициента вязкости принимается вязкость такой жидкости, при движении которой возникает сила внутреннего трения в 1 Н (Ньютон) на площади 1 между слоями, движущимися на расстоянии 1 с относительной скоростью 1 . Размерность динамического коэффициента вязкости:

. (2)

Часто динамический коэффициент вязкости измеряют в Пуазах или сантиПуазах:

, (3)

. (4)

Кинематический коэффициент вязкости (относительная вязкость) – это отношение динамического коэффициента вязкости жидкости к плотности этой жидкости. Кинематический коэффициент вязкости может быть вычислен по формуле

, (5)

где - плотность соответствующей жидкости; - динамический коэффициент вязкости жидкости.

Размерность кинематического коэффициента вязкости:

. (6)

Кинематический коэффициент вязкости часто измеряют в Стоксах или сантиСтоксах:

, (7)

, (8)

Иногда для оценки качества нефти и нефтепродуктов пользуются условной вязкостью. Она показывает, во сколько раз вязкость данной жидкости больше или меньше вязкости воды при определенной температуре. Измерение проводят обычно путем сравнения времени истекания из отверстия вискозиметра Энглера равных объемов исследуемой жидкости и воды. Результаты определений выражают в градусах условной вязкости (градусы Энглера).

За число градусов условной вязкости при данной температуре принимают отношение времени истечения из вискозиметра Энглера 200  испытуемой жидкости ко времени истечения 200  воды из того же прибора при температуре 20 . Таким образом, условная вязкость вычисляется по выражению

, (9)

где - время истечения исследуемой жидкости; - водное число, время истечения дистиллированной воды в объеме 200 при температуре 20 , .

Для перехода от ВУ к кинематическому коэффициенту вязкости пользуются эмпирическим уравнением

. (10)

С повышением температуры вязкость у каплевидных жидкостей уменьшается, у газообразных жидкостей – увеличивается. У нефти (как и любой другой жидкости) вязкость с ростом температуры уменьшается.

Ход эксперимента:

Измерения вязкости проводились с помощью вискозиметра Энглера, схема устройства которого представлена на рисунке 1.

1, 3 – термометры для контроля температуры жидкости в наружном и внутреннем сосудах; 2 – стержень; 4,6 – сосуды; 5 – мешалка; 7 – штыри, обеспечивающие вертикальное положение прибора; 8 – подставка с регулировочными винтами; 9 – мерная колба; 10 – трубка с калиброванным диаметром.

Рисунок 1 – схема вискозиметра Энглера

Мы получили 100 исследуемой нефти (масла) плотностью . Перед началом опыта мы закрыли отверстие в крышке вискозиметра. Далее налили в емкость полученный объем исследуемой жидкости, измерили ее температуру. Не включая обогреватель, мы три раза измерили время истечения масла из вискозиметра. Данные записали в таблицу 1.

Включив нагреватель, мы повторили опыт еще два раза, но при разных температурах. Нагрев производился от 33. Измерения проводились во второй раз при температуре 35-36, в третий раз при температуре 36-38. Данные измерений были также записаны в таблицу 1.

Экспериментальные данные:

Таблица 1. Экспериментальные данные

Величина № опыта	,	,
1	33
2	35-36
3	36-38

Обработка экспериментальных данных:

1. Найдем для каждого опыта средние значения температуры масла и времени его истечения из вискозиметра Энглера.

(11)

(12)

2. Вычислим значения ВУ по формуле (9) при , так как в опыте использовалось 100 масла.

, (13)

, (14)

, (15)

3. Найдем значения кинематического коэффициента вязкости из соотношения (10)

, (16)

, (17)

. (18)

4. Найдем значения динамического коэффициента вязкости из выражения (1)

, (19)

, (20)

, (21)

5. Результаты вычислений по пунктам 1-4 занесем в таблицу 2.

Таблица 2. Результаты вычислений

Величина № опыта	,	,	,	,	ВУ,	,
1	33	33		62,3	2,39		0,0133
2	35-36	35,5		46	1,76		0,0084
3	36-38	37		39	1,5		0,0061

6. Построим графики зависимостей кинематического коэффициента вязкости нефти от ее температуры и от условной вязкости (ВУ), смотри рисунок 1 и рисунок 2.

Рисунок 1 – Зависимость вязкости масла от его температуры.

Рисунок 2 – Зависимость вязкости масла от ВУ.

Вывод

В ходе лабораторной работы мы узнали о понятии вязкость жидкости, научились ее определять с помощью вискозиметра Энглера. Построили графики зависимостей кинематического коэффициента вязкости масла от его температуры и ВУ. При росте температуры вязкость жидкости падает, при увеличении коэффициента условной вязкости, вязкость жидкости растет.