石油产品运动粘度的测定

牛顿性流体,黏度是流体的物性，温度对其影响大.与流体的流速没有关系。管道流速的确定与介质管径有关系。黏度大流速低，目的是减小管路压降，降低输送能耗。

粘度的定义：

当液体受外力而作层流运动时，(即流体质点运动是有规则的，质点之间互相混杂互不干扰，作层状或流束状运动)在液体分子间存在磨擦阻力，因此液体部带有一定的粘滞性。粘度即由分子间内磨擦力的大小而决定的。

运动粘度，表示液体在重力作用下流动时内摩擦力的量度，其值为相同温度下液体的动力粘度与其密度之比，以米2/秒表示，习惯用厘斯为单位：1厘斯=10-6米2/秒＝1毫米2/秒。

粘度与化学组成的关系：

油品粘度与它的化学组成密切相关，它反映了油品烃类组成的特性，油品粘度通常随着它的馏程增高而增加。但同一馏程的馏分，因化学组成的不同，粘度大小也不同，其烷烃粘度<异构烷烃<环烷烃；同一碳数时，烷烃粘度<环烷烃粘度；在单环和双环烃化合物中，环烷、环烷一芳烃的粘度>芳烃粘度，但在三环及三环以上的化合物中，芳烃的粘度确高于环烷烃及环烷一芳烃粘度，而且在环状化合物中随着侧链长度的增加及侧链数目的增加，粘度增加。润滑油中希望粘度大，而且随着温度的变化，而粘度变化较小的烃类。所以少环长侧链的烷烃一环烷烃、芳香烃，是润滑油的理想组分。而多环短侧链的稠环芳烃及胶质是润滑油的非理想组分，应在润滑油精制中除去。

粘度对生产和使用的意义：

◆粘度是评价油品流动性能的指标。在油品的流动和输送过程中，粘度对流量和压力降的影响很大，因此在工艺设计计算中，粘度是不可缺少的物理参数之一。

◆粘度可决定加工工艺条件，确定馏分的切割范围，及判断润滑油的精制深度。润滑油精制中，多环短侧链的稠环芳烃及胶质，除去的越多，精制后油品粘度越小。通常，未经精制的馏分油粘度>经硫酸精制的馏分油粘度>用选择溶剂精制的馏分油粘度。

◆粘度是喷气燃料油的重要指标之一。因为喷气燃料的粘度对燃料雾化程度影响最大，而燃料油雾化的好坏是决定喷气发动机在不同温度下，所必须的雾化程度，所以在喷气燃料规格标准中，规定了20℃及-40℃时的粘度要求。

◆粘度是柴油的重要性质之一，它可决定柴油在内燃机内雾化及燃烧的情况，粘度过大喷油咀喷出的油滴颗粒大，雾化状态不好，空气混合不充分，燃烧不完全，影响发机功率消耗；粘度过小，易挥发，损失大，同时会影响油泵润滑，增加拉塞磨损。

◆粘度是润滑油最重要的质量指标，若使用过大粘度的润滑油时则会降低发动机的功率，增大燃料的消耗，也容易造成发动机启动困难。若使用粘度过小的润滑油导致该润滑部位难形成油膜，造成两相磨擦面之间成为“干磨擦”，达不到润滑目的，增大机器的磨耗。

润滑油的牌号大部分在产品标准中，以运动粘度的平均值来划分，如冷冻机油、机械油等以50℃运动粘度的平均厘斯数划分，内燃机润滑油、汽缸油、齿轮油等按100℃运动粘度的平均里斯数划分。正确选择一定粘度的润滑油，充分发挥润滑油的作用，保证发动机处于稳定可靠的工作状况。粘度过大，会造成发动机启动困难。增大燃抖油的消耗，降低发动机功率；若粘度过小，会降低油膜支撑能力，使摩擦面之间不能保持连续的润滑层，增加机件磨损。

粘度的几种测定方法、各自用途及单位：

粘度测定有：动力粘度、运动粘度和条件粘度三种测定方法。

◆动力粘度：ηt是二液体层相距1厘米，其面积各为1(厘米2)相对移动速度为1厘米/秒时所产生的阻力，单位为克/里米·秒。1克/厘米·秒=1泊。一般工业上动力粘度单位用泊来表示。有时也用1/100泊称“里泊”，做为油品动力粘度单位。

动力粘度常用于测定润滑油(如车轴油等)和深色石油产品的低温(0~-60℃)动力粘度，其测定方法是在严格控制温度和不同压力条件下，测定—定体积的试样在已标定常数的毛细管粘度计内流过的时间(t)秒，与毛细管标定常数(C)和平均压力(p)的乘积，单位为泊。公式：ηt=c·t·p

◆运动粘度：在温度t℃时，运动粘度用符号γ表示，在国际单位制中，运动粘度单位为斯，即每秒平方米(m2/s)，实际测定中常用厘斯，(cst)表示厘斯的单位为每秒平方毫米(即1cst=1mm2/s)。

运动粘度广泛用于测定喷气燃料油、柴油、润滑油等液体石油产品深色石油产品、使用后的润滑油、原油等的粘度，运动粘度的测定采用逆流法。

◆条件粘度：指采用不同的特定粘度计所测得的以条件单位表示的粘度，各国通常用的条件粘度有以下三种：

◎恩氏粘度又叫思格勒(Engler)粘度。是一定量的试样，在规定温度(如：50℃、80℃、100℃)下，从恩氏粘度计流出200毫升试样所需的时间与蒸馏水在20℃流出相同体积所需要的时间(秒)之比。温度tº时，恩氏粘度用符号Et表示，恩氏粘度的单位为条件度。

◎赛氏粘度，即赛波特(Sagbolt)粘度。是一定量的试样，在规定温度(如100ºF、F210ºF或122ºF等)下从赛氏粘度计流出200毫升所需的秒数，以“秒”单位。赛氏粘度又分为赛氏通用粘度和赛氏重油粘度(或赛氏弗罗(Furol)粘度)两种。

◎雷氏粘度即雷德乌德(Redwood)粘度。是一定量的试样，在规定温度下，从雷氏度计流出50毫升所需的秒数，以“秒”为单位。雷氏粘度又分为雷氏1号(Rt表示)和雷氏2号(用RAt表示)两种。

上述三种条件粘度测定法，在欧美各国常用，我国除采用恩氏粘度计测定深色润滑油及残渣油外，其余两种粘度计很少使用。三种条件粘度表示方法和单位各不相同，但它们之间的关系可通过图表进行换算。同时恩氏粘度与运动粘度也可换算，这样就方便灵活得多了。

测定不同温度时的粘度，规定试样的流动时间的原因：

在动力粘度及运动粘度测定中，规定γ40、γ50、γ100粘度测定时，试样在毛细管中流动时间为300±180秒；在测定γ20液体燃料油粘度时，试样流动时间可减少到60秒；而在测定0℃及0℃以下高粘度润滑油的粘度时，试样流动时间又可增加到900秒(15分钟)，其主要目的是限制液体在毛细管中流动的速度，保证液体在毛细管内为层流状态，若液体流速过快，超过一定范围，使有规则的层流运动受到破坏，使流体质点交错而又混乱地向前运动变成紊流，这样就不符合层流状态的粘度测定公式，同时流动时间过短，读数也易出现误差，使计算结果偏差太大。如果液体在毛细管内流动时间过长，速度过慢，由于测定时间内不易保持恒温，往往由于温度的波动，而使测定结果不准。

粘度测定时，试验温度不同，恒温时间也不同：

粘度测定时，试验温度不同，粘度计在恒温浴中恒温时间也不同，例如：试验温度20℃恒温时间为10分钟；试验温度40℃、50℃时，恒温时间15分钟；试验温度100℃，恒温时间为20分钟。这是因为，与室内温度的温差越大，达到恒温时间越长，在测定粘度时，严格按规定恒温，是保证测定结果准确性的重要因素之一，因为液体石油产品的粘度随温度的升高而减少，随温度的下降而增大，哪怕是极微小的温度波动(超过±0.1℃)也会使粘度测定结果产生较大的偏差，因此在粘度测定中，必须严格按规定时间恒温。