Вязкость нефти и способы ее измерения
Важнейшей характеристикой жидкостей и газов, показывающей их способность оказывать сопротивление перемещению одних частиц или слоев относительно других является вязкость. На преодоление сил трения, обусловленных вязкостью газов и жидкостей, расходуется основная часть энергии при их движении по пласту и трубопроводам.
Количественно вязкость характеризуется коэффициентами динамической и кинематической вязкости, связанными между собой через плотность:
где u — коэффициент кинематической вязкости; µ — коэффициент динамической вязкости; р — плотность жидкости или газа.
В Международной системе единиц (СИ) коэффициент динамической вязкости измеряют в Пас, а коэффициент кинематической вязкости — в м 2 /с.
Вязкость пластовых жидкостей, в том числе и нефти, обычно намного ниже 1 Пас. В промысловой практике для удобства принято пользоваться единицей вязкости в 1000 раз меньшей мПа-с (миллипаскаль-секунда). Так, вязкость пресной воды при температуре +20°С составляет 1мПас. Вязкость нефти добываемой в России во многом определяется ее составом и в зависимости от характеристики и температуры изменяется от 1 до нескольких десятков мПа-с (0,1-0,2 Пас) и более. Тяжелая нефть с высокой плотностью, содержащая значительное количество асфальтосмолистых веществ, обладает высокой вязкостью, а легкая, малосмолистая нефть имеет низкую вязкость.
Вязкость дегазированной нефти измеряется на специальных разнообразных по конструкции приборах — вискозиметрах. Наиболее распространены капиллярные вискозиметры, в которых вязкость определяют путем измерения времени истечения через капилляр определенного количества жидкости.
Источник
Способ измерения вязкости нефти
НЕФТЬ И НЕФТЕПРОДУКТЫ. ПРОЗРАЧНЫЕ И НЕПРОЗРАЧНЫЕ ЖИДКОСТИ
Определение кинематической и динамической вязкости
Petroleum and petroleum products. Transparent and opaque liquids. Determination of kinematic and dynamic viscosity
Дата введения 2018-07-01
Предисловие
Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом «Всероссийский научно-исследовательский институт по переработке нефти» (ОАО «ВНИИ НП»), Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 31 «Нефтяные топлива и смазочные материалы»
2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 27 сентября 2016 г. N 91-П)
За принятие проголосовали:
Краткое наименование страны по
МК (ИСО 3166) 004-97
Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Минэкономики Республики Армения
Госстандарт Республики Беларусь
Госстандарт Республики Казахстан
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 апреля 2017 г. N 336-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 33-2016 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2018 г.
5 В настоящем стандарте учтены основные нормативные положения следующих стандартов:
— ISO 3104:1994* «Нефтепродукты. Прозрачные и непрозрачные жидкости. Определение кинематической вязкости и расчет динамической вязкости (Petroleum products — Transparent and opaque liquids — Determination of kinematic viscosity and calculation of dynamic viscosity», NEQ), включая техническую поправку Cor.1:1997;
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. — Примечание изготовителя базы данных.
— ASTM D7042-16 «Метод определения динамической вязкости и плотности жидкостей на вискозиметре Штабингера (и расчет кинематической вязкости)» [«Standard test method for dynamic viscosity and density of liquids by Stabinger viscometer (and the calculation of kinematic viscosity)», NEQ].
7 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Ноябрь 2019 г.
Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.
В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге «Межгосударственные стандарты«
ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 8, 2020 год
Поправка внесена изготовителем базы данных
Изменение N 1 внесено изготовителем базы данных по тексту ИУС N 1, 2021
1 Область применения
1.1 Настоящий стандарт устанавливает метод определения кинематической вязкости прозрачных и непрозрачных жидких нефтепродуктов измерением времени истечения определенного объема жидкости под действием силы тяжести через калиброванный стеклянный капиллярный вискозиметр и расчетный метод определения кинематической вязкости нефти, а также прозрачных и непрозрачных жидких нефтепродуктов на вискозиметре Штабингера по измеренным плотности и динамической вязкости (см. приложение А).
При разногласиях в оценке нефтепродуктов испытание проводят с использованием стеклянных капиллярных вискозиметров.
Динамическую вязкость вычисляют как произведение кинематической вязкости жидкости на ее плотность .
Примечание — Полученные результаты зависят от поведения образца и применимы к жидкостям, для которых напряжение сдвига пропорционально скорости деформации (поведение ньютоновских жидкостей). Однако вязкость значительно изменяется со скоростью сдвига, и при использовании вискозиметров с капиллярами разного диаметра могут быть получены различные результаты. В стандарт также включена методика и показатели точности для остаточных жидких топлив (см. раздел 11), которые в определенных условиях проявляют свойства неньютоновских жидкостей.
1.2 Настоящий стандарт не распространяется на битумы.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:
ГОСТ 112 Термометры метеорологические стеклянные. Технические условия
ГОСТ 400 Термометры стеклянные для испытаний нефтепродуктов. Технические условия
ГОСТ 2517 Нефть и нефтепродукты. Методы отбора проб
ГОСТ 2603 Реактивы. Ацетон. Технические условия
ГОСТ 3118 Реактивы. Кислота соляная. Технические условия
ГОСТ ISO 3675 Нефть сырая и нефтепродукты жидкие. Лабораторный метод определения плотности с использованием ареометра
ГОСТ ISO 3696 Вода для лабораторного анализа. Технические требования и методы контроля*
* В Российской Федерации действует ГОСТ Р 52501-2005 (ИСО 3696:1987) «Вода для лабораторного анализа. Технические условия».
ГОСТ 4095 Изооктан технический. Технические условия
ГОСТ 4517 Реактивы. Методы приготовления вспомогательных реактивов и растворов, применяемых при анализе
ГОСТ 5789 Реактивы. Толуол. Технические условия
ГОСТ 6824 Глицерин дистиллированный. Общие технические условия
ГОСТ 9410 Ксилол нефтяной. Технические условия
ГОСТ 9949 Ксилол каменноугольный. Технические условия
ГОСТ 10028 Вискозиметры капиллярные стеклянные. Технические условия
ГОСТ 13646 Термометры стеклянные ртутные для точных измерений. Технические условия
ГОСТ 14710 Толуол нефтяной. Технические условия
ГОСТ 17299 Спирт этиловый технический. Технические условия
ГОСТ 18300 Спирт этиловый ректификованный технический. Технические условия*
* В Российской Федерации действует ГОСТ Р 55878-2013 «Спирт этиловый технический гидролизный ректификованный. Технические условия».
ГОСТ 22867 Реактивы. Аммоний азотнокислый. Технические условия
ГОСТ 25336 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры
ГОСТ 31873 Нефть и нефтепродукты. Методы ручного отбора проб
Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (www.easc.by) или по указателям национальных стандартов, издаваемым в государствах, указанных в предисловии, или на официальных сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации. Если на документ дана недатированная ссылка, то следует использовать документ, действующий на текущий момент, с учетом всех внесенных в него изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то следует использовать указанную версию этого документа. Если после принятия настоящего стандарта в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение применяется без учета данного изменения. Если документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями.
3.1 кинематическая вязкость : Сопротивление жидкости течению под действием гравитации.
Примечание — При движении жидкости под действием силы тяжести при данном гидростатическом давлении давление жидкости пропорционально ее плотности . Для всех вискозиметров время истечения определенного объема жидкости прямо пропорционально ее кинематической вязкости , где 
и — динамическая вязкость.
3.2 плотность : Масса вещества на единицу объема при данной температуре.
3.3 динамическая вязкость : Отношение применяемого напряжения сдвига к скорости сдвига жидкости. Иногда его называют коэффициентом динамической вязкости или просто вязкостью. Таким образом, динамическая вязкость является мерой сопротивления истечению или деформации жидкости.
Примечание — Термин «динамическая вязкость» можно также применять для обозначения вязкости в зависимости от времени, в течение которого напряжение сдвига и скорость сдвига имеют синусоидальную зависимость.
3.4 ньютоновская жидкость: Жидкость, вязкость которой не зависит от касательного напряжения и градиента скорости, т.е. если отношение касательного напряжения к градиенту скорости непостоянно, жидкость не является ньютоновской.
Источник
Тема: Определение вязкости нефтепродуктов
Тема: Определение вязкости нефтепродуктов
Раздел: «Определение физико-химических констант нефти и нефтепродуктов»
Цель работы: Изучение методик определения кинематической вязкости нефти и нефтепродуктов
Вязкость это свойство жидкостей оказывать сопротивление перемещению одной части жидкости относительно другой. Вязкость является одной из важнейших характеристик нефти и нефтепродуктов, она определяет подвижность нефтепродуктов в условиях эксплуатации двигателей, машин, механизмов; существенно влияет на расход энергии при транспортировании, фильтрации, перемешивании.
Различают динамическую (μ, Па. с), кинематическую(
, мм2/с) и условную вязкости (ВУ, 0ВУ). Между динамической и кинематической вязкостями существует зависимость 
.
Наибольшее распространение при различных расчетах, а также при контроле качества нефтепродуктов получила кинематическая вязкость.
Кинематической вязкостью называют отношение абсолютной или динамической вязкости жидкости к ее плотности при одной и той же температуре. Кинематическая вязкость в системе СИ выражается в мм2/с. Так как вязкость сильно зависит от температуры, то необходимо всегда указывать, при какой температуре она определена. В технических требованиях вязкость чаще всего нормируется при 50 и 100°С, реже при 20°С для маловязких масел. Для ряда нефтепродуктов значение вязкости нормируется в условных градусах, а не в абсолютных величинах.
Условной вязкостью называется отношение времени истечения из вискозиметра типа «ВУ» 200мл испытуемого нефтепродукта при температуре испытания ко времени течения 200мл дистиллированной воды при температуре 20°С (вязкость воды при 20,2°С равна 1 мПа·с). Значение этого отношения выражается как число условных градусов (ВУ).
Между условной и кинематической вязкостью установлена эмпирическая зависимость, которая выражается следующими приближенными формулами:
для υ от 1 до 120 мм2/c υt = 7,31 ВУt – 6.31/BУt
для υ > 120 мм2/с υt =7,4ВУt или ВУ = 0,135 υt
Этими формулами можно пользоваться при переводе кинематической вязкости в градусы условной вязкости для практической оценки нефтепродукта. Обратный перевод градусов ВУ в мм2/с для расчетных целей делать не рекомендуется, так как определение, условной вязкости недостаточно точно, а главное, условная вязкость не отражает физических свойств жидкости.
Приборы для определения кинематической вязкости называются вискозиметрами. Чаще всего для определения кинематической вязкости используют стеклянные вискозиметры, в которых испытуемая жидкость протекает через капиллярные трубки определенного диаметра. Отмечая время протекания жидкости через капилляр, можно вычислить ее вязкость:
Величина С называется постоянной вискозиметра. Она не зависит от температуры, а зависит только от геометрических размеров вискозиметра. Каждый вискозиметр снабжается паспортом, в котором указана его постоянная С.
В зависимости от прозрачности нефтепродукта и уровня его вязкости следует применять вискозиметры указанных ниже конструкций:
— для измерения вязкости прозрачных жидкостей при температурах выше нуля — вискозиметр ВПЖ — 1 (рис.1а);
— для измерения вязкости прозрачных жидкостей при любых температурах — вискозиметры ВПЖ — 2 (рис.1б) и Пинкевича (рис.1в);
— для измерения вязкости непрозрачных жидкостей — вискозиметры ВНЖ (рис.1г);
— для измерения вязкости малых количеств (не более 1мл) прозрачных жидкостей при любых температурах — микровискозиметр ВПЖМ
Рис.1. Приборы для определения вязкости нефтепродуктов: а – вискозиметр ВПЖ — 1; б — вискозиметр ВПЖ — 2; в – вискозиметр Пинкевича; г – вискозиметр ВНЖ; д – вискозиметр ВПЖМ.
Для определения кинематической вязкости при помощи вискозиметра Пинкевича (рис.2,3) выполняют следующий порядок действий.
Источник
