中國石油大學(xué)(華東)液體粘度及流變性測(cè)定實(shí)驗(yàn)

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1、流體流變性測(cè)定實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)會(huì)測(cè)定脫氣原油的方法，測(cè)定脫氣原油在不同溫度和剪切速度下的粘度；2、掌握粘度隨溫度的變化的規(guī)律。二、實(shí)驗(yàn)原理1、流體粘度的基本概念液體粘度分為動(dòng)力粘度和運(yùn)動(dòng)粘度，動(dòng)力粘度是指做相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩液層間單位面積上的內(nèi)摩擦力T與速度梯度的比值，即：dv/dy(1)式中，u——液體的動(dòng)力粘度，Pa*s；I——剪切應(yīng)力，N/m2；dv/dy——相距為dy的兩液層間的速度梯度，1/s。當(dāng)式（1）中各參數(shù)的單位采用CGS（厘米-克-秒）制單位時(shí)，粘度的單位為泊，符號(hào)為P。常用粘度單位為mPa-s,各粘度單位間的轉(zhuǎn)換如下：1mPa*s=O.001Pa*sIP二10

2、0cP（厘泊）lcP二1mPa*s運(yùn)動(dòng)粘度是指在相同的溫度下流體的動(dòng)力粘度與其密度的比值，單位為n?/s,在CGS制單位卜為cm2/so2、旋轉(zhuǎn)粘戶計(jì)旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)由電機(jī)經(jīng)變速帶動(dòng)轉(zhuǎn)子作恒速轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)子在某種液體中旋轉(zhuǎn)時(shí)，液體會(huì)產(chǎn)牛作用在轉(zhuǎn)子上的粘性力矩。液體的粘度越大，該粘性力矩越大；反Z,液體的粘度越小，該粘性力矩也越小。該作用在轉(zhuǎn)子上的粘性力矩由傳感器檢測(cè)出來，經(jīng)儀器所帶的微電腦處理后，可得岀被測(cè)液體的粘度。3、毛細(xì)管粘度計(jì)毛細(xì)管粘度計(jì)用于測(cè)試脫氣液體在某一溫度、低流速下的粘度。流體的動(dòng)力粘度：卩=pCt（2）式中，P——流體的動(dòng)力粘度，mPa-s；C——粘度計(jì)常數(shù)；P——

3、液體在測(cè)試溫度下的密度，g/cm3:I——毛細(xì)管中液面由標(biāo)線a流到b的時(shí)間，So三、實(shí)驗(yàn)流程1、利用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)量脫氣原油粘度1旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)量示意圖2、用毛細(xì)管粘度計(jì)法測(cè)量粘度圖2毛細(xì)管粘度計(jì)法測(cè)量示意圖圖3毛細(xì)管粘度計(jì)圖1,6-管身，2,3,5-擴(kuò)張部分，4-毛細(xì)管，a,b-標(biāo)線，7-支管口!1!1、利用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)量脫氣原油粘度1）將脫氣原油置于直徑不小于70mm,高度不低于125nmi的雙層杯中；2）通過水浴準(zhǔn)確控制原油的溫度；3）調(diào)整儀器水平：將儀器的水準(zhǔn)器氣泡調(diào)至居中，保證儀器水平狀態(tài)放置。4）估計(jì)原油的粘度范圍，選擇適宜的轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)速。若估計(jì)不出原油的大致粘度時(shí)，應(yīng)

4、視為較高粘度。選用由小到大的轉(zhuǎn)子（轉(zhuǎn)子號(hào)由高到低）和由慢到快的轉(zhuǎn)速。原則上高粘度的液體選用小轉(zhuǎn)子（轉(zhuǎn)子號(hào)高）；低粘度的液體選用大轉(zhuǎn)子（轉(zhuǎn)子號(hào)低），快轉(zhuǎn)速。為保證測(cè)量精度，測(cè)量時(shí)量程百分比讀數(shù)應(yīng)在10%?100%之間。如測(cè)量顯示值閃爍，表示溢出或不足，應(yīng)更換量程。5）緩慢調(diào)節(jié)升降旋鈕，調(diào)整轉(zhuǎn)子在原油屮的高度，直至轉(zhuǎn)子的液面標(biāo)志（凹槽中部）和液而相平為至；6）選擇好轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)速檔位后，在本次實(shí)驗(yàn)中，選定2#轉(zhuǎn)子，測(cè)定其粘度。轉(zhuǎn)速為6-12RPM等速度，按“確定”鍵，轉(zhuǎn)子開始旋轉(zhuǎn)，儀器開始進(jìn)行測(cè)量。7）調(diào)節(jié)原油的溫度變化，測(cè)量其粘度，并整理測(cè)量數(shù)據(jù)，填寫表格。2、用毛細(xì)管粘度計(jì)法測(cè)量

5、粘度1）在內(nèi)徑符合要求的清潔干燥的毛細(xì)管粘度計(jì)的支管上套上橡皮管，并將用手指堵住管身的管口，同時(shí)倒置粘度計(jì)將管身插入待測(cè)石油產(chǎn)品中，然后利用吸耳球、將液體吸到標(biāo)線，當(dāng)液面2到達(dá)標(biāo)線時(shí)，將粘度計(jì)提起，使其迅速恢復(fù)正常狀態(tài)，擦去管身外壁粘附的油，并將橡膠管套在管身的管口上；2）將裝有待測(cè)液的粘度計(jì)用夾子固定在支架上，測(cè)定常溫情況下粘度情況；利用鉛垂線從兩個(gè)相互垂直的方向檢測(cè)毛管是否垂直，將粘度計(jì)調(diào)整成垂直狀態(tài)；3）利用管身的管口所套的橡膠管將待測(cè)石油吸入擴(kuò)張部分，使液面稍高于上標(biāo)線，并且不要讓毛細(xì)管和擴(kuò)張部分中的液體產(chǎn)生氣泡或裂隙；4）記錄液面由上標(biāo)線到下標(biāo)線所需的時(shí)間t；5）重

6、復(fù)步驟4次，測(cè)量所需時(shí)間4次，取其平均值；（每次流動(dòng)的時(shí)間與其算術(shù)平均值得差不超過算術(shù)平均值得0.5%,否則舍棄該數(shù)據(jù)）6）用比重計(jì)測(cè)量該脫氣原油的密度，正確讀取密度值；7）記錄數(shù)據(jù)，并得出該脫氣原油在室溫情況下的粘度情況。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理1、利用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)量脫氣原油粘度表1旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)量粘度及流變性測(cè)定原始數(shù)據(jù)編號(hào)溫度，°C轉(zhuǎn)子,#轉(zhuǎn)速,RPM粘度，mPas百分比123.7212133053.20%230.62127132&50%33&521238015.20%44523025025.10%根據(jù)脫氣原油粘度與溫度的數(shù)據(jù)，繪制yT曲線:圖1脫氣原油U-T曲線2、利用毛細(xì)管粘

7、度計(jì)測(cè)量脫氣原油粘度表2毛細(xì)管粘度計(jì)測(cè)量粘度及流變性測(cè)定原始數(shù)據(jù)時(shí)間A『2t141.54141.51141.93142.11141.7725編號(hào)：16,0：0.8,c:0.03292,p:0.8370gfcn^44流動(dòng)時(shí)間的算術(shù)平均值為:=141.77255_141.54+141.51+141.93+142.114trt4均不超過或不低于平均值的0.5%。該脫氣原油的動(dòng)力粘度為：p=p&=O.837OxO.O3292x141.7725=3.85mPar六、小結(jié)掌握了液體粘度及流變性測(cè)定的實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)方