RU2780261C1

RU2780261C1 - Способ определения низкотемпературной вязкости нефтепродуктов, охлаждающих и технических жидкостей

Info

Publication number: RU2780261C1
Application number: RU2021131587A
Authority: RU
Inventors: Владимир Иосифович Казимиров; Ирина Олеговна Глухова
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ГАЗПРОМ ТРАНСГАЗ НИЖНИЙ НОВГОРОД"
Filing date: 2021-10-27
Publication date: 2022-09-21

Abstract

Изобретение относится к технологии испытания нефтепродуктов и может использоваться для определения вязкости нефтепродуктов, охлаждающих и технических жидкостей при низких температурах. Изобретение касается способа определения низкотемпературной вязкости нефтепродуктов, охлаждающих и технических жидкостей, включающий предварительную серию измерений по определению вязкости при постепенном снижении температуры, построение графика зависимости вязкости от температуры, определение низкотемпературной вязкости жидкости при температуре окружающей среды. График зависимости вязкости от температуры строят для стандартной жидкости со стабильностью температурно-вязкостных характеристик в интервале температур от минус 40°С до 100°С, разбивают полученный график на пять участков, на каждом участке осуществляют сглаживание методом наименьших квадратов экспериментально полученных величин кинематической вязкости полиномами второй степени с коэффициентами регрессии 0,999-1,0, по уравнениям аппроксимирующих кривых для данных температурных интервалов определяют точные значения температуры, при которых стандартная жидкость имеет вязкость исследуемой пробы T_1,ст, Т_2,ст, рассчитывают величину ΔТ_ст: ΔТ_ст=T_1,ст-Т_2,ст, рассчитывают величину ΔТ для исследуемой жидкости: ΔТ=T_1,ж-Т₂,_ж, рассчитывают коэффициент k: k=ΔТ/ΔТ_ст, рассчитывают значение температуры, при которой вязкость стандартной жидкости равна вязкости исследуемой жидкости при выбранной температуре: Т_0,ст=[(Т_0,ж-Т_1,ж)+k⋅T_1,ст]/k, определяют температурный интервал температурно-вязкостной кривой стандартной жидкости, в котором находится рассчитанное значение T_0,ст и по уравнению аппроксимирующей кривой для данного интервала рассчитывают искомое значение вязкости исследуемой жидкости. Технический результат - сокращение времени осуществления способа, упрощение и расширение вязкостного диапазона способа определения низкотемпературной вязкости нефтепродуктов, охлаждающих и технических жидкостей. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 6 пр., 5 ил.

Description

Изобретение относится к технологии испытания нефтепродуктов и может использоваться для определения вязкости масел, охлаждающих и технических жидкостей при низких температурах.

Значение вязкости нефтепродуктов, охлаждающих, и технических жидкостей при низких температурах является важным показателем для безопасной работы газоперекачивающих агрегатов (ГПА), двигателей внутреннего сгорания (особенно в осенне-зимний период). Неудовлетворительное значение вязкости свидетельствует о некачественном продукте, а его использование приводит к ускоренному износу пар трения и цилиндро-поршневой группы силовых установок.

Производственные химические лаборатории газотранспортных обществ не всегда оснащены криостатическим оборудованием для прямого измерения низкотемпературной вязкости нефтепродуктов, охлаждающих и технических жидкостей. Поэтому, в условиях малых химических лабораторий газотранспортных обществ актуальной задачей становится получение информации о низкотемпературной вязкости методом с использованием высокотемпературного термостата для определения вязкости при положительных температурах, т.к. данное оборудование, как правило, входит в состав аналитического парка любой химической лаборатории по контролю качества нефтепродуктов.

Известен способ определения низкотемпературной вязкости нефтепродуктов, охлаждающих и технических жидкостей, который осуществляют в соответствии с ГОСТ 33-2016 «Нефть и нефтепродукты. Прозрачные и непрозрачные жидкости. Определение кинематической и динамической вязкости». Сущность данного метода заключается в измерении калиброванным стеклянным вискозиметром времени истечения определенного объема испытуемой жидкости под влиянием силы тяжести при известной и постоянно контролируемой температуре. Для этого, как правило, используют криостаты с охлаждением пробы нефтепродукта в вискозиметре до необходимой температуры, термостатирование вискозиметра в течение не менее 30 минут и последующее измерение 21/КИ-Б/32 от 15.10.2021 времени истечения жидкости. Кинематическая вязкость является произведением измеренного времени истечения на постоянную вискозиметра.

Недостатком данного способа является обязательное использование лабораторного криостата.

Известен способ определения абсолютной и кинематической вязкости жидкостей, углеводородов и некоторых жидких металлов от температуры, а также составлен ASTM D341-20el «Standard Practice for Viscosity-Temperature Equations and Charts for Liquid Petroleum or Hydrocarbon Products». Одно из последних выражений для соотношения «вязкость-температура» предложено Маннингом (Manning, R.E. Computational Aids for Kinematic Viscosity Conversions from 100 and 210°F to 40 and 100°C. Journal of Testing and Evaluation. Vol. 2, No. 6, pp. 522-528. 1974):

Log₁₀(log₁₀(ν+γ+f(ν)))=b₀-b₁*log₁₀(T)γ+f(ν)=0,7+exp(-l,47 - l,84ν - 0,5ν²),

где b₀, b₁, γ - эмпирические константы, t - температура, °C,

T - температура, К (кельвин) или R_a (градус Ранкина), η, η₀, μ - абсолютная (динамическая) вязкость, мПас (сП), ν - кинематическая вязкость, мм²/с (сСт).

Недостатком данного способа для температурно-вязкостной кривой является их сложность. В большинстве приведенных уравнений используются выражения log-log, которые в ряде случаев приводят к возникновению нерешаемого двойного логарифма. Другим недостатком является тот факт, что каждое уравнение хорошо описывает поведение жидкости лишь в ограниченном температурном диапазоне.

Существует способ определения динамической и кинематической вязкости, некоторых других физико-химических характеристик жидких топлив, а также прибор для его осуществления (US2014/0250983 А1 опубл. 11.09.2014 г.). Способ основан на накоплении экспериментальных данных о вязкости при одновременном снижении температуры. После получения необходимого количества измерений «вязкость-температура» проводится их аппроксимация методом наименьших квадратов для более низких температур.

Недостатком данного способа является его неприменимость к более вязким нефтепродуктам, чем авиационное топливо и/или керосин.

Известен способ и устройство для определения низкотемпературной вязкости, фильтруемости и загрязненности нефтепродуктов (патент РФ 2473882, опубл. 27.01.2013 г.), взятый нами за прототип. Способ основан на измерении времени заполнения определенного объема нефтепродуктом, поступающим по трубке под действием разрежения. При определении низкотемпературной вязкости нефтепродуктов и прокачиваемости измеряют время заполнения трубки устройства.

Недостатком известного способа является использование криостатического оборудования, построение графика зависимости вязкости от температуры для каждой исследуемой жидкости и длительное время анализа.

Техническая проблема, решаемая предлагаемым изобретением - создание простого, быстрого в осуществлении, универсального способа определения низкотемпературной вязкости нефтепродуктов, охлаждающих и технических жидкостей.

Технический результат от использования изобретения заключается в сокращении времени осуществления, в упрощении и в расширении вязкостного диапазона способа определения низкотемпературной вязкости нефтепродуктов, охлаждающих и технических жидкостей.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе определения низкотемпературной вязкости нефтепродуктов, охлаждающих и технических жидкостей, включающем предварительную серию измерений по определению вязкости при постепенном снижении температуры, построение графика зависимости вязкости от температуры, определение низкотемпературной вязкости жидкости при температуре окружающей среды, график зависимости вязкости от температуры строят для стандартной жидкости для последующего определения по нему низкотемпературной вязкости исследуемых жидкостей отдельным подбором полиномов в различных температурных интервалах, без использования низкотемпературного оборудования.

Для построения температурно-вязкостной кривой для масел в качестве стандартной жидкости используют масло МС-8П.

Для построения температурно-вязкостной кривой для охлаждающих и технических жидкостей в качестве стандартной жидкости используют диэтиленгликоль.

В качестве пояснения приводим следующее.

Выбор стандартных жидкостей обусловлен стабильностью их температурно-вязкостных характеристик в интервале температур от минус 40°С до 100°С.

Проверка правильности расчетной модели включает сравнение значений вязкости для нефтяного масла М-14 В2, полученных: 1) непосредственным измерением времени истечения исследуемого масла в вискозиметре по методике ГОСТ 33-2016 и 2) полученных расчетным методом в одинаковом температурном диапазоне. Результаты сравнения приведены в Таблице 2.

Способ осуществляется следующим образом.

Для стандартных жидкостей проводят серию измерений вязкости по ГОСТ 33-2016 «Нефть и нефтепродукты. Прозрачные и непрозрачные жидкости. Определение кинематической и динамической вязкости» при постоянном снижении температуры. Стандартной жидкостью для масел выбрано турбинное масло МС-8П по ГОСТ Р 55775 - 2013 «Масло авиационное МС-8П. Технические условия». Стандартной жидкостью для исследования охлаждающих и технических жидкостей является диэтиленгликоль (ДЭГ) по ГОСТ 10136-77 «Диэтиленгликоль. Технические условия» для определения вязкости охлаждающих и технических жидкостей. По полученным результатам строят температурно-вязкостные кривые для нескольких температурных диапазонов.

На Фиг. 1-5 представлены температурно-вязкостные кривые масла МС-8П и диэтиленгликоля, полученные экспериментально в соответствии с ГОСТ 33-2016 путем измерения кинематической вязкости с использованием термостата (положительные температуры) и криостата (отрицательные температуры) в 5 интервалах температур. Температурно-вязкостную кривую разбивают на 5 участков (Фиг. 1-5), в каждом из которых осуществляют сглаживание методом наименьших квадратов экспериментально полученных величин кинематической вязкости полиномами второй степени с коэффициентами регрессии 0,999-1,0. Использование метода наименьших квадратов может быть реализовано с помощью любого программного обеспечения, способного обеспечить выполнение данного вида математической обработки.

На фигурах приведены температурно-вязкостные кривые и наименования изображения на них:

Фиг. 1 - Температурно-вязкостные кривые масла МС-8П и диэтиленгликоля в интервале температур от 60°С до 100°С.

Фиг. 2 - Температурно-вязкостные кривые масла МС-8П и диэтиленгликоля в интервале температур от 25°С до 50°С.

Фиг. 3 - Температурно-вязкостные кривые масла МС-8П и диэтиленгликоля в интервале температур от 10°С до 25°С.

Фиг. 4 - Температурно-вязкостные кривые масла МС-8П и диэтиленгликоля в интервале температур от минус 10°С до 5°С.

Фиг. 5 - Температурно-вязкостные кривые масла МС-8П и диэтиленгликоля в интервале температур от минус 30°С до минус 15°С.

Определяют температурный диапазон, которому соответствует полученное значение кинематической вязкости исследуемой жидкости. В соответствии с ГОСТ 33-2016 «Нефть и нефтепродукты. Прозрачные и непрозрачные жидкости» определяют кинематическую вязкость исследуемой жидкости при любых двух положительных температурах с использованием любого жидкостного термостата.

По уравнениям аппроксимирующих кривых для данных температурных интервалов определяют точные значения температуры, при которых стандартная жидкость имеет вязкость исследуемой пробы.

Рассчитывают величины вязкостей для стандартной жидкости (ΔТ_ст), для исследуемой жидкости (ΔT) и коэффициент k по следующим уравнениям (1) - (3):

По уравнению (4) рассчитывают значение температуры (T_0,ст), при которой вязкость стандартной жидкости равна вязкости исследуемой жидкости при выбранной температуре (Т_0,ж):

Определяют температурный интервал температурно-вязкостной кривой стандартной жидкости, в котором находится рассчитанное значение Т_0,ст и по уравнению аппроксимирующей кривой для данного интервала (Фиг. 1-5) рассчитывают искомое значение вязкости исследуемой жидкости.

Пример 1.

Необходимо рассчитать вязкость масла М-14 В2 при Т=0°С (Т_0,ж). М-14 В2 - это моторное масло, предназначенное для смазывания двух- и четырехтактных тепловозных, судовых и стационарных дизельных двигателей при их эксплуатации на дистиллятных дизельных топливах с содержанием серы до 0,5% масс., а также двигателей карьерных автосамосвалов.

Измеряют кинематическую вязкость исследуемого масла М-14 В2 при температуре 100°С (Т_1,ж) и Т=70°С (Т_2,ж). Выбор двух положительных исходных температур не ограничивается во всем интервале температур от Т=0°С до Т=100°С.

Значения кинематической вязкости по ГОСТ 33-2016 для масла М-14 В2 при указанных температурах составили:

ν₁=13,4 см²/с при температуре Т_1,ж,

ν₂=32,4 см²/с при температуре Т_2,ж.

Значение ν₂=32,4 см²/с попадает в температурный интервал от 25°С до 50°С (Фиг. 2), а значение ν₁=13,4 см²/с - интервал температуры от 10°С до 22,5°С (Фиг. 3). По уравнениям аппроксимирующих кривых для данных температурных интервалов определяют точные значения температуры, при которых стандартная жидкость имеет вязкость ν_1,ст=13,4 см²/с и ν_2,ст=32,4 см²/с, это температуры T_1,ст=35,0 и Т_2,ст=13,9°С, соответственно.

Рассчитывают величину ΔТ_ст для стандартной жидкости, ΔT для исследуемой жидкости и коэффициент k по формулам (1) - (3):

ΔТ_ст=35,0°С - 13,9°С=21,1°С,

ΔТ=100°С-70°С=30°С,

k=ΔТ/ΔТ_ст=30/21,1=1,4205. По уравнению (4) рассчитывают значение температуры Т_0,ст, при которой вязкость стандартной жидкости равна вязкости исследуемой жидкости при выбранной температуре (0°С):

Т_0,ст=[(0°С - 100°С)+1,4205⋅35,0°С]/1,4205=-35,4°С

Затем определяют температурный интервал температурно-вязкостной кривой стандартной жидкости, в котором находится рассчитанное значение Т_0,ст и по уравнению аппроксимирующей кривой для данного интервала рассчитывают искомое значение вязкости проверяемой жидкости (Фиг. 5). Вязкость исследуемого масла М-14 В2 при Т=0°С равна вязкости масла МС-8П при T=минус 35,4°С и составляет ν=1375,06 см²/с.

Затрачиваемое время на расчет кинематической вязкости составляет от 3 до 6 минут, в то время как экспериментальное определение низкотемпературной вязкости нефтепродуктов, охлаждающих, и технических жидкостей занимает не менее двух часов (выход криостата или аналогичного прибора на необходимый температурный режим, термостатирование пробы, проведение не менее двух сходящихся измерений).

Пример 2

Необходимо рассчитать вязкость масла ТП-22 с (марка 1), предназначенного для смазывания подшипников и вспомогательных механизмов высокооборотных турбин, при температуре 15°С (T_0,ж).

Измеряют кинематическую вязкость исследуемого масла ТП-22 с при Т=100°С (Т_1,ж) и при Т=70°С (Т_2,ж). Выбор двух положительных исходных температур не ограничивается во всем интервале температур от Т=0°С до Т=100°С.

Значения кинематической вязкости по ГОСТ 33-2016 для масла ТП-22 с при указанных температурах составили:

ν₁=5,07 см²/с при температуре T_1,ж,

ν₂=10,5 см²/с при температуре T_2,ж.

Значение ν₁=5,07 см²/с попадает в температурный интервал от 60°С до 100°С (Фиг. 1), а значение ν₂=10,5 см²/с - интервал температур от 25°С до 50°С (Фиг. 2). По уравнениям аппроксимирующих кривых для данных температурных интервалов определяют точные значения температуры, при которых стандартная жидкость имеет вязкость ν_1,ст=5,07 см²/с и ν_2,ст=10,5 см²/с, это температуры T_1,ст=68,0°С и Т_2,ст=41,81°С, соответственно.

Рассчитывают величины температур для стандартной жидкости (ΔТ_ст), для исследуемой жидкости (ΔT) и коэффициент k по уравнениям (1) - (3):

ΔТ_ст=68,0°С - 41,81°С=26,19°С,

ΔТ=100°С-°С 70=30°С,

k=ΔТ/ΔТ_ст=30/26,19=1,1454.

По уравнению (4) рассчитывают значение температуры T_0,ст, при которой вязкость стандартной жидкости равна вязкости исследуемой жидкости при выбранной температуре (0°С):

Т_0,ст=[(Т_0,ж-Т_1,ж)+k*Т_1,ст]/k=[(15-100)+1,1454*68,0/1,1454=-6,21°С

Затем определяют температурный интервал температурно-вязкостной кривой стандартной жидкости, в котором находится рассчитанное значение Т_0,ст и по уравнению аппроксимирующей кривой для данного интервала рассчитывают искомое значение вязкости проверяемой жидкости (Фиг. 4). Расчетная вязкость исследуемого масла ТП-22 с (марка 1) при Т=15°С равна вязкости масла МС-8П при Т=-6.21 □ и составляет ν=110,48 см²/с.

Экспериментально определенное значение вязкости масла ТП-22 с (марка 1) по ГОСТ 33-2016 при Т=15°С составляет ν=111,36 см²/с; относительная погрешность определения составляет δ=0,79%.

Пример 3

Необходимо рассчитать вязкость масла ТП-22 с (марка 1), предназначенного для смазывания подшипников и вспомогательных механизмов высокооборотных турбин при T_0,ж=минус 10°С.

Измеряют кинематическую вязкость исследуемого масла ТП-22 с при Т=100°С (Т_1,ж) и Т=70°С (Т_2,ж). Выбор двух положительных исходных температур не ограничивается во всем интервале температур от Т=0°С до Т=100°С.

ν₁=5,07 см²/с при температуре Т_1,ж,

ν₂=10,5 см²/с при температуре Т_2,ж.

Значение ν₁=5,07 см²/с попадает в температурный интервал от 60°С до 100°С (Фиг. 1), а значение ν₂=10,5 см²/с - интервал температур от 25°С до 50°С (Фиг. 2). По уравнениям аппроксимирующих кривых для данных температурных интервалов определяют точные значения температуры, при которых стандартная жидкость имеет вязкость ν_1,ст=5,07 см²/с и ν_2,ст=10,5 см²/с, это температуры T_1,ст=68,0°С и T_2,ст=41,81°С, соответственно.

Рассчитывают величины ΔТ_ст для стандартной жидкости, ΔT для исследуемой жидкости и коэффициент k по уравнениям (1) - (3):

ΔТ_ст=68,0°С - 41,81°С=26,19°С,

ΔТ=100°С - 70°С=30°С,

k=ΔT/ΔТ_ст=30/26,19=1,1454.

По уравнению (4) рассчитывают значение температуры Т_0,ст, при которой вязкость стандартной жидкости равна вязкости исследуемой жидкости при выбранной температуре °С:

Т_0,ст=[(Т_0,ж-Т_1,ж)+k*T_1,ст]/k=[((-10)-100)+1,1454*68,0/1,1454=-28,03°С.

Затем определяют температурный интервал температурно-вязкостной кривой стандартной жидкости, в котором находится рассчитанное значение Т_0,ст и по уравнению аппроксимирующей кривой для данного интервала рассчитывают искомое значение вязкости проверяемой жидкости (Фиг. 5). Расчетная вязкость исследуемого масла ТП-22 с (марка 1) при Т=минус 10°С равна вязкости масла МС-8П при Т=минус 28,03°С и составляет ν=727,30 см²/с.

Экспериментально определенное значение вязкости масла ТП-22 с (марка 1) по ГОСТ 33-2016 при T=минус 10°С составляет ν=772.14 см²/с; относительная погрешность определения составляет δ=5,80%.

Пример 4

Необходимо рассчитать вязкость масла Лукойл Торнадо GT, предназначенного для эксплуатации в системах смазки газотурбинных двигателей газотурбинных установок, используемых в качестве приводов газоперекачивающих агрегатов (ГПА), генераторов электростанций и других энергетических установок, при Т=минус 10°С (T_0,ж).

Измеряют кинематическую вязкость исследуемого масла Лукойл Торнадо GT при T=70°С (T_1,ж) и Т=40°С (T_2,ж). Выбор двух положительных исходных температур не ограничивается во всем интервале температур от Т=0°С до Т=100°С.

Значения кинематической вязкости по ГОСТ 33-2016 для масла Лукойл Торнадо GT при указанных температурах составили:

ν₁=5,04 см²/с при температуре T_1,ж,

ν₂=11,44 см²/с при температуре T_2,ж.

Значение ν₂=5,04 см²/с попадает в температурный интервал от 60°С до 100°С (Фиг. 1), а значение ν₁=11,44 см²/с в температурный интервал от 25°С до 50°С (Фиг. 2). По уравнениям аппроксимирующих кривых для данных температурных интервалов определяют точные значения температуры, при которых стандартная жидкость имеет вязкость ν_1,ст=5,04 см²/с и ν_2,ст=11,44 см²/с, это температуры T_1,ст=68,30°С и Т_2,ст=39,36°С, соответственно.

Рассчитывают величины ΔТ_ст для стандартной жидкости, ΔТ для исследуемой жидкости и коэффициент k по уравнениям (1) - (3): ΔТ_ст=68,30°С-39,36°С=28,94°С, ΔT=70°С-40°С=30°С, k=ΔТ/ΔТ_ст=30°С/28.94°С=1,037.

По уравнению (4) рассчитывают значение температуры Т_0,ст, при которой вязкость стандартной жидкости равна вязкости исследуемой жидкости при выбранной температуре (0°С):

Т_0,ст=[(Т_0,ж-Т_1,ж)+k*T_1,ст]/k=[((-10)-70)+1,037*68,30/1,037=-8,87°С

Затем определяют температурный интервал температурно-вязкостной кривой стандартной жидкости, в котором находится рассчитанное значение T_0,ст и по уравнению аппроксимирующей кривой для данного интервала рассчитывают искомое значение вязкости проверяемой жидкости (Фиг. 4). Расчетная вязкость исследуемого масла Лукойл Торнадо GT при Т=минус 10°С равна вязкости масла МС-8П при Т=минус 8,87°С и составляет ν=133,48 см²/с.

Экспериментально определенное значение вязкости масла Лукойл Торнадо GT по ГОСТ 33-2016 при Т=минус 10°С составляет ν=143,61 см²/с, относительная погрешность определения составляет δ=7,44%.

Пример 5

Необходимо рассчитать вязкость масла Лукойл Торнадо GT, предназначенное для эксплуатации в системах смазки газотурбинных двигателей газотурбинных установок, используемых в качестве приводов газоперекачивающих агрегатов (ГПА), генераторов электростанций и других энергетических установок, при Т=минус 25°С (Т_0,ж).

Измеряют кинематическую вязкость исследуемого масла ТП-22 с, например, при Т=70°С (T_1,ж) и Т=40°С (T_2,ж). Выбор двух положительных исходных температур не ограничивается во всем интервале температур от Т=0°С до Т=100°С.

ν₁=5,04 см²/с при температуре Т_1,ж,

ν2=11,44 см²/с при температуре Т_2,ж.

Значение ν₁=5,04 см²/с попадает в температурный интервал от 60°С до 100°С (Фиг. 1), а значение ν₂=11,44 см²/с - интервал от T=25°С до T=50°С (Фиг. 2). По уравнениям аппроксимирующих кривых для данных температурных интервалов определяют точные значения температуры, при которых стандартная жидкость имеет вязкость ν_1,ст=5,04 см²/с и ν_2,ст=11,44 см²/с, это температуры T_1,ст=68,30°С и Т_2,ст=39,36°С, соответственно.

ΔТ_ст=68,30°С-39,36°С=28,94°С,

ΔТ=70°С-40°С=30°С,

k=ΔТ/ΔТ_ст=30/28,94=1,037.

Т_0,ст=[(Т_0,ж-Т_1,ж)+k*T_1,ст]/k=[((-25)-70)+1,037⋅68,30/1,037=-23,34°С

Затем определяют температурный интервал температурно-вязкостной кривой стандартной жидкости, в котором находится рассчитанное значение T_0,ст и по уравнению аппроксимирующей кривой для данного интервала рассчитывают искомое значение вязкости проверяемой жидкости (Фиг. 5). Расчетная вязкость исследуемого масла Лукойл Торнадо GT при минус 25°С равна вязкости масла МС-8П при минус 23,34°С и составляет ν=450,24 см²/с.

Экспериментально определенное значение вязкости масла Лукойл Торнадо GT по ГОСТ 33-2016 при минус 25°С составляет ν=509,19 см²/с; относительная погрешность определения составляет δ=11,57%.

Пример 6

Необходимо рассчитать вязкость охлаждающей жидкости на основе этиленгликоля при Т=минус 20°С (Т_0,ж). Охлаждающая жидкость представляет собой водный раствор, содержащий 52% (объемных) этиленгликоля.

Измеряют кинематическую вязкость исследуемой охлаждающей жидкости, например, при Т=0°С (T_1,ж) и Т=20°С (T_2,ж). Выбор двух положительных исходных температур не ограничивается во всем интервале температур от 0°С до 100°С.

Значения кинематической вязкости по ГОСТ 33-2016 для этиленгликоля при указанных температурах составили:

ν₁=9,50 см²/с при температуре Т_1,ж,

ν₂=4,50 см²/с при температуре T_2,ж.

Значение ν₂=4,50 см²/с попадает в температурный интервал от 60°С до 100°С (Фиг. 1), а значение ν₁=9,50 см²/с - интервал T=(25-50)°С (Фиг. 2). По уравнениям аппроксимирующих кривых для данных температурных интервалов определяют точные значения температуры, при которых стандартная жидкость имеет вязкость ν_1,ст=9,50 см²/с и ν_2,ст=4,50 см²/с, это температуры T_1,ст=76,55°С и Т_2,ст=49,90°С, соответственно.

ΔТ_ст=76,55°С - 49,90°С=26,65°С,

ΔТ=20°С - 0°С=20°С,

k=ΔT/ΔТ_ст=20/26,65=0,7505.

Т_0,ст=[(Т_0,ж-Т_1,ж)+k*T_1,ст]/k=[((-20)-20)+0,7505*76,55]/0,7505=23,25°С

Затем определяют температурный интервал температурно-вязкостной кривой стандартной жидкости, в котором находится рассчитанное значение Т_0,ст и по уравнению аппроксимирующей кривой для данного интервала рассчитывают искомое значение вязкости проверяемой жидкости (Фиг. 3). Расчетная вязкость исследуемой охлаждающей жидкости при минус 20°С равна вязкости диэтиленгликоля при 23,25°С и составляет ν=26,98 см²/с.

Экспериментально определенное значение вязкости охлаждающей жидкости на основе диэтиленгликоля по ГОСТ 33-2016 при минус 20°С составляет ν=25,0 см²/с; относительная погрешность определения составляет δ=7,0%.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет осуществить простой за счет применения простых аналитических выражений не выше квадратных уравнений, быстрый в исполнении за счет исключения использования криостатического оборудования и универсальный для широкого вязкостного диапазона исследуемых жидкостей, так как позволяет рассчитывать и контролировать вязкость нефтепродуктов, охлаждающих и технических жидкостей при пониженных температурах при наличии данных о вязкости только при положительных температурах, способ определения низкотемпературной вязкости нефтепродуктов, охлаждающих и технических жидкостей.

Claims

1. Способ определения низкотемпературной вязкости нефтепродуктов, охлаждающих и технических жидкостей, включающий предварительную серию измерений по определению вязкости при постепенном снижении температуры, построение графика зависимости вязкости от температуры, определение низкотемпературной вязкости жидкости при температуре окружающей среды, отличающийся тем, что график зависимости вязкости от температуры строят для стандартной жидкости со стабильностью температурно-вязкостных характеристик в интервале температур от минус 40°С до 100°С, разбивают полученный график на пять участков, на каждом участке осуществляют сглаживание методом наименьших квадратов экспериментально полученных величин кинематической вязкости полиномами второй степени с коэффициентами регрессии 0,999-1,0, по уравнениям аппроксимирующих кривых для данных температурных интервалов определяют точные значения температуры, при которых стандартная жидкость имеет вязкость исследуемой пробы T_1,ст, Т_2,ст, рассчитывают величину ΔТ_ст:

ΔТ_ст=T_1,ст-Т_2,ст,

рассчитывают величину ΔТ для исследуемой жидкости:

ΔТ=T_1,ж-Т₂,_ж,

рассчитывают коэффициент k:

k=ΔТ/ΔТ_ст,

рассчитывают значение температуры, при которой вязкость стандартной жидкости равна вязкости исследуемой жидкости при выбранной температуре:

Т_0,ст=[(Т_0,ж-Т_1,ж)+k⋅T_1,ст]/k,

определяют температурный интервал температурно-вязкостной кривой стандартной жидкости, в котором находится рассчитанное значение T_0,ст, и по уравнению аппроксимирующей кривой для данного интервала рассчитывают искомое значение вязкости исследуемой жидкости.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для построения температурно-вязкостной кривой для масел в качестве стандартной жидкости используют масло МС-8П.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для построения температурно-вязкостной кривой для охлаждающих и технических жидкостей в качестве стандартной жидкости используют диэтиленгликоль.