浅色石油产品运动粘度实验教学过程中的误差分析
张淑霞¹，文萍¹   
（1. 中国石油大学（华东）化学工程学院，山东 青岛 266580）

摘      要：运动粘度是石油产品最重要的质量指标。论文分析了测定因素对测定运动粘度的影响，论述了测定石油产品运动粘度时，由于恒温浴温场、温度计示值、毛细管常数、毛细管及温度计位置的安装对测定结果的影响，及减小系统误差的措施。论文分析了试验温度、粘度计粘度系数、润滑油流过粘度计的时间、粘度计洁净程度、粘度计安装状态、试样清洁度以及安装时试样是否有气泡等因素，对浅色石油运产品运动粘度测定的影响。
关  键  词：石油产品；运动粘度；影响因素；分析      教育教学论坛
中图分类号：TE 626       文献标识码： A      
Error analysis of light viscosity experiments movement of petroleum products in the process of teaching
  ZHANG Shu-xia¹，WEN Ping¹
（1.College of chemical Engineering, China University of Petroleum,Shandong Qingdao 266580，China）
 
      Abstract: Kinematic viscosity is the most important quality indexes of petroleum products. Paper analyzes the determination of the influence of factors on the determination of kinematic viscosity, this paper discusses the determination of the kinematic viscosity of petroleum products, due to the constant temperature bath temperature field, thermometer, capillary constant value, capillary and installed on the determination results of thermometer position, and reduce the system error.Paper analyzes the test temperature, viscometer viscosity coefficient, lubricating oil flows through the viscometer time, viscometer and clean degree, cleanness of viscometer installation status, sample and sample if there is a bubble when installation, the influence of the kinematic viscosity determination of light oil products.
Key words: Petroleum oil;  Kinernatical viscosity;  factors;  analysis

    粘度是评价油品流动性的重要指标，因流体分子之间摩擦产生内部阻力，粘度值是表示流体运动时分子间摩擦阻力大小的指标。故粘度和流变特性对油品开采输送具有极其重要意义。粘度根据测定方法不同主要分为运动粘度、动力粘度（绝对粘度）等^[1-4]。
依托于山东省精品课程《石油炼制工程》，我校面向化学工程与工艺专业开设了基于《石油炼制工程》专业课的的油品分析专业实验，其中包括：实沸点蒸馏、石油产品闪点测定、石油产品凝点测定、石油产品水分密度测定、深色石油产品硫含量测定、石油产品常压蒸馏测定，石油产品运动粘度测定等几个实验。都是必修实验内容。在“石油产品运动粘度测定实验”过程中，笔者在长期本科实验教学中，发现用毛细管粘度计在测定轻油粘度时，取样和测定过程中，有很多地方容易出现误差，造成实验结果不准确。
论文列举出了在浅色石油产品粘度测定的教学实验过程中，容易出现误差的几个方面，并提出了减少误差的方案，提高了本科实验教学质量，加深学生对理论教学内容的理解。
1  运动粘度教学实验准备过程中影响因素
1.1  实验过程中需要用到的秒表、粘度计、温度计，都必须定期检定，并正确使用修正值。
1.2  试样必须脱水及去除机械杂质
试样中不能含有机械杂质和水分。否则测定前必须脱水，并用滤纸过滤以除去杂质。
因为试样中如果有机械杂质存在，会影响液体石油产品在粘度计中的正常流动。杂质如果粘附在毛细管内壁，堵塞毛细管，会使石油产品流动时间增长，造成测定结果偏高，并使平行测定结果的重复性变差。如果试样中含水分时，在测定较高温度下的粘度时，水分会汽化，测定较低温度下的粘度时会凝结，同样也会影响在毛细管粘度计中的正常流动。
所以，测定粘度的试样必须脱水和除去机械杂质，否则，均影响液体石油产品在粘度计中的正常流动，使测出的结果不是偏低,就是偏高。
1.3  选择合适的粘度计
1.3.1  将毛细管粘度计洗涤干净并烘干
1.3.2  控制好流动时间
在运动粘度测定前，首先应根据实验温度和试样大致粘度选用合适的粘度计，使试样在毛细管中流动时间不小于200秒，， 内径 0.4mm的粘度计流动时间不少于350秒，目的是使试样在毛细管中的流动为层流^[5-6]。因为用于计算试样粘度的泊塞耳方程式是在一定层流状态下，由牛顿摩擦定律经数学推导得出的。若试样在毛细管中流速过快，会出现紊流，就不能应用泊塞耳方程式计算试样的粘度。同时，由于存在着流出时间的秒表读数误差，时间越短，所测结果的相对误差就越大。若试样在毛细管中流动过慢，测定时间内不易保持温度的恒定，会由于温度的波动造成测定的误差。所以一般情况，测定时使润滑油在毛细管中流动时间控制在200秒～500秒比较适中，这样可保证润滑油在毛细管内流动为层流状态，又能够尽量减少秒表读数误差和温度造成的误差。
将选择好的粘度计用石油醚洗涤干净，放人烘箱中烘干，烘箱的温度控制在70℃~80℃范围内为宜烘箱温度过高会导致毛细管变形，从而造成粘度计常数发生变化，造成误差。
1.4  试样量要适当
运动粘度的测定方法是通过测定一定体积的液体在重力作用下流过毛细管粘度计的时间来确定的，因此装入粘度计的试样量要严格控制。试样量过多或过少，都会影响到试样所受到的重力作用。
1.5  装入粘度计中的试样不许存有气泡
试样中存有气泡，会影响装油体积，会形成“气阻”而增大试样的流动时间，使测定结果偏高。
2  粘度测定过程中影响因素
2.1  正确安装粘度计
安装粘度计时，必须用铅垂线从两个互相垂直的方向将粘度计调整成垂直状态。
如果毛细管偏离垂直方向，就会引起液柱压差的改变，从而产生测定误差。粘度计出现倾斜时使得测定结果发生变化，其主要原因是毛细管偏离垂直方向时，会引起液面高度差发生变化，从而使液体所受重力发生变化，导致流动时间和测定结果发生变化。由于粘度计毛细管呈垂直状态时，粘度计的上下两液面间连线与铅垂线之间存在一个角度，由于液柱高度和压差发生变化，从而改变了流动时间，使测定结果发生偏差。当粘度计朝向宽管倾斜时，测定的结果小于准确值；当粘度计朝向粘度计细管或侧面时，则会加长流动时间，使测定结果偏大。
2.2  测定粘度时，要严格按规定恒温
液体的粘度由液体分子间的作用力所决定，这种由分子相互作用而呈现出的性质与温度有着密切的关系。当温度升高时，液体发生膨胀，分子间距增大，分子间作用力随之减少，而使得粘度下降。反之，随温度降低液体的粘度增大。所以在粘度测定中，温度对粘度的影响最大，必须严格控制恒温浴的温度，使其温度控制在士0.1℃范围内，同时要有足够的恒温时间。
教学过程中用到的轻油粘度测定温度，一般是40℃。调节控温仪温度，务使温度控制在40℃±0. 1℃。否则很微小的温度波动，也能使测定的数据产生比较大的误差。
2.3  计时要准确
对于毛细管粘度计的检定，流动时间是非常重要的参数。计时准确的首要条件是要有分度值不大0.15的电子秒表或其它自动电子计时器，且必须周检合格(误差不超过0.05%)。
其次是要注意计时的准确性，按动秒表的瞬间应是液体弯液面的最低点与标线相切的瞬间(眼睛应与标线平行，即当标线成直线时)。计时时思想要集中，手要快，尽量做到眼到、手到、时间到，保持三者一致。
3  结论
文章对浅色油品运动粘度测定的影响因素进行了探讨，主要从实验准备过程和实验操作过程两个方面进行分析。实验准备中有几个因素：仪器选择、样品处理、取样量等几个方面要求。实验过程中主要因素有：粘度计安装、水浴恒温、计时准备等，均对实验结果产生影响。并对此提出了相关的改进措施，提高了实验的准确度。
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