柴油分析-测定柴油运动黏度（油品检测课件）

【任务目标】【任务描述】任务3-1-2测定柴油运动黏度方案设计1.

理解柴油运动黏度的测定方法和原理；2.参照GB／T265《石油产品运动黏度测定法和运动黏度计算法》和教材等资料设计测定柴油运动黏度方案；3.加强安全环保意识和责任感，增强团队合作能力。1．任务：理解油品黏度测定原理、测定方法，参照

GB／T265《石油产品运动黏度测定法和运动黏度计算法》和教材等资料设计测定柴油运动黏度方案。2．教学场所：油品分析实训室任务3-1-2测定柴油运动黏度方案设计

一、油品黏度的测定方法

1．运动黏度的测定液体油品运动黏度的测定按GB/T265《石油产品运动黏度测定法和动力黏度计算法》等标准进行，主要试验仪器是玻璃毛细管黏度计。其计算公式为：式中v—试样的运动黏度，m2/s；

τ—试样的平均流动时间s；

C—毛细管黏度计常数，m2/s2；毛细管黏度计常数仅与黏度计形状有关,而与测定温度无关。

【相关知识】任务3-1-2测定柴油运动黏度方案设计测定时,把被测试样装入直径合适的毛细管黏度计中,在恒定的温度下,测定一定体积的试样在重力作用下流过该毛细管黏度计的时间,黏度计的毛细管常数与流动时间的乘积即为该温度下试样的运动黏度。由于油品的黏度与温度有关,所以上述公式改写为：式中

vt

—温度t时试样的运动黏度，mm2/s；

τt

—温度t时试样的平均流动时间，s。任务3-1-2测定柴油运动黏度方案设计

在SH/T0173《玻璃毛细管黏度计技术条件》中规定，应用于石油产品黏度测定的玻璃毛细管黏度计（BOLIMAOXIGUANNIANDUJI，简称BMN）分为四种型号，见表1。测定时，应根据试样黏度和试验温度选择合适的黏度计，务必满足试样流动时间不少于200s，内径为0.4mm的黏度计流动时间不少于350s。型号毛细管内径/mmBMN－1BMN－2BMN－3BMN－40.4，0.6，0.8，1.0，1.2，1.5，2.0，2.5，3.0，3.5，4.05.0，6.01.0，1.2，1.5，2.0，2.5，3.0，3.5，4.01.0，1.2，1.5，2.0，2.5，3.0表1玻璃毛细管黏度计规格型号任务3-1-2测定柴油运动黏度方案设计

不同的毛细管黏度计，其常数C值不同，其测定方法为：用已知黏度的标准液体，在规定条件下测定其通过毛细管黏度计的时间，再根据公式计算出C，实测时，注意选用标准液体的黏度应与试样接近，以减少误差。通常，不同规格黏度计出厂时，都给出C的标定值。图1为玻璃毛细管黏度计示意图。图中a、b为油品流经黏度计的刻度标线，时间τ即为油品从a刻线流至b刻线所需的时间。图1玻璃毛细管黏度计示意图

1，5，6－扩张部分；2，4－管身；3－支管7－毛细管；a，b－标线任务3-1-2测定柴油运动黏度方案设计图2恩氏黏度计1－铁三脚架；2―内容器；3―温度计插孔；4－外容器；5－木塞插孔；6－木塞；7－搅拌器；8－小尖钉；9－球面形底；10－流出孔；11－接受瓶；12－水平调节镙钉

2．恩氏黏度的测定恩氏黏度计如图2所示。石油产品恩氏黏度的测定按GB/T266《石油产品恩氏黏度测定法》标准试验方法进行。任务3-1-2测定柴油运动黏度方案设计

恩氏黏度是试样在某温度t时，从恩氏黏度计流出200mL所需的时间与蒸馏水在20℃时流出相同体积需的时间（即黏度计水值）之比。测定时，试样呈线状流出，温度t时的恩氏黏度用下式计算：

任务3-1-2测定柴油运动黏度方案设计二、影响测定的主要因素

1．影响运动黏度测定的因素

（1）试样的预处理。试样必须预先脱水、除去机械杂质。因为试样含水，在较高温度下进行测定时会汽化；在低温下测定时则会凝结，均影响试样的正常流动，使测定结果产生偏差。若存在杂质，杂质易黏附于毛细管内壁，增大流动阻力，使测定结果偏高。已处理好的成品油则无需做此步操作。

（2）试样的吸入。吸入黏度计的试样不允许有气泡，气泡不但会影响装油体积，而且进入毛细管后还能形成气塞，增大流体流动阻力，使流动时间增长，测定结果偏高。

任务3-1-2测定柴油运动黏度方案设计

（3）温度的控制。油品黏度随温度的变化很明显，为此，规定温度必须严格控制在所要求温度的±0.1℃以内，否则哪怕是极小的波动，也会使测定结果产生较大的误差。为维持稳定的测定温度，试验时常使用恒温浴缸，要求其高度不小于180mm，容积不小于2L，设有自动搅拌装置和能够准确调温的电热装置。当测定试样在0℃或低于0℃时的运动黏度时，使用开有看窗的筒型透明保温瓶，其尺寸要求同上。根据测定条件，在恒温浴缸内注入表2中列举的某一种液体作为恒温浴液。其中恒温浴缸中的透明矿物油最好加有抗氧化添加剂，以防止氧化，延长使用时间。任务3-1-2测定柴油运动黏度方案设计表2不同测定温度下对应的恒温浴液体测定温度/℃恒温浴液体50~100透明矿物油、甘油（丙三醇）或25%硝酸铵溶液20~50水0~20水与冰的混合物或乙醇与干冰（固体二氧化碳）的混合物－50~0乙醇与干冰的混合物（若无乙醇，可用无铅汽油代替）任务3-1-2测定柴油运动黏度方案设计

（4）黏度计的安装位置。黏度计安放在恒温浴缸中，必须调整成垂直状态，否则会改变液柱高度，引起静压差的变化，使测定结果出现偏差。黏度计向前倾斜时，液面压差增大，流动时间缩短，测定结果偏低。黏度计向其他方向倾斜时，都会使测定结果偏高。

（5）流动时间的控制。试样通过毛细管黏度计时的流动时间要控制在不少于200s，内径为0.4mm的黏度计流动时间则应不少于350s，以确保试样在毛细管中处于层流状态，符合式（2-20）的使用条件。试样流动的时间过短，易产生湍流，会使测定结果产生较大偏差；流动的时间过长，不易保持温度恒定，也可引起测定偏差。任务3-1-2测定柴油运动黏度方案设计

2．影响恩氏黏度测定的因素（1）恩氏黏度计的保养。恩氏黏度计的各部件尺寸必须符合国家标准规定的要求，特别是流出管的尺寸规定非常严格，流出管及内容器的内表面已磨光和镀金，使用时注意减少磨损，不准擦拭，不要弄脏。更换流出管时，要重新测定水值。符合标准的黏度计，其水值应等于51s±1s，按要求每4个月至少要校正1次。水值不符合规定的，不允许使用。（2）黏度计的水平状态。测定前，黏度计应调试成水平状态，稍微提起木塞，让多余的试样流出，直至内容器中的3个尖钉刚好同时露出液面为止。

任务3-1-2测定柴油运动黏度方案设计

（3）试样的预处理。机械杂质易黏附于流出管内壁，增大流动阻力，使测定结果偏高。为此测定前要用规定的金属滤网过滤试样，若试样含水，应加入干燥剂后，再过滤。此外与运动黏度的测定要求相同，装入的试样中不允许含气泡。

（4）流出时间的测量。测定油品的流出时间时，动作要协调一致，提木塞和开动秒表要同时进行，木塞提起的位置应保持与测定水值相同（也不允许拔出）。当接收瓶中的试样恰好到200mL的标线时，立即停止计时，否则将引起测定误差。

任务3-1-2测定柴油运动黏度方案设计表3单次测定流动时间与算术平均值的允许相对误差

在温度为t时，试样的运动黏度按相应公式计算。

测定温度范围/℃允许相对测定误差/％＜－30－30~1515~1002.51.50.5

三、油品运动黏度测定结果的计算

在运动黏度的测定中，对试样流动时间的测定要求为：单次所测流动时间与平行测定值的算数平均值的差值应符合表3中所列不同温度下的要求。任务3-1-2测定柴油运动黏度方案设计【例题2】

某黏度计常数为0.4780mm2/s2，在50℃，4次测定试样的流动时间分别为320.7s、321.5s、321.2s和323.5s，计算试样运动黏度的测定结果。

解：流动时间的算术平均值为由允许相对测定误差为0.5％知，单次测定流动时间与平均流动时间的允许差值为321.7×0.5％=1.6（s）。由于只有323.5s与平均流动时间之差超过l.6s，因此将该值弃去。平均流动时间为则应报告试样运动黏度的测定结果为

v50=Cτ50=0.4780×321.1=153.5（mm2/s）任务3-1-2测定柴油运动黏度方案设计【方案设计】测定石油产品运动黏度

1．实施目的

(1)理解石油产品运动黏度的测定原理；

(2)学会石油产品运动黏度测定的方法和操作技能；

(3)掌握石油产品运动黏度测定结果的计算和注意事项。

2．仪器材料玻璃毛细管黏度计一组（毛细管内径为0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.5mm；测定试样的运动黏度时，应根据试验的测定温度选用适当的黏度计，使试样的流动不少于200s)；恒温浴缸；秒表；玻璃水银温度计（38～42℃，l支；98～100℃，1支）。任务3-1-2测定柴油运动黏度方案设计

3．所用试剂：95％乙醇（化学纯）；溶剂油或石油醚（60～90℃，化学纯）；试样（润滑油、轻柴油、汽油机油、柴油机油或其它液体石油产品）。

4．方法概要：在某一恒定的温度下，测定一定体积的液体试样在重力下流过一个经过标定的玻璃毛细管黏度计的时间，黏度计的毛细管常数与流动时间的乘积，即为该温度下所测液体试样的运动黏度。

任务3-1-2测定柴油运动黏度方案设计5．准备工作

（1）试样预处理：试样含有水或机械杂质时，在试验前必须经过脱水处理，用滤纸过滤除去机械杂质。其中，对于黏度较大的润滑油，可以用瓷漏斗，利用水流泵或其他真空泵进行抽滤，也可以在加热至50～100℃的温度下进行脱水过滤。

（2）黏度计的清洗：测定试样黏度之前，必须将黏度计用溶剂油或石油醚洗涤，如果黏度计沾有污垢，用铬酸洗液、水、蒸馏水或用95％乙醇依次洗涤。然后放人烘箱中烘干或用通过棉花滤过的热空气吹干。

任务3-1-2测定柴油运动黏度方案设计

（3）吸入试样：测定运动黏度时，选择内径符合要求的清洁、干燥玻璃毛细管黏度计（如图1所示）。在吸入试样之前，将橡皮管套在支管3上，并用手指堵住管身2的管口，同时倒置黏度计，将管身4插入装着试样的容器中，利用洗耳球（或水流泵及其他真空泵）将试样由管3处吸到标线b，同时注意不要使管身4、扩张部分5和6中的试样产生气泡和裂隙。当液面达到标线b时，从容器中提出黏度计，并迅速恢复至正常状态，同时将管身4的管端外壁所沾着的多余试样擦去，并从支管3取下橡皮管套在管身4上。

任务3-1-2测定柴油运动黏度方案设计

（4）安装仪器：将装有试样的黏度计浸入事先准备妥当的恒温浴中（即预先恒温到指定温度），并用夹子将黏度计固定在支架上，在固定位置时，必须把毛细管黏度计的扩张部分5浸入一半，注意黏度计要保持垂直状态。

温度计要利用另一个夹子固定，使水银球的位置接近毛细管中央点的水平面，并使温度计上要测量温度的刻度线位于恒温浴的液面上10mm处。

任务3-1-2测定柴油运动黏度方案设计

6．实施步骤

（1）调整温度计位置：将恒温浴调整到规定温度，把装好试样的黏度计浸入恒温浴内，将黏度计调整为垂直状态，要利用铅垂线从两个相互垂直的方向去检查毛细管的垂直情况。按表2-15规定的时间恒温。试验温度必须保持恒定，波动范围不允许超过±0.1℃。

（2）调试试样液面位置：用洗耳球从毛细管黏度计管身4套的橡皮管处，将试样吸入扩张部分6中，使试样液面高于标线a。任务3-1-2测定柴油运动黏度方案设计

（3）测定试样流动时间：观察试样在管身中的流动情况，液面恰好到达标线a时，开动秒表；液面正好流到标线b时，停止计时，记录流动时间。应重复测定，至少4次。按测定温度不同，每次流动时间与算术平均值的差值应符合表2-14中的要求。最后，用不少于3次测定的流动时间计算其算术平均值，作为试样的平均流动时间。

任务3-1-2测定柴油运动黏度方案设计

平行测定次数项目1234样品名称

仪器设备

执行标准

计算公式vt

=Cτ实验温度t（℃）

黏度计常数C（mm2/s2）

测量时间τ(s)

平均时间(s)

测量时间与平均时间差值(s)

试样运动黏度vt（mm2/s）分析人

分析时间

任务3-1-2测定柴油运动黏度方案设计【原始数据记录表】【拓展练习】1．谈谈方案设计的基本步骤和注意事项。2．如何计算油品的运动黏度？任务3-1-2测定柴油运动黏度方案设计【考核评价及小结】

1.根据任务完成情况，各组进行小组互评和自评，教师也参与评价；2.各组归纳要点并互相补充，交流分享本次任务实施心得。【作业】各组整理完善本次任务方案设计并上交。任务3-1-2测定柴油运动黏度方案设计【任务目标】【任务描述】任务3-1-3测定柴油运动黏度1.参照GB／T265《石油产品运动黏度测定法和运动黏度计算法》等测定柴油运动黏度；2.

拓展完成润滑油运动黏度测定；3.加强安全环保意识和责任感，增强知识迁移能力。1．任务：参照

GB／T265《石油产品运动黏度测定法和运动黏度计算法》测定柴油运动黏度；拓展完成润滑油运动黏度测定。2．教学场所：油品分析实训室任务3-1-3测定柴油运动黏度【任务实施】测定柴油运动黏度

1．实施目的

(1)理解石油产品运动黏度的测定原理；

(2)学会石油产品运动黏度测定的方法和操作技能；

(3)掌握石油产品运动黏度测定结果的计算和注意事项。

2．仪器材料玻璃毛细管黏度计一组（毛细管内径为0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.5mm；测定试样的运动黏度时，应根据试验的测定温度选用适当的黏度计，使试样的流动不少于200s)；恒温浴缸；秒表；玻璃水银温度计（38～42℃，l支；98～100℃，1支）。任务3-1-3测定柴油运动黏度

3．所用试剂：95％乙醇（化学纯）；溶剂油或石油醚（60～90℃，化学纯）；试样（润滑油、轻柴油、汽油机油、柴油机油或其它液体石油产品）。

4．方法概要：在某一恒定的温度下，测定一定体积的液体试样在重力下流过一个经过标定的玻璃毛细管黏度计的时间，黏度计的毛细管常数与流动时间的乘积，即为该温度下所测液体试样的运动黏度。

任务3-1-3测定柴油运动黏度5．准备工作

（1）试样预处理：试样含有水或机械杂质时，在试验前必须经过脱水处理，用滤纸过滤除去机械杂质。其中，对于黏度较大的润滑油，可以用瓷漏斗，利用水流泵或其他真空泵进行抽滤，也可以在加热至50～100℃的温度下进行脱水过滤。

（2）黏度计的清洗：测定试样黏度之前，必须将黏度计用溶剂油或石油醚洗涤，如果黏度计沾有污垢，用铬酸洗液、水、蒸馏水或用95％乙醇依次洗涤。然后放人烘箱中烘干或用通过棉花滤过的热空气吹干。

任务3-1-3测定柴油运动黏度

（3）吸入试样：选择内径符合要求的清洁、干燥玻璃毛细管黏度计（如图1所示）。吸入试样之前，将橡皮管套在支管3上，并用手指堵住管身2管口，同时倒置黏度计，将管身4插入装着试样的容器中，利用洗耳球将试样由管3处吸到标线b，注意不要使管身4、扩张部分5和6中的试样产生气泡和裂隙。当液面达到标线b时，从容器中提出黏度计，迅速恢复至正常状态，同时将管身4的管端外壁所沾着的多余试样擦去，并从支管3取下橡皮管套在管身4上。

任务3-1-3测定柴油运动黏度图1玻璃毛细管黏度计示意图

1，5，6－扩张部分；2，4－管身；3－支管7－毛细管；a，b－标线

（4）安装仪器：将装有试样的黏度计浸入事先准备妥当的恒温浴中（即预先恒温到指定温度），并用夹子将黏度计固定在支架上，在固定位置时，必须把毛细管黏度计的扩张部分5浸入一半，注意黏度计要保持垂直状态。

温度计要利用另一个夹子固定，使水银球的位置接近毛细管中央点的水平面，并使温度计上要测量温度的刻度线位于恒温浴的液面上10mm处。

任务3-1-3测定柴油运动黏度

6．实施步骤

（1）调整温度计位置：将恒温浴调整到规定温度，把装好试样的黏度计浸入恒温浴内，将黏度计调整为垂直状态，要利用铅垂线从两个相互垂直的方向去检查毛细管的垂直情况。按表2-15规定的时间恒温。试验温度必须保持恒定，波动范围不允许超过±0.1℃。

（2）调试试样液面位置：用洗耳球从毛细管黏度计管身4套的橡皮管处，将试样吸入扩张部分6中，使试样液面高于标线a。任务3-1-3测定柴油运动黏度

（3）测定试样流动时间：观察试样在管身中的流动情况，液面恰好到达标线a时，开动秒表；液面正好流到标线b时，停止计时，记录流动时间。应重复测定，至少4次。按测定温度不同，每次流动时间与算术平均值的差值应符合表2-14中的要求。最后，用不少于3次测定的流动时间计算其算术平均值，作为试样的平均流动时间。

任务3-1-3测定柴油运动黏度7.数据记录与处理

平行测定次数项目1234样品名称

仪器设备

执行标准

计算公式vt

=Cτ实验温度t（℃）

黏度计常数C（mm2/s2）

测量时间τ(s)

平均时间(s)

测量时间与平均时间差值(s)

试样运动黏度vt（mm2/s）分析人

分析时间

任务3-1-3测定柴油运动黏度【拓展任务】

请参考相关国家标准，思考设计“测定润滑油运动黏度”的方案；各小组分工合作，拓展完成“测定润滑油运动黏度”。任务3-1-3测定柴油运动黏度【考核评价及小结】

1.根据任务完成情况，各组进行小组互评和自评，教师也参与评价；2.各组归纳要点并互相补充，交流分享本次任务实施心得。【作业】各组整理完善本次任务方案设计并上交。任务3-1-3测定柴油运动黏度【任务目标】1．了解石油产品的黏度的概念、种类和相互关系；2．理解石油产品的运动黏度的测定意义；3．熟悉GB／T265《石油产品运动黏度测定法和运动黏度计算法》等执行标准。【任务描述】任务3-1-1石油产品运动黏度基本知识认知1．任务：掌握油品黏度基本概念、测定原理、测定意义和执行标准，为油品黏度的测定做好准备。2．教学场所：油品分析实训室任务3-1-1石油产品运动黏度基本知识认知【储备知识】一、黏度的表示方法

1．动力黏度动力黏度又称为绝对黏度，简称黏度。物理意义是：当两个面积为1m2、垂直距离为1m的相邻流体层，以1m／s的速度作相对运动时所产生的内摩擦力。根据牛顿黏性定律：任务3-1-1石油产品运动黏度基本知识认知

相邻两层流体作相对运动时，其内摩擦力的大小与摩擦面积和速度梯度成正比。黏滞系数（μ）是与流体性质有关的常数，流体的黏性越大，μ值越大。因此，黏滞系数是衡量流体黏性大小的指标，称为动力黏度，简称黏度。任务3-1-1石油产品运动黏度基本知识认知

2.运动黏度

某流体的动力黏度与该流体在同一温度和压力下的密度之比，称为该流体的运动黏度。

实际生产中常用mm2/s作为油品质量指标中黏度单位，1m2/s=106mm2/s。

3.恩氏黏度

试样在规定温度下,从恩氏黏度计中流出200mL所需要的时间与该黏度计的水值之比称为恩氏黏度。其中水值是指20℃时从同一黏度计流出200mL蒸馏水所需的时间。恩氏黏度与运动黏度可通过表2-7换算。更高的运动黏度，需按下式换算：

1.化学组成通常，当碳原子数相同时，在各种烃类中黏度大小排列的顺序是：正构烷烃＜异构烷烃＜芳香烃＜环烷烃且黏度随环数的增加及异构程度的增大而增大。

二、影响油品黏度的主要因素影响油品黏度的因素主要有油品的化学组成、相对分子质量、温度和压力等。环上碳原子数目在油料分子中所占比例越大，其黏度越大，表现在不同原油的相同馏分中，含环状烃多的油品比含烷烃多的油品具有更高的黏度；同类烃中，随相对分子质量的增大，黏度也增大，所以石油馏分越重，其黏度就越大。任务3-1-1石油产品运动黏度基本知识认知任务3-1-1石油产品运动黏度基本知识认知

2.温度

温度对油品的黏度影响很大。温度升高，所有石油馏分的黏度都减小，最终趋近一个极限值，各种油品的极限黏度都非常接近。反之，温度降低时，油品的黏度都增大。因此，测定油品黏度时要保持恒温，否则，即便是极小的温度波动，也会使黏度的测定结果产生较大的误差。黏度随温度的变化关系由如下经验式确定：

当已知油品两个温度下的黏度,分别带入上式,即可求出常数A和B，进而可以计算该油品在任意温度下的黏度。lg(vt+0.65)=A－BlgT

油品黏度随温度变化的性质，称为油品的黏温特性(或黏温性质)。通常由于地区及气候条件的改变，润滑油的使用温度可能发生很大变化，因而润滑油的黏度也将发生变化。为正确评价油品的黏温性质，在生产和使用中常用黏度比（v50／v100）和黏度指数（VI）表示油品的黏温性质。任务3-1-1石油产品运动黏度基本知识认知

（1）黏度比：油品在两个不同温度下的黏度之比，称为黏度比。通常用50℃和100℃时的运动黏度比值（v50／v100）来表示。

（2）黏度指数：黏度指数（VI）是衡量油品黏度随温度变化的一个相对比较值。用黏度指数表示油品的黏温特性是国际通用的方法，目前我国已普遍采用这种方法。黏度指数越高，表示油品的黏温特性越好。

根据国际标准化组织（ISO）的具体要求，国家标准《石油产品黏度指数计算法》中规定，人为地选定两种油作为标准，其一为黏温性质很好的H油，黏度指数规定为100；另一种为黏温性质差的L油，其黏度指数规定为0。将这两种油分成若干窄馏分，分别测定各馏分在100℃和40℃时的运动黏度，然后在两种数据中，分别选出100℃运动黏度相同的两个窄馏分组成一组，列成表格（表1）。任务3-1-1石油产品运动黏度基本知识认知

表1一些标准油的运动黏度数据任务3-1-1石油产品运动黏度基本知识认知

欲确定某一油品的黏度指数时，先测定它在40℃和100℃时的黏度，然后在表中找出100℃时与试样黏度相同的标准组。当试样的黏度指数VI＜l00时，按式（1）计算黏度指数。

（1）

若试样的运动黏度为2mm2／s＜100＜70mm2／s，可直接查表1（全部数据见GB／T1995—1998或各类石油化工图表集）或采用内插法求得L和D值，再代入式（1）计算。注意黏度指数的计算结果要求用整数表示，如果计算值恰好在两个整数之间，应修约为最接近的偶数。例如，79.5应报告为80。任务3-1-1石油产品运动黏度基本知识认知

【例题1】

已知某试样在40℃和100℃时的运动黏度分别为71.20mm2／s和8.85mm2／s，求该试样的黏度指数。

解：由100℃时的运动黏度8.85mm2／s，查表1并用内插法计算得：L=118.5+×（120.9－118.5）=119.7D=49.75+×（50.96－49.75）=50.36则

VI=×100=×100=96.31VI≈96任务3-1-1石油产品运动黏度基本知识认知

若试样的运动黏度100

＞70mm2/s，则需用式（2）、（3）计算L

和

D，再用式（1）计算黏度指数。

（2）

（3）

当试样的运动黏度指数VI≥100时，按式（