Патент на изобретение №2263301

(54) СПОСОБ ЭКСПРЕССНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ ВЯЗКОСТИ АВИАЦИОННЫХ КЕРОСИНОВ И ДИЗЕЛЬНЫХ ТОПЛИВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к анализу качества авиационных керосинов и дизельных топлив, а именно к экспрессному определению кинематической вязкости путем измерения плотности топлив при температуре 20°С. По зависимости v₂₀=к₁·₄ ²⁰-к₂, где константы для топлив с плотностью от 0,780 до 0,820 г/см³ к₁=23,1, к₂=16,77, а для топлив с плотностью от 0,820 до 0,842 г/см³ – к₁=200, к₂=161,83, или путем измерения плотности топлив в интервале температур от минус 10°С до плюс 30°С в г/см³ с последующим определением кинематической вязкости при 20°С по трехшкальной номограмме (плотность – температура – вязкость). Технический результат: значительное сокращение продолжительности анализа топлив, обеспечение портативности аналитического оборудования. 2 ил, 3 табл.

Изобретение относится к способам исследования текучих сред, преимущественно к измерению кинематической вязкости, и может быть использовано при контроле качества авиационных керосинов и дизельных топлив в лабораторных условиях на местах производства и применения горючих.

Известен способ определения кинематической вязкости жидких нефтепродуктов по измерению времени истечения определенного объема горючего под воздействием силы тяжести через калиброванный стеклянный капиллярный вискозиметр по эмпирической формуле следующей зависимости

v=C·t,

где v – кинематическая вязкость при 20°С, мм²/с;

С – калибровочная постоянная вискозиметра, мм²/с²;

t – среднее арифметическое значение времени истечения, с;

(ГОСТ 33-2000. Нефтепродукты. Прозрачные и непрозрачные жидкости. Определение кинематической вязкости и расчет динамической вязкости. Минск: ИПК Изд. стандартов, 2001, 19 с.).

Этот способ является наиболее близким техническим решением к предлагаемому способу экспрессного определения кинематической вязкости авиационных керосинов и дизельных топлив.

Недостатком известного способа является значительная продолжительность измерения (40 мин), необходимость определения калибровочной постоянной вискозиметра и периодической ее проверки, применение дорогостоящего жидкостного термостата с измерением температуры ±0,02°С и установление поправки температуры на выступающий столбик ртути. Эти недостатки исключают возможность применения способа во внелабораторных полевых условиях для экспрессного анализа.

Технический результат изобретения – сокращение времени определения кинематической вязкости с одновременным снижением себестоимости способа.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе определения кинематической вязкости авиационных керосинов и дизельных топлив путем регистрации информационного показателя и последующего расчета кинематической вязкости при 20°С, согласно изобретению в качестве информационного показателя используют величину плотности топлив при 20°С (₄ ²⁰) в г/см³, а кинематическую вязкость при 20°С (v₂₀) определяют по следующей зависимости:

₂₀=к₁·₄ ²⁰-к₂,

где v₂₀ – кинематическая вязкость при 20°С, мм²/с;

к₁=23,1, к₂=16,77 – для топлив с плотностью от 0,780 до 0,820 г/см³;

к₁=200, к₂=161,83 – для топлив с плотностью от 0,820 до 0,842 г/см³;

₄ ²⁰ – плотность анализируемого продукта при 20°С, г/см³.

Фиг.1. Зависимость кинематической вязкости авиационных керосинов и

дизельных топлив от плотности.

Фиг.2. Номограмма для экспрессного определения кинематической

вязкости топлив.

Техническая сущность предлагаемого экспрессного способа определения кинематической вязкости топлив заключается в том, что используют эмпирическую формулу, отражающую впервые установленную одноступенчатую зависимость кинематической вязкости от плотности (фиг.1). Выявлены переводные коэффициенты к₁ и к₂ для определения вязкости топлив с плотностью (0,780₄ ²⁰0,842 г/см³).

Когда плотность горючих определяется в полевых внелабораторных условиях в интервале температур окружающей среды от минус 10°С до плюс 30°С, ее значения не переводятся в величину при 20°С согласно ГОСТ 3900, а определяется сразу кинематическая вязкость горючих при 20°С по впервые разработанной номограмме, приведенной на фиг.2.

Таким образом, вместо измерения скорости истечения горючего через капиллярный стеклянный вискозиметр определяют плотность горючего с последующим переводом ее в единицы кинематической вязкости.

Способ реализуется следующим образом.

Пример 1. Определение кинематической вязкости топлива ТС-1 производства Рязанского НПЗ по плотности и эмпирической формуле.

Отбирают пробу топлива 500 см³. Определяют ареометром плотность (₄ ²⁰) топлива ТС-1 при температуре 20°С стандартным способом по ГОСТ 3900, которая составила 0,785 г/см³. Поскольку величина плотности топлива ТС-1 производства Рязанского НПЗ меньше 0,820 г/см³, то осуществляют определение кинематической вязкости (v₂₀) при температуре 20°С по эмпирической формуле v₂₀=23,1·₄ ²⁰-16,77 и получают величину 1,46 мм²/с.

Пример 2. Определение кинематической вязкости (v₂₀) летнего дизельного топлива марки Л-02-62 Куйбышевского НПЗ по плотности и эмпирической формуле.

В соответствии с экспресс-способом вначале в отобранной пробе производят определение ареометром плотности (₄ ²⁰) топлива при температуре 20°С стандартным способом по ГОСТ 3900, которая составила 0,830 г/см³. Поскольку величина плотности дизельного топлива Л-02-62 более 0,820 г/см³, то осуществляют определение кинематической вязкости (v₂₀) при температуре 20°С по эмпирической формуле v₂₀=200·₄ ²⁰-161,83 и получают величину 3,90 мм²/с.

Пример 3. Определение кинематической вязкости (v₂₀) топлива РТ производства Волгоградского НПЗ по плотности и номограмме. В соответствии с экспресс-способом вначале в отобранной пробе производят определение ареометром плотности топлива при температуре окружающей среды минус 5°С и получают величину 0,806 г/см³. На номограмме наносят две точки: одну на температурной шкале, соответствующую температуре минус 5°С, другую, соответствующую плотности 0,806 г/см³, – на шкале плотности. Эти точки соединяют прямой линией, которую продолжают до пересечения со шкалой вязкости, по которой определяют вязкость топлива, равную 1,40 мм²/с.

Заявляемый способ прошел проверку в процессе испытаний в сравнении со стандартным способом на образцах авиакеросинов и дизельных топлив производства основных нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ) страны за последние 5 лет. Результаты испытаний стандартным и заявленным экспресс-способом определения кинематической вязкости авиакеросинов производства различных НПЗ приведены в табл.1. Из полученных данных следует, что относительные расхождения между результатами анализов в среднем составили 5,3%, свидетельствующие о надежности заявляемого способа.

Результаты испытаний стандартного и заявляемого экспресс-способа определения кинематической вязкости дизельных топлив производства различных НПЗ приведены в табл.2, из которой следует, что относительные расхождения между результатами анализов в среднем составили 4,0%. Полученные результаты проверки показали, что заявляемый способ дает возможность получить надежные данные при определении кинематической вязкости авиационных керосинов и дизельных топлив.

Для оценки возможности использования экспресс-способа в различных лабораториях контроля качества ГСМ были проведены межлабораторные испытания в семи лабораториях различных ведомств на шести образцах топлив для реактивных и дизельных двигателей. Результаты этих испытаний в сравнении с данными по ГОСТ 33-2000 представлены в табл.3, из которой следует, что расхождения между данными различных лабораторий при определении кинематической вязкости предлагаемым экспрессным способом составили в среднем 2,6%.

Проведенные испытания показали, что разработанный экспрессный способ позволяет надежно определять кинематическую вязкость авиационных керосинов и дизельных топлив различного происхождения в современных контрольных лабораториях ГСМ на местах производства и применения горючих.

Технико-экономическая оценка предлагаемого экспрессного способа по сравнению со стандартным способом показала, что разработанный способ позволяет сократить продолжительность анализа горючих в 40 раз, стоимость анализа в 20 раз, уменьшить применение дорогостоящей аппаратуры более чем на 10 тыс. руб.

Источники информации

1. ГОСТ 33-2000. Нефтепродукты. Прозрачные и непрозрачные жидкости. Определение кинематической вязкости и расчет динамической вязкости. Минск: ИПК Изд. Стандартов, 2001, 19 с.

2. ГОСТ 3900-85. Нефть и нефтепродукты. Методы испытания плотности. М.: Изд. Стандартов, 1986, 36 с.

Формула изобретения

Способ экспрессного определения кинематической вязкости авиационных керосинов и дизельных топлив, включающий регистрацию информативного показателя и последующий расчет величины кинематической вязкости, отличающийся тем, что в качестве информативного показателя используют величину плотности анализируемого продукта при 20°С, а кинематическую вязкость при 20°С рассчитывают по следующей зависимости:

₂₀=к₁·₄ ²⁰-к₂,

где v₂₀ – кинематическая вязкость при 20°С, мм²/с;

к₁=23,1, к₂=16,77 – для топлив с плотностью от 0,780 до 0,820 г/см³;

к₁=200, к₂=161,83 – для топлив с плотностью от 0,820 до 0,842 г/см³;

₄ ²⁰ – плотность анализируемого продукта при 20°С, г/см³.

РИСУНКИ

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 07.02.2008

Извещение опубликовано: 20.11.2009 БИ: 32/2009