Universitas Nicolai Copernici - Toruń


Strona główna

O Wydziale

Jednostki

Badania naukowe

Studia

Aktualności

Badania usługowe

Linki



 Strona UMK    English version    Odwiedź Toruń    Uniwersytet A-Z   

 



Zadanie 18

Analiza oleju

 

         Celem zadania jest zapoznanie się z wybranymi znormalizowanymi metodami analizy olejów mineralnych.

 Wykonanie zadania:

Wykonanie zadania polega na oznaczeniu:

Ø     gęstości i odczynu

Ø     lepkości względnej metodą Englera

Ø     lepkości kinematycznej (wskaźnika lepkości)

Ø     temperatury zapłonu i palenia metodą Marcussona

Przed przystąpieniem do wykonania zadania prowadzący pracownię podaje następujące dane: rodzaj oleju i temperatury pomiaru lepkości względnej metodą Englera.

1.   Oznaczenie gęstości

Zasada oznaczenia polega na zmierzeniu gęstości badanej cieczy za pomocą areometru, odczytaniu na skali gęstości w temperaturze otoczenia, a następnie odczytaniu z załączonej do zadania tabeli (wg. PN-85/C-04004) wartości gęstości w temperaturze 20oC.

Do cylindra szklanego, o średnicy co najmniej 45 mm, wlać ostrożnie po ściance badany olej. Ewentualne pęcherzyki powietrza tworzące się na powierzchni cieczy należy usunąć bibułą do sączenia. Zmierzyć temperaturę oleju, mieszając go ostrożnie termometrem. Zanurzyć areometr w badanym produkcie i po około 2 - 3 minutach odczytać wartość gęstości z podziałki areometru. Odczytać z tabeli gęstość badanego oleju w temperaturze 20oC (g/cm3).

2. Oznaczanie lepkości względnej metodą Englera

Zasada metody polega na pomiarze czasu wypływu 200 cm3 badanego produktu i porównaniu go z czasem wypływu 200 cm3 wody destylowanej (stała lepkościomierza k).

 

Rysunek 1. Lepkościomierz Englera: 1 - naczynie pomiarowe, 2 - otwór kapilary, 3 – pokrywa, 4 – zatyczka, 6 - łaźnia olejowa, 7 - mieszadło, 8 - haczyki

 

Ogrzać łaźnię olejową do zadanej niższej temperatury. Sprawdzić, czy otwór kapilary (2) w aparacie jest zamknięty. Wlać badany olej do naczynia pomiarowego (1) do takiej wysokości, aby pokrył szczyty trzech haczyków. Olej mieszać za pomocą termometru umieszczonego w pokrywie, przez jej ostrożny obrót.

Po uzyskaniu temperatury pomiaru należy wyjąc zatyczkę (4), włączyć stoper. Zmierzyć czas wypływu 200 cm3 oleju do kolby miarowej, aż do osiągnięcia kreski (nie bierze się pod uwagę tworzącej się ewentualnie piany).

Analogiczne pomiary należy przeprowadzić w temperaturach wyższych.

Za wynik końcowy przyjąć średnią z co najmniej dwóch pomiarów.

 

Lepkość względną w temperaturze pomiaru obliczyć ze wzoru:

      [oE]

gdzie:

t - czas wypływu oleju w zadanej temperaturze [s]

K - stała lepkościomierza - 49.7 [s]

3. Wyznaczanie wskaźnika  lepkości na podstawie pomiaru lepkości kinematycznej

Wskaźnik lepkości (WL) jest liczbą niemianowaną, określająca zależność lepkości kinematycznej badanego oleju od temperatury, w stosunku do dwóch olejów przyjętych jako wzorce serii L i serii H.

Zasada wyznaczenia WL polega na pomiarze lepkości kinematycznej w dwóch temperaturach 40oC i 100oC. Lepkość kinematyczną oznacza się mierząc czas przepływu określonej objętości oleju przez kapilarę wzorcowego lepkościomierza (lepkościomierz Pinkiewicza) w ściśle określonej temperaturze.

 

Rysunek 2. Lepkościomierz Pinkiewicza

 

Do czystego i suchego lepkościomierza wprowadzić olej w następujący sposób:

§        lepkościomierz odwrócić do góry dnem

§        rurkę (1) zanurzyć w małym naczyńku z badanym olejem

§        rurkę (3) połączyć z pompką wodną

§        rurkę (2) zamknąć palcem

§        zassać olej do kreski M2 tak, aby w cieczy nie utworzyły się pęcherzyki powietrza.

Następnie wyjąć lepkościomierz z naczynia i szybko odwrócić. Z zewnętrznej strony końca rurki lepkościomierza usunąć nadmiar oleju. Lepkościomierz umieścić w termostacie tak, aby zbiornik (4) znajdował się poniżej poziomu oleju w termostacie i pozostawić na co mniej 15 min. Następnie badany olej zassać do rurki (1), za pomocą pompki wodnej, do 1/3 zbiornika (4). Zmierzyć czas przepływu cieczy od kreski M1 do kreski M2.

Za wynik końcowy przyjąć średnią z co najmniej dwóch pomiarów.

Analogicznie wykonać oznaczenie w temperaturze 100oC.

       Lepkość kinematyczną badanego produktu (n) w mm2/s obliczyć ze wzoru:

n = c·t

gdzie:

c - stała kapilary (podana na lepkościomierzu) [mm2/s2]

t - czas przepływu oleju przez kapilarę [s]

       W tabeli odszukać odpowiednie wartości D i L dla określonej wartości lepkości kinematycznej w temperaturze 100oC. Wskaźnik lepkości (WL) obliczyć ze wzoru:

gdzie:

L - lepkość kinematyczna w temperaturze 40oC oleju wzorcowego serii L, o WL = 0, mającego w temperaturze 100oC taką samą lepkość kinematyczną jak olej badany, [mm2/s]

U40 - lepkość kinematyczna oleju badanego w temperaturze 40oC, [mm2/s]

H - lepkość kinematyczna w temperaturze 40oC oleju wzorcowego serii H, o WL = 100, mającego w temperaturze 100oC taką samą lepkość kinematyczną jak olej badany, [mm2/s]

D - różnica między lepkościami kinematycznymi olejów wzorcowych serii Li serii H, [mm2/s]

Uwaga: W przypadku, gdy obliczona wartość wskaźnika lepkości wynosi >100, należy obliczyć go według wzoru:

w którym:

gdzie:

U100 - lepkość kinematyczna badanego oleju w temperaturze 40oC, [mm2/s]

Określić klasę lepkości badanego oleju według normy PN-78/C-96098.

4. Obliczanie lepkości dynamicznej

Wartość lepkości dynamicznej (h) oblicza się jako iloczyn oznaczonej lepkości kinematycznej oleju (n) i jej gęstości (r) w tej samej temperaturze.

5. Pomiar temperatury zapłonu i palenia metodą Marcussona

Zapoznać się z budową aparatu Marcussona.

Rysunek 3. Aparat Marcussona

Uwaga: olej o temperaturze zapłonu powyżej 220oC nalewa się do wysokości kreski górnej, o temperaturze zapłonu poniżej 220oC nalewa się do wysokości kreski dolnej (zakres temperatur podaje prowadzący)

Metalowy tygiel napełnić badanym olejem. Wstawić tygiel do aparatu Marcussona i zanurzyć w nim termometr. Włączyć ogrzewanie tak, aby przyrost temperatury wynosił około 5oC na minutę.

Po osiągnięciu temperatury o 30oC niższej od przewidywanej temperatury zapłonu zapalić palnik gazowy. Palnik z płomieniem gazowym zbliżać do powierzchni oleju i przesuwać w płaszczyźnie poziomej nad powierzchnią oleju tam i z powrotem jednostajnym ruchem co 1oC.

Temperatura, przy której następuje pierwsze zapalenie się par oleju z lekkim wybuchem jest temperaturą zapłonu oleju. Przez dalsze ogrzewanie uzyskuje się temperaturę, w której pary oleju po oddaleniu palnika palą się przynajmniej przez 3 s. Odczytana temperatura jest temperaturą palenia.

 

 

6. Opracowanie wyników:

Sprawozdanie powinno zawierać:

Ø     kontrolkę z bezpośrednimi wynikami pomiarów i analiz oraz z odpowiednimi wynikami obliczeń

Ø     ogólne informacje dotyczące olejów mineralnych, rodzaje i typy lepkościomierzy

Ø     schemat wszystkich obliczeń

klasyfikację oleju i zestawienie wyników

 

 


Ostatniej modyfikacji dokonał: Krzysztof Mazurek, dnia 18.10.2006.