石油及油品黏度的概念及表示方法

  石油及油品在输送和使用过程中要进行流动，因此其流动性能的好坏非常重要。评价油品流动性的基本指标是黏度，它也是某些油品的重要规格标准之一。

  一、黏度的概念及表示方法

  1．黏度的概念

  黏度是衡量液体作层流流动时内摩擦力大小的指标。层流流动指流体质点运动是有规则的，质点之间互不混杂，互不干扰，作层状或流束状运动。

    2．黏度的表示方法

    (1)动力黏度。根据牛顿定律，在层流状态下，内摩擦力F的大小与流体化学组成有关；在不大于4. 053MPa( 40atm)时，可认为与压力无关；对性质相同的流体，内摩擦力与两液层交界面的面积S和速度梯度dv/dL成正比，可以表示为：

    F= μS．dv/dL    (1-2 -12)

式中F-两液层之间的内摩擦力，N；

    S-两液层之间的接触面积，m²；

    dv-两液层间相对运动速度，m/s；

    dL -两液层之间的距离，m；

μ――内摩擦系数，即该液体的动力黏度，Pa・s。

    若取S= 1m²，dv/dL= 1/s，则在数值上μ=F。所以，动力黏度的物理意义可以理解为：在单位接触面积上，相对运动速度梯度为1/s时，流体所产生的内摩擦力。动力黏度的单位：

    μ= F/(S・dv/dL)=N/[m²・m/(s／m)]=N・S／m²= Pa・s

    通常图表或手册中查得的动力黏度大多采用物理单位表示为g/cm・s，称为“泊”(P)，常用1/100P作为油品动力黏度的单位，称为“厘泊”(cP)，它与Pa・s的关系为：

    1Pa・s=10P=1000cP

    (2)运动黏度。石油产品规格标准中常采用运动黏度作为油品流动性能的指标。运动黏度是动力黏度与同温度下液体密度之比，用u来表示：

    V= μ/ρ    （1-2 -13）

    运动黏度的单位是m²/s，在物理单位中为cm²/S，称为“斯”(St)，1/100St称为“厘斯”（cSt或mm²/s），常用作油品质量指标中黏度的单位，与m²/S的关系为：

    1m²/s= 10⁴St= 10⁶ cSt( mm²/S)

    表1-2 -4列出了一些纯烃的密度、沸点、相对分子质量和黏度。

    表1-2 -4纯烃的密度、沸点、相对分子质量和黏度

    从表1-2-4中数据可似看出，随着密度的增大、沸点升高或烃类相对分子质量增大，黏度增大。当烃类相对分子质量相近时，烷烃黏度最小，环烷烃最大，芳香烃介于两者之间。石油及其产品的黏度随油品馏程升高、密度增大而迅速增加。

    (3)条件黏度。用各种不同黏度计在特定条件下测得的黏度为条件黏度。如恩氏黏度，单位°E；赛氏黏度，单位s；福氏黏度，单位s；雷氏黏度，单位s。

    各种黏度可通过图1-2-3或附表3进行换算，黏度换算时注意温度条件应相同。