Petrochemie a tribotechnika

Měření viskozity a viskozitního indexu olejů

Základním parametrem při výrobě a kontrole pohonných látek a olejů je jejich viskozita. Viskozita je pro motorové oleje velmi důležitá a je to asi také nejznámější vlastnost olejů. Viskozita je měřítkem tekutosti kapalin. Oleje s nižší viskozitou jsou tekutější (řidší) a mají menší vnitřní odpor proti proudění, proti toku. Vyšší viskozita olejů (hustší oleje) naopak znamená vyšší odpor a tím také pomalejší tok, přeneseně pak i vyšší odpor proti vzájemnému pohybu dvou mazaných součástí.

Měření kinematické a dynamické viskozity
Viskozita olejů se měří viskozimetrem, který vidíte na obrázku. Hlavní součástí tohoto přístroje je skleněná kapilára, kterou při měření protéká vzorek oleje. Měří se čas, za který projde hladina oleje mezi dvěma ryskami, přičemž viskozimetr je při měření ponořen do vyhřívané lázně, kde je udržovaná nastavená teplota. Každý viskozimetr je od výrobce kalibrován a má svou vlastní konstantu, kterou se nakonec vynásobí změřený čas, čímž se získá hodnota kinematické viskozity v jednotkách mm2s-1 (dříve také cSt - centistokesy). Kromě kinematické viskozity rozlišujeme ještě tzv. dynamickou viskozitu s jednotkami mPa.s, která se používá pro charakterizaci nízkoteplotních vlastností olejů a HTHS viskozity. 
Rozdíl mezi oběma viskozitami je v tom, že kinematická viskozita je ovlivněna zemskou přitažlivostí (měření se provádí ve svislé poloze a kapalina teče dolů). Pro přepočet mezi oběma viskozitami se používá hodnota hustoty. Dynamická viskozita je součinem kinematické viskozity a hustoty.
Měření viskozitního indexu

Hodnota viskozity se velmi rychle mění podle aktuální teploty oleje. Závislost viskozity na teplotě vyjadřuje hodnota viskozitního indexu. Čím méně se mění viskozita s teplotou, tím vyšší je viskozitní index, který se měří podle normy ČSN ISO 2909.

Měření HTHS viskozity

Vysokoteplotní HTHS (High Temperature High Shear) viskozita není příliš často uváděnou vlastností motorových olejů, a přitom je pro motor velmi důležitá. Lze říci, že HTHS viskozita oleje je jedním z konstrukčních prvků motoru a je součástí všech výkonových specifikací motorových olejů. HTHS viskozita je také důležitým parametrem, který ovlivňuje spotřebu paliva. Jde o dynamickou viskozitu měřenou při vysoké teplotě (150 °C) a velkém smykovém spádu (106 s-1). HTHS viskozita má určitý vztah k síle (tloušťce) mazacího filmu. Čím je HTHS viskozita vyšší, tím olej tvoří silnější (tlustší, ne však ve smyslu pevnější) mazací film. V případě příliš nízké HTHS viskozity může dojít k přetržení olejového filmu mezi dvěma třecími plochami, a ty pak nejsou dostatečně mazány.

Viskozimetrický systém VISTEC VS-3C s programem VISIN je určen pro měření kinematické viskozity a viskozitního indexu kapalin podle normy ČSN ISO 2909.

 

Program VISIN zprostředkovává následující operace:

1. Zadání parametrů potřebných pro změření průtokové doby prostřednictvím měrné jednotky jednotky MU. Tyto parametry uživatel zadá na klávesnici počítače.  Po jejich zadání se přenesou do MU.

2. Přenos naměřených dob průtoku kapaliny do počítače a jejich postupné ukládání v paměti s příslušným označením vzorku

3. Výpočet a uložení číselných hodnot, které charakterizují viskozitní index kapalin podle normy ČSN ISO 2909, tj.

  • kinematická viskozita při 40°C

  • kinematická viskozita při 100°C

  • viskozitní index

  • přesnost

  • shodnost. 

 

Základní vybavení systému VISTEC VS-3C tvoří:

  • měrná jednotka MU

  • Ubbelohdeho viskozimetry (volitelná položka)

  • průtokové viskozimetry (volitelná položka)

  • fotočidla SE

  • stojan S2 nebo S5 (podle počtu viskozimetrů)

  • termostat s externí cirkulací TE

  • počítač s příslušenstvím

  • monitor

  • tiskárna

 

K mikroprocesorem řízené měrné jednotce MU lze připojit pro postupné měření až pět viskozimetrů s fotočidly.  Klávesnice měrné jednotky umožňuje zápis čísla vzorku (1 - 99), data, teploty a dalších číselných údajů na vestavěnou tiskárnu, připravení zvoleného viskozimetru k měření, připojení tiskárny a zadání automatického přepočtu průtokových dob na kinematickou viskozitu. Údaj průtokové doby v sekundách (na dvě desetinná místa) se objeví na alfanumerickém displeji společně s číslem viskozimetru (1 - 5) a číslem vzorku (1 - 99).  Poté může následovat automatický přepočet na kinematickou viskozitu.  Po ukončení každého měření se údaje o měření přenesou do připojeného počítače.  Konec měření je akusticky signalizován. Podrobný popis ovládání měřicí jednotky MU uvádí příslušný manuál. Při spojení jednotky viskozimetru s počítačem jsou všechny operace nastavovány prostřednictvím programu. Komunikace je obousměrná, tj. probíhá podle následujícího postupu:

  • nastavení všech parametrů pro měření viskozity určitého vzorku oleje (popis identifikace vzorku, číslo viskozimetru, počet opakovaných měření)

  • program pošle parametry do měrné jednotky

  • proběhne opakované měření doby průtoku vzorku ve viskozimetru

  • po každém měření doby průtoku se údaj o čase přenese do počítače

Email:  milos.koessler@vistec.cz

© 2019 by Vistec, Contisec

Contisec, spol. s r.o. Werichova 953/15, 152 00 Praha 5

Česká republika  Tel. +420 603 454 281,+420 731 030 543