Расчёт динамической, кинематической, относительной, условной вязкости нефти

Автор статьи
Владимир Хомутко
Время на чтение: 4 минуты
АА
36580
Отправим материал вам на:

CAPTCHA
Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку своих персональных данных
Расчёт динамической, кинематической, относительной, условной вязкости нефти

Так же, как плотность, вязкость нефти является её важнейшей физической характеристикой, поскольку напрямую влияет на её текучесть (величина, обратная вязкости). Вязкие нефти крайне трудно транспортировать по трубопроводам и трудно перерабатывать, что для нефтяной отрасли является затрудняющими факторами.

Эта величина в её кинематическом виде, приведенная к температуре 20 градусов Цельсия, может варьироваться в достаточно широком диапазоне – двух до трехсот квадратных миллиметров в секунду (мм2/с). Большая часть этого полезного ископаемого характеризуется средним значением этого параметра от  40-ка до 60-ти мм2/с.

Как вы думаете, что будет с нефтью в 2022 году?

Просмотреть результаты

Загрузка ... Загрузка ...

Вязкость нефти

Эта характеристика является определяющей характеристикой при расчете таких технологических параметров, как:

  • подвижность углеводородного сырья в продуктивном пласте в момент добычи;
  • скорость фильтрации этого сырья в пласте;
  • при определении типа вытесняющего агента;
  • для подбора мощности добывающего насосного оборудования;
  • при определении необходимых условий трубопроводной транспортировки и так далее.

Если знать вязкость нефти, то возможно даже приблизительно определить её состав, поскольку эта физическая характеристика растет с увеличением молекулярных весов составляющих это полезное ископаемое фракций. Иными словами, чем  тяжелее добываемое сырье, тем больше оно содержит тяжелых углеводородных  фракций, а значит, вязкость его возрастает. В высоковязких марках черного золота содержится много смол и асфальтенов, что сильно затрудняет переработку такого сырья.

Кроме того, на этот параметр влияют растворенные в этом полезном ископаемом газы. К примеру, газы углеводородного состава эту жидкую смесь разжижают, а азотистые – напротив, увеличивают значение её вязкости.

Физическая величина вязкость нефти

Это свойство жидкостей по-другому можно назвать внутренним трением. Другими словами, это способность текучих веществ  сопротивляться перемещению их частей одной относительно другой.

Это свойство, как правило, зависит от химического состава смеси,  молекулярных масс составляющих её компонентов и  от условий, при которых проводятся измерения.

Читать также: Для чего нужны ингибиторы коррозии в нефтедобыче?Для чего нужны ингибиторы коррозии в нефтедобыче?

По Ньютоновскому закону внутреннего трения сила внутреннего трения жидких веществ (обозначаемая как f ) находится в зависимости от следующих параметров:

  • площадь соприкосновения составляющих жидкость слоев (обозначение – S);
  • разность их скоростей (Δv);
  • расстояние между этими слоями (Δh);
  • молекулярные свойства жидкого вещества.

Формула этой зависимости такова: f = η * S * (Δv / Δh)

η – это коэффициент пропорциональности, который зависит от сил молекулярного сцепления и называется он коэффициентом внутреннего трения (по-другому –  динамической вязкостью нефти).

Динамическая вязкость

Эту величину рассчитывают по так называемой формуле Пуазейля:

η = ((π * Р * r4)  / 8 * v * L)) * t

Расшифруем незнакомые обозначения:

P – это давление, под которым происходит движение жидкого вещества;

v – это его объем;

L – длина капилляра, по которому протекает жидкость;

r – диаметр этого капилляра;

t – время, за которое это протекание происходит.

Измеряется эта величина в Па/с(паскаль-секунда, система СИ) или в пз (пуазах, система СГС).

Кинематическая вязкость

Этот параметр является более распространенной физической величиной для оценки свойств нефти и нефтепродуктов. По-другому эту величину называют удельным коэффициентом внутреннего трения.

Этот коэффициент является  отношением коэффициента η  (см. выше) к плотности жидкого вещества.

V = η / ρ

Единицы измерения этого физического параметра :

Полезная информация
1система СИ  – квадратный метр в секунду (м2/с)
2система СГС – стокс (Ст). Один стокс равен  10-4 квадратных метров в секунду

В такой отрасли, как нефтехимия, также применяются такие физические характеристики этого вещества, как относительная и  условная  вязкости.

Условная вязкость

Этот параметр (обозначение ВУ) получают путем деления промежутка времени, за который  истекает определенный объем жидкого образца, на период времени, за который истекает такой же объем стандартной жидкости. Время истекания измеряется в вертикальной трубе заранее определенной длины и диаметра. Условия для обеих жидкостей должны быть абсолютно одинаковы.

Вязкость нефти

Владимир Хомутко

По Государственному стандарту номер 6258 – 85 для измерения этой величины используют 200 кубических сантиметров исследуемой жидкости и такое же количество дистиллированной воды. Прибор, которым проводятся измерения, называется вискозиметр. Измерения проводят при температуре 20 градусов Цельсия.  Единица измерения – градус Энглера (обозначение – градус ВУ или °E).

Читать также: Как определить качество нефти?Как определить качество нефти?

Относительная вязкость

Эта величина представляет собой отношение коэффициента динамической вязкости исследуемого жидкого вещества  (обозначение μ) к такому же коэффициенту, характерному для чистого  растворителя (обозначение μ), измеренным при одинаковых условиях:

μr = μ / μ

В Соединенных Штатах Америки эту физическую характеристику  зачастую измеряют в так называемых УСС (универсальная секунда Сейболта, SUS либо SSU).

Измерения проводятся также специальным вискозиметром с отверстием определенного калибра. Через это отверстие пропускают  60 кубических сантиметров  образца исследуемого вещества либо при температуре 100 градусов по Фаренгейту (37,8 градуса Цельсия), либо при температуре 210 градусов по Фаренгейту (98,9 градуса Цельсия), после чего  засекают время истечения исследуемого образца.

Вязкость нефти

Для веществ с высоким уровнем этого параметра (например. мазутов и котельного топлива) в США применяется специальный вискозиметр Сейболта FUROL. Единицей таких измерений является секунда Сейболта FUROL, обозначаемая как SSF.

YouTube responded with an error: The request cannot be completed because you have exceeded your <a href="/youtube/v3/getting-started#quota">quota</a>.

Список используемой литературы:

Рейтинг автора
Автор статьи
Владимир Хомутко
Написано статей
203
Расчёт динамической, кинематической, относительной, условной вязкости нефти
Оцените статью: 1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд
Загрузка...