0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Прибор для измерения плотности масла

Для чего необходимо знать значение плотности моторного смазочного состава

Знать точную плотность смазочного масла нужно, когда возникает необходимость перевода его объема в массу и наоборот. Данный параметр составов зависит от их температуры. Чем она ниже, тем выше показатели плотности.

Плотность помогает сравнивать свойства нескольких видов смазок. Однако она не является прямым показателем их качественности.

Моторные масла по своему составу делятся на синтетические, полусинтетические и минеральные. Последние производятся из сырой нефти путем ее перегонки и последующего рафинирования. Есть ароматические, парафиновые и нафтеновые минеральные смазки. Лучшими из них являются парафиновые аналоги, имеющие наименьшие плотностные характеристики.

При определении свойств смазки следует учитывать ее прозрачность и цвет. Они зависят от присутствия в продукте смолистых веществ. Чем более темная и менее прозрачная смесь, тем она хуже очищена.

Общие сведения

Плотность – это удельный вес любого вещества, находящийся в единице объема. Измеряется это значение в тоннах или килограммах на 1 кубический метр (кг/м³). Зависит оно от химического состава вещества. На уровень данной величины автомобильной смазки также влияет и ее фракционность. Чем температурный предел вскипания фракций вещества выше, тем его плотность, а, следовательно, и вес, больше.

На практике специалисты оперируют безразмерным значением – относительной плотностью смазочного масла. Это отношение плотности продукта при его конкретной температуре к аналогичному параметру воды при ее температуре +40 °С. Берется она в таком же объеме.

Смазочные материалы имеют такие значения данного параметра (в т/м³):

  • составы, предназначенные для бензиновых моторов: 0.910 – 0.930;
  • смазки для дизельных аналогов: 0.890 – 0.920;
  • авиационные масла: 0.880/0.905.

Пикнометрический метод

Чаще всего специалисты определяют плотность при помощи пикнометра. Данный способ основывается на нахождении относительного значения искомой величины. Используется он в заводских лабораториях производителей смазывающих жидкостей.

Плотностные значения автомобильных масел по пикнометрическому методу определяется очень точно. Вплоть до четвертой цифры после запятой. Для взвешиваний применяются аналитические весы, имеющие погрешность не больше 0.0002 г.

Технология пикнометрического способа довольно сложна. Поэтому на нее существует отдельный российский ГОСТ №3900-85. Он полностью регламентирует и описывает данный метод.

Определение параметра ареометром

В домашних условиях плотность смазки можно определить с помощью ареометра. Он представляет собой поплавок – запаянную колбу из стекла с балластом. Она оснащена внизу термометром, а вверху – шкалой плотности в стеклянной трубке.

  1. Измерения осуществляйте при температуре масла +20 °С.
  2. Налейте состав в высокий стеклянный либо пластиковый цилиндр.
  3. Аккуратно опустите чистый и сухой ареометр в жидкость так, чтобы он не касался стенок емкости.
  4. Поставьте цилиндр таким образом, чтобы шкала искомого значения располагалась на уровне глаз.
  5. Подождите, пока колебания прибора прекратятся.
  6. Снимите показания. Одновременно с этим замерьте температуру жидкости.

Что делать, если температура не будет равна +20 градусам? В этом случае точные значения параметров смазки можно определить по приведенной таблице. Она показывает их с поправкой на температуру.

Плотность моторного масла: что за параметр, и на что влияет?

Любая техническая жидкость (моторное масло – не исключение) имеет химические и физические свойства. Эти характеристики закладываются производителем, и влияют на качество работы расходного материала.

Например, от плотности моторного масла зависят гидравлические параметры: насколько эффективно будет нагнетаться давление, а соответственно поступление смазки к рабочим точкам по маслопроводам.

Кроме того, от этой величины зависит теплообмен. Как известно, с помощью моторной смазки отводится тепло от деталей трения, поскольку система охлаждения двигателя не задействована в этом процессе.

Производитель делает масла определенной плотности для обеспечения заданных значений кинематической вязкости. Собственно, это значение получают из величин динамической вязкости и плотности жидкости.

Что такое плотность масла?

Для покупателя привычно видеть на упаковке такие параметры, как вязкость по SAE, классификации качества по API или ACEA. Удельная плотность моторного не относится к основным характеристикам, ее значение можно узнать из расширенной классификации или по результатам тестов.

С точки зрения физики, эта величина определяется отношением массы вещества к его объему. То есть, чем больше единиц массы умещается в определенный объем – тем выше значение.

Чтобы понять, как работает система измерения, обратимся к эталону:

Читать еще:  От чего зависит расход газа на автомобиле

Величину 1 кг/л имеет дистиллированная вода при температуре 4°C.

Поскольку в смазочных материалах содержатся различные вещества, многие из которых легче воды – плотность масла ниже.

Плотность отработанного моторного масла будет отличаться от свежего, скорее всего в сторону увеличения. Это связано с тем, что часть легких жидкостей улетучивается, а тяжелые примеси добавляются. Это шлаки, взвесь твердых частиц, сажа, и пр.

Таким образом, понятно, что базовое значение зависит от основы масла, и состава его присадок.

Зная правильное значение этого параметра, вы легко сможете проверить приобретаемый продукт «на подлинность».

Есть еще одна зависимость величины: от температуры

Казалось бы, в чем тут связь? Но ведь эталонное значение (см. выше: плотность дистиллированной воды) получают при определенной температуре: 4°C. Для тестирования нефтепродукта, за эталонную температуру принимается 20°C.

Это легко объяснимо с точки зрения физики:

  1. Вода относительно стабильна, величина практически не меняется в зависимости от температуры. Однако при около нулевом значении, начинается процесс кристаллизации льда. Поэтому эталонная температура выше.
  2. Масло – это сложный состав. Густота автомобильной смазки определяется различными компонентами, у которых различная температура замерзания и кипения. Поэтому, в качестве эталонной температуры установлено промежуточное значение для средней полосы климата.

Зависимость от внешних градусов следующая: от минуса до эталонного значения – цифры растут. Затем, по мере увеличения температуры, значение плотности снижается. Мы знаем, что вязкость зависит от плотности напрямую. При этом по мере снижения температуры масло густеет.

Это не связано с плотностью: зависимость этих величин требуется только для измерения (возвращаемся к эталонной температуре).

Разумеется, при измерении параметров невозможно обеспечить идеальные условия. Эталонные замеры производятся только в лабораториях. Поэтому для поправки на изменение внешней температуры, разработана таблица плотности масел.

Зависимость нелинейная, если построить график – получится парабола. Поэтому поправка на 1°C рассчитывается в каждом диапазоне. Чем плотнее жидкость, тем меньше зависимость от внешних условий.

Это хорошо заметно на примере простой воды. При идеальных показателях 1 кг/литр, плотность изменится лишь тогда, когда жидкость будет на грани закипания или замерзания.

Как и в чем измеряется плотность масла?

Согласно формуле (отношение массы к объему), величина фиксируется в килограммах на кубометр (кг/м³).

Для справки: плотность моторных масел лежит в пределах 750 — 995 кг/м³ (при 20°C).

Для измерения нам необходимо знать паспортные характеристики проверяемого продукта. На этикетках это значение не указано, поэтому необходимо получить эту информацию дополнительно.

Рассмотрим пример вычислений значения:

  1. Допустим, что согласно паспортным данным, диапазон тестируемого машинного масла лежит в пределах 990-999 кг/м³. Соответственно, поправка на каждый градус: 0,515 (см. таблицу выше).
  2. Выполняем измерение, фиксируя текущую температуру. Удобнее проводить процедуру с помощью комбинированного прибора.
    Он сразу показывает две величины: температуру и плотность масла, в реальном времени. Хотя можно воспользоваться ареометром и термометром, особенно в бытовых условиях: покупка прибора – дорогое удовольствие.
  3. Получаем следующие значения: 997,8 кг/м³ при температуре 24,2°C.
  4. Разница 4,2°C перемножается с величиной поправки 0,515. Получаем значение 2,16.
  5. Поскольку температура выше эталонной, отнимаем полученную поправку от измеренного значения 997,8 кг/м³.
  6. Полученное значение 995,6 кг/м³ и есть реальный показатель плотности масла.

Сравнив эти данные с информацией в паспорте продукта, вы легко сможете определить, насколько покупаемый расходник соответствует заявленным характеристикам.

Отличается ли плотность синтетики и минерального масла?

Разумеется, есть связь между базовой основой и плотностью продукта. Тип и количество присадок играют второстепенную роль. У минеральных масел это значение выше. Естественный продукт несколько тяжелее. Обычно производитель устанавливает диапазон 875 – 856 кг/м³.

Лабораторный эксперимент показывающий плотность масла — виде

Синтетические смазки легче, можно считать, что легкость связана с сырьем – их в основном синтезируют из природного газа. На самом деле, связи с газом нет. Тем не менее, значение ниже, чем у минералки: 840 – 860 кг/м³ (за редким исключением).

Кстати, малый вес синтезированных смазочных материалов позиционируется в качестве конкурентного преимущества. На самом деле важно не то, какая плотность установлена производителем.

Для двигателя главное – сохранение этого значения при смене рабочих температур. Мы знаем, что от величины плотности зависит одна их главных характеристик: кинематическая вязкость моторного масла по SAE.

Вывод:
Сила не в абсолютных значениях, а в стабильности этого параметра.

Как работает плотномер для нефтепродуктов?

Плотность является ключевым параметром как при контроле качества, так и при коммерческом учете нефти и нефтепродуктов. Ранее этот параметр определи либо с помощью ареометров, либо при помощи пикнометров. Но прогресс не стоит на месте, и сейчас самый эффективный и точный прибор для таких измерений – это электронный плотномер для нефтепродуктов. Принцип его работы основан на замере периода колебаний U-образной полой трубки, которая заполняется исследуемым жидким продуктом.

Основные преимущества такого способа измерений

Первым преимуществом, которое хотелось бы выделить, является то, что использование таких плотномеров дает максимально точный результат при минимальных трудовых и временных затратах.

Погружной плотномер DM-230.1А

Вторым достоинством является то, что для исследований достаточно малого объема пробы.

Третий плюс таких приборов – свойства пробы не изменяются, поскольку измерение выполняют на месте нахождения продукта, что особенно важно при исследовании топлива.

Качество пробы при лабораторных замерах устройствами старого типа менялось в результате частичного дегазирования, процессов испарения, вследствие изменения температуры пробы, что меняло и показатель плотности. В случая же применения плотномера проба ничем не отличается от остальной массы исследуемого продукта, находящегося в резервуаре, вследствие чего данные именно таких оперативных замеров непосредственно в емкости с хранимым нефтепродуктом при ведении товарного учета считаются самыми корректными.

Следует сказать, что не все такие средства измерения подходят для исследований идеально. К примеру, они должны соответствовать метрологическим требованиям, которые прописаны в российских государственных стандартах, к которым относятся: ГОСТ номер 3900 «Методы определения плотности нефти и нефтепродуктов» и ГОСТ номер 51069 «Государственная система обеспечения единства измерений нефти и нефтепродуктов».

Помимо этого, используемое оборудование должно быть сертифицировано для работы в зонах повышенной взрывоопасности и должны присутствовать в реестре измерительных средств, применяемых на территории нашей страны.

Рассмотрим такое электронное устройство на примере весьма популярного в нашей стране портативного погружного плотномера марки DM-230.1A.

Плотномер DM-230.1A

  • одновременно измеряет и плотность, и температуру исследуемого нефтепродукта без отбора пробы на глубине до шести метров (если продукт хранится в горизонтальном резервуаре);
  • обладает высокой скоростью замера и точностью получаемых результатов;
  • дает возможность измерять на разных глубинах ёмкости, с учетом расслоения жидкости;
  • широкий температурный диапазон для работы – от минус 40-ка до плюс 85 градусов Цельсия;
  • компактность и эргономичность;
  • высокая степень ударостойкости;
  • позволяет исследовать нефть и прочие вязкие продукты;
  • имеет автоматическую калибровку температуры;
  • широкий интервал измерений – от 0,6500 до 1,1000 грамм на кубический сантиметр;
  • может хранить в своей памяти до 998 полученных значений;
  • имеет встроенный порт для беспроводной передачи полученных данных на персональный компьютер или автономное печатающее устройство.

Это устройство нашло широкое применение на предприятиях нефтехимической отрасли, где оно используется для ведения товарного учета в процессе хранения и транспортировки нефтепродуктов и сырой нефти. С его помощью можно проводить оперативные измерения в железнодорожных цистернах, емкостях бензовозов и в горизонтальных резервуарах для хранения углеводородов. Помимо большой экономии времени, использование такого устройства позволяет исключить риски, которые связаны с плохим качеством пробоотбора, а также с возможными погрешностями при выполнении анализов.

Одной из основных проблем пробоотбора является то, что характеристики отобранных проб изменяются в результате частичного дегазирования, испарительных процессов и температурных изменениях. Результатом этого становится несоответствие характеристик пробы и продуктов, находящихся в исследуемой емкости. Это негативно сказывается на качестве товарного учета, поэтому более корректные данные для него получаются с помощью местных оперативных измерений.

Кроме того, следует отметить тот факт, что процесс измерения ареометром гораздо более долгий и сложный, чем при использовании плотномера. К примеру, использовать ареометр в сложных погодных условиях достаточно тяжело, поскольку оператору плохо видна шкала прибора. До и необходимость коррекции получаемых данных и последующий их пересчет затягивает и усложняет процесс получения результата.

Рассматривание нами устройство таких недостатков лишено. DM-230.1А снабжен индикатором на жидких кристаллах с подсветкой, который и отображает результат замера. Он способен в автоматическом режиме учитывать температурную разницу, что избавляет персонал от необходимости ручного пересчета полученных значений. Прибор сам берет на себя эту задачу, автоматически пересчитывая реальную плотность при текущей температуре к нужному значению этого параметра при 15ти и 20-ти градусах Цельсия.

Это измерительное устройство сертифицировано и допущено к работе во взрывоопасной среде, а также внесено в реестр измерительных средств Российской Федерации.

Погружной плотномер DM-230.2А

Значительные преимущества погружного способа измерения плотности привели к тому, что такие плотномеры завоевали широкую популярность на рынке измерительных средств.

YouTube responded with an error: Daily Limit Exceeded. The quota will be reset at midnight Pacific Time (PT). You may monitor your quota usage and adjust limits in the API Console: https://console.developers.google.com/apis/api/youtube.googleapis.com/quotas?project=122068193747

Список используемой литературы:

  • Нефть — Википедия
  • ἔλαιον. Liddell, Henry George; Scott, Robert; A Greek–English Lexicon at the Perseus Project.
  • Экономидес, М. Цвет нефти. Крупнейший мировой бизнес: история, деньги и политика/ Экономидес М., Олини Р. Издательство: «Олимп-Бизнес», 2004. 256 с.
  • Эрих В.Н. Химия нефти и газа. — Л.: Химия, 1966. — 280 с. — 15 000 экз.

Плотность моторного масла. Как и для чего нужно определять плотность моторного масла?

При выборе моторного масла автолюбители ориентируются на разные показатели. Для бензинового агрегата на упаковке указывается индекс S, для дизельного двигателя — C. Также ориентируются на другие показатели. Например, выбирают синтетическую, полусинтетическую или минеральную основу; масло разной вязкости в зависимости от теплого или холодного сезона. Но часто выбирают появившиеся в последние годы всесезонные смазочные жидкости. При этом руководствуются тем показателем вязкости, которая рекомендована заводом-производителем.

Есть еще один важный показатель — это плотность моторного масла. О ней и пойдет речь в статье.

Основные свойства масел

Среди главных характеристик, относящихся к смазочным жидкостям, выделяют следующие показатели:

  • Плотность моторного масла и удельный вес. Первый термин означает отношение к объему массы. Плотность измеряется в килограммах на кубические метры. Здесь же стоит отметить удельный вес, означающий отношение массы вещества к массе воды. Оба свойства зависят от температуры.
  • Вязкость — величина, через которую выражается текучесть. Она также зависит от температуры. Вязкость измеряется в нескольких единицах: в стоксах, сантистоксах и квадратных метрах или миллиметрах на секунду по системе измерений СИ.
  • Температура вспышки и застывания. Первая означает такое увеличение температуры, при котором выделяются пары, вспыхивающие при поднесении открытого огня. Вторым показателем выступает низкая температура, при которой масло не до конца потеряло текучесть. Это может быть продемонстрировано при наклонении пробирки.
  • Кислотное и щелочное число показывает количество продукта, необходимое для нейтрализации, из-за того, что кислые и щелочные продукты скапливаются в смазочной жидкости в процессе эксплуатации.

Плотность

Плотность моторного масла является очень важным показателем, выражающим отношение массы к объему. Она связана со сжимаемостью и вязкостью. Параметр значительно влияет на мощность, поступаемую при гидропередаче, и выражает энергетический запас при циркуляции. При высокой плотности получается сократить размеры гидропередачи, не меняя мощность. С повышением давления плотность также начинает увеличиваться.

Если изменяется плотность моторного масла при 20 градусах, можно говорить о неисправностях в моторе. Учитывая сравнение плотности бензина и дизельного топлива с плотностью масла, получится, что у последнего показатель будет выше. Таким образом, попадание топлива в смазочную жидкость уменьшит значение плотности. В то же время вода, имеющая почти 1000 кг/м3, наоборот, повысит его. Это будет иметь место потому, что у нее большее значение, чем плотность моторного масла кг/м3 (у него всего 880). Принимая во внимание эти особенности, можно вычислить, например, неисправности в вентиляции картера или системе охлаждения двигателя.

Связь плотности и вязкости

Классификации, обозначающей плотность моторного масла, не существует. Но есть другая, под названием SAE. Она определяет смазочную жидкость по параметру вязкости. Зимние масла идентифицируют по наличию буквы W. Их подразделяют от 5W до 25W. К примеру, масло с обозначением 5W способно работать при зимней температуре до тридцати градусов ниже нуля. А обозначение 10W означает возможность работы до минус двадцати градусов. А вот моторное масло, имеющее показатель 20W, будет исправно работать лишь при совсем малых морозах. Его не рекомендуется заправлять, если погода рискует быть слишком холодной.

Обозначение летних масел обычно колеблется от 10 до 60. При высокой температуре смазочная жидкость должна иметь низкие свойства вязкости.

Плотность некоторых всесезонок

Несмотря на то что плотность масла моторного отработанного не зависит от показателя вязкости, можно по маркировке выявить некоторые закономерности. Кроме того, производитель указывает этот показатель в технических характеристиках.

Например, известно, что 0,87—0,9 — это характерная плотность моторного масла 15W40 при пятнадцати градусах. Показатель 0,857 кг часто будет при зимней марке 10W. А порядка 0,85 будет плотность моторного масла 5W40.

Летний показатель при двадцати будет равен 0,861 кг/л, а при пятидесяти — 0,875 кг/л.

В последнее время наиболее широкое распространение получают смазочные жидкости, имеющие способность работать одинаково хорошо и в летнее, и в зимнее время, так называемые всесезонные масла. Их использование намного упростило жизнь автолюбителям, которым теперь не нужно бояться, что они забудут поменять жидкость при наступлении жаркого сезона или, наоборот, холодного.

Ареометр

Для измерения плотности используют прибор под названием ареометр. Это такой поплавок, изготовленный из стекла, с балластом внизу, термометром посередине и тонкой трубкой со шкалой наверху.

Прибор помещают в масло на период от трех до пяти минут и снимают показания на шкале. Плотность масла моторного (кг/л) указывают при температуре двести градусов. Если измерения проводились по другой температуре, результат доводят по соответствующей таблице в ГОСТ.

Измерение плотности

Для определения свойств смазочной жидкости применяют его относительную плотность, вычисляемую исходя из отношения плотности масла к плотности воды при температуре сорок градусов (при равных объемах).

Измерение плотности проводится следующим образом.

  1. В стеклянную колбу наливают нефтепродукт при температуре двадцать градусов.
  2. Осторожно опускают ареометр, чтобы он не касался стенок сосуда.
  3. Через несколько минут, держа прибор на уровне глаз, делают замер, одновременно снимая показания температуры. Плотность определяется по специальной таблице.

Например, известно, что плотность моторного дизельного масла варьируется от 890 до 920 кг/м3, а автомобильного бензина — от 910 до 930 кг/м3.

Этот параметр помогает сравнить свойства разных смазочных жидкостей. Однако по нему одному нельзя судить о качестве масла в целом. Для этого принимается во внимание цвет, прозрачность продукта и другие показатели.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector