粘度测定报告

天津商业大学流体力学论文润滑油粘度测量学院：机械工程学院班级：卓热1201姓名：王军艳刘超杰张会霞2润滑油粘度的测定王军艳，刘超杰，张会霞（天津商业大学机械工程学院，天津300134）摘要：粘度是反映润滑油的润滑性能的重要指标。本实验利用NDJ-5S数字式粘度计测量了不同温度下润滑油的粘度值，根据实验数据得出粘度随温度的变化规律，分析了温度对润滑油粘度的影响，并对实验做误差分析。关键词：润滑油，粘度，粘温特性，误差前言润滑油是石油产品中品种、牌号最多的产品之一,品种十分复杂,应用极为广泛。粘度是润滑油产品质量的一个重要评价指标,它不仅是划分润滑油牌号的参考,也是各种设备选油的主要依据,它直接影响机械的磨损程度、摩擦表面失效、摩擦功率损失和工作效率等。为此,本文利用粘度计测量不同温度下美孚速霸2000的粘度值，由粘度随温度的变化规律，分析温度对粘度的影响。1、润滑油粘度概述润滑油和所有的流体一样都具有粘性，即由流体分子间相对运动时所产生的内摩擦力引起的流体内部具有抵抗相对运动或变形的性质。粘性的大小用粘度来表示，工程上表示粘度的方法有绝对粘度和条件粘度两类。绝对粘度又分为动力粘度和运动粘度两种；条件粘度也分为恩氏粘度、雷氏粘度和赛氏粘度3种。本次实验测量润滑油的动力粘度μ，μ表征单位速度梯度作用下的切应力，单位为Pa•s，它反映了粘性的动力性质[1]。2、NDJ-5S数字旋转式粘度计操作旋转粘度计开机后先要检测零位，这一操作一般在不安装转子的情况下进行，然后在半径R1的外筒里同轴地安装半径R2的内筒，在实验中，我们当时按照说明书组装完成，套筒3内其间充满了粘性流体，之后把套筒缓放到水中，浸没到一定的深度，最后开始实验。实验时，同步电机以稳定的速度旋转，接连刻度圆盘，再通过游丝和转轴带动转子旋转，如果转子未受到液体的阻力，则游丝、指针与刻度圆盘同速旋转，指针在刻度盘上指出的读数为“0”。反之，如果转子受到液体的粘滞阻力，则游丝产生扭矩，与粘滞阻力抗衡最后达到平衡，这时与游丝连接的指针在刻度圆盘上指示一定的读数。将读数乘上特定的系数即得到液体的粘度。3、温度对润滑油粘度影响的研究有关流体粘度随温度变化规律的研究已有100多年的历史。到目前为止，由试验数据总结的经验公式已有数十个。由于现代计算机技术及软件的发展，由测量的粘度、温度数据求取经验公式变得非常容易，而且精度容易得到保证[2]。液体粘性主要取决于分子间的吸引力。温度升高时，吸引力降低而使粘度下降；反之则升高。因此，对于多数润滑油而言，温度升高会使其粘度降低。一般可用粘温曲线来表示润滑油粘度随温度变化而变化的规律。4、粘度与温度关系本实验是利用旋转测试法来测量润滑油的粘度。所用仪器为NDJ-5s型数显粘度计，通过传感器检测出作用在转子上的粘性力矩，经计算机处理后得出被测液体的粘度。实验中使用中的润滑油为美孚速霸20005W-40。经实验测量得数据如下表：根据数据绘制成如下μ—t曲线图:05010015020025303540温度t(℃)动力粘度μ（mPa·s）转速：n=60r/min转子：SP2型温度t（℃）动力粘度μ（mPa•s）百分标度（%）25154.730.930126.725.335115.023.040101.920.44从中可看出在一定的温度范围内，随着温度的升高，润滑油的粘度逐渐减小。5、误差分析在测量实验过程中，误差是必然存在的，且不可消除的。首先第一人为误差，实验中我小组的起始温度t=30℃，向后每增加5℃测一次润滑油的粘度，但后发现在45℃时百分计标度在20%以下，不能再继续增加温度。因此舍去45℃而将温度调低到20℃开始测粘度，在此过程中由于散热不彻底导致记录的20℃时的数据有误差。因此在处理数据时我小组舍去了20℃和45℃时的粘度值；第二转子的选择，起初我小组选择的转子是SPL3,转速是30RPM，但是粘度数值高达三四千，且数值相当不稳定，最后经讨论换了转子，为SPL2,转速是60RPM，结果看以上数值，在可允许的范围内，且有一定的的稳定度；第三读数误差，在测量一个温度点的粘度时，没有准确的读在这一时刻的粘度值，其中的偏差在0`0.5℃,温度偏差对粘度影响是很大的，实验表明当温度偏差0.5摄氏度时，有些液体粘度值偏差超过百分之五，因此要准确把握被测液体的温度恒定在规定的温度点附近，这样可减少误差，测量值更准确；第四润滑油受热不均匀，装有润滑油的套筒在实验时并未完全浸入水中，有一部分在空气中导致加热时润滑油受热不均匀，测量粘度时就会起伏不定，影响结果。以上因素在测量粘度时影响实验数据，导致产生误差，所以实验时我们要小心检查及时修正，以减少误差的出现。总之，只有严格控制测定条件才能保证测定的准确性[3]。参考文献[1]龙天渝，蔡增基，流体力学.北京:中国建筑工业出版社，2004[2]李兴虎，赵晓静，润滑油粘度的影响因素分析,润滑油，2009(6)[3]谢学兵，孙霞，影响测定润滑油运动粘度的因素，合成润滑材料，2011（2）