粘度法測(cè)定發(fā)動(dòng)機(jī)油質(zhì)量
提高發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率，避免燃油浪費(fèi)是節(jié)約能源的一種方式，潤(rùn)滑劑是發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的重要物質(zhì)，為使發(fā)動(dòng)機(jī)效率得到優(yōu)化，保證能源供應(yīng)高效運(yùn)行，檢驗(yàn)潤(rùn)滑劑的質(zhì)量是關(guān)鍵，粘度是檢驗(yàn)液體潤(rùn)滑劑質(zhì)量的最重要參數(shù)，粘度的測(cè)量受到廣泛的關(guān)注。
最近幾年來(lái)，可再生能源如地?zé)帷L(fēng)能、太陽(yáng)能設(shè)備以及沼氣廠的建立彰顯出越來(lái)越重要的意義。和其他能源供應(yīng)系統(tǒng)一樣，這些高度復(fù)雜的設(shè)備同樣需要予以細(xì)心的維護(hù)。尤其是中央熱電廠以及個(gè)人用小型供暖裝置，如何保證設(shè)備運(yùn)行過(guò)程的安全和穩(wěn)定，持續(xù)均勻的能源供給具有決定性意義。
由于這些設(shè)備使用不同結(jié)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)，維護(hù)工作除了考慮時(shí)間間隔外，還取決于燃料種類、純度、發(fā)動(dòng)機(jī)類型及所在地區(qū)等。例如位于海邊的中央熱電廠可能會(huì)因?yàn)樗萌加椭泻兴忠约翱諝庵械柠}分而受到損害。用于這些發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料種類多樣，如天然氣、沼氣以及氫氣等。
機(jī)油測(cè)定的意義
發(fā)動(dòng)機(jī)所提供的能量首先用來(lái)發(fā)電，大型熱電廠所產(chǎn)生的能量輸入到電網(wǎng)中儲(chǔ)存。污水處理廠附近的熱電廠，余熱多用來(lái)烘干污泥，此時(shí)污泥具有較高的熱值，可用于商用燃燒裝置產(chǎn)生能量。發(fā)動(dòng)機(jī)的余熱還可用來(lái)加熱沼氣池。私人用小型供暖裝置可應(yīng)用發(fā)動(dòng)機(jī)余熱加熱水來(lái)進(jìn)行供暖（見(jiàn)圖1）。
圖1.? 一種私人用小型供暖裝置的示意圖，中央模塊是內(nèi)燃機(jī)。
生物氣體具有高濃度的硫化氫（H2S）成分，其不易被催化分解，未經(jīng)完全燃燒的殘余氣體可能對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p害。這種損害通常表現(xiàn)為進(jìn)氣閥、出氣閥以及活塞環(huán)處微小的漏氣現(xiàn)象。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)油將會(huì)變?yōu)樗嵝詮亩チ藵?rùn)滑性能，發(fā)動(dòng)機(jī)還可能發(fā)生內(nèi)部腐蝕，雖然可往油里加入添加劑中和所產(chǎn)生的酸，但是添加劑也有其飽和量。其次，添加劑具有吸濕性的缺點(diǎn)，使得油中的水分降低影響潤(rùn)滑性能。
發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力類型和制造要求決定了燃油的眾多參數(shù)，如粘度、炭黑數(shù)等。例如發(fā)動(dòng)機(jī)若采用甲烷作動(dòng)力，則不會(huì)像柴油發(fā)動(dòng)機(jī)那樣產(chǎn)生高炭黑污染，而采用生物氣體的發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)釋放出更強(qiáng)的酸污染。因此，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)油的水分、酸含量以及其潤(rùn)滑性能（粘度）進(jìn)行研究，成為一項(xiàng)重要的工作，以下這些分析項(xiàng)目是必須進(jìn)行的：
發(fā)動(dòng)機(jī)油中的炭黑含量；
發(fā)動(dòng)機(jī)油中的水分含量；
發(fā)動(dòng)機(jī)油的酸值；
發(fā)動(dòng)機(jī)油的燃料類型和雜質(zhì)含量，以及添加劑情況。
對(duì)汽油或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)組的商用內(nèi)燃機(jī)（通過(guò)閥和活塞環(huán)）的機(jī)油進(jìn)行研究，可采用不同的分析方法實(shí)現(xiàn)。借助FIR分析可以測(cè)定油中的物質(zhì)的類型和含量，更為精確的方法則是氣相色譜法，但其缺點(diǎn)在于高昂的設(shè)備費(fèi)用和檢測(cè)成本。漢堡的分析測(cè)試服務(wù)公司 Askot 決定轉(zhuǎn)而尋求粘度法對(duì)礦物油進(jìn)行特性鑒定。
粘度計(jì)快速分析機(jī)油
Askot 公司受客戶委托，對(duì)油類樣品的質(zhì)量進(jìn)行研究。借助于SI Analytics 公司的粘度系統(tǒng) AVS 370 （如圖2）來(lái)研究機(jī)油的粘度及潤(rùn)滑性能。
圖2.? Askot 公司采用毛細(xì)管粘度計(jì)研究?jī)?nèi)燃機(jī)油。
Askot 公司按照德國(guó)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) DIN51562，采用SI Analytics 公司的微型余白羅德（Ubberlohde）粘度計(jì)進(jìn)行工作。客戶所抽取的樣品最多為100ml，這樣少的樣品體積必須滿足所有上述分析項(xiàng)目的測(cè)定。同一樣品在經(jīng)過(guò)一項(xiàng)分析測(cè)定之后，一般不再適于其他后續(xù)的分析項(xiàng)目。
毛細(xì)管粘度法是用于測(cè)定具有牛頓流體行為的液體動(dòng)力學(xué)粘度的最準(zhǔn)確方法，基于此，國(guó)內(nèi)外的企業(yè)中均將其作為標(biāo)準(zhǔn)方法，而為了達(dá)到分析結(jié)果的可靠性，所使用的儀器更要符合高標(biāo)準(zhǔn)要求。
玻璃粘度計(jì)產(chǎn)品類型
最常用的毛細(xì)管粘度計(jì)是余白羅德的三腿式粘度計(jì)及其一些列產(chǎn)品。應(yīng)用這種粘度計(jì)時(shí)，樣品體積不必準(zhǔn)確量取，通過(guò)懸掛的小球在毛細(xì)管下端所形成的水平位置，自行調(diào)節(jié)測(cè)定體積以及產(chǎn)生的平均壓力高度。余白羅德粘度計(jì)可應(yīng)用于以下實(shí)踐情況：
絕對(duì)和相對(duì)的（粘度）測(cè)量；
手動(dòng)和自動(dòng)的彎月面通道辨認(rèn)；
一般的和特別臟的樣品測(cè)量；
手動(dòng)和自動(dòng)的清洗；
“常量”情況下的微量式操作。
兩腿式粘度計(jì)，例如奧氏粘度計(jì)，仍采用經(jīng)典方法用于測(cè)量，這種類型的粘度計(jì)在使用過(guò)程中會(huì)受到一些限制。此外，還有許多其他類型的粘度計(jì)，但一般用于例行分析或者特殊的科研過(guò)程。毛細(xì)管粘度計(jì)具有準(zhǔn)確測(cè)量的普遍意義。
背景知識(shí)：玻璃粘度計(jì)
毛細(xì)管是具有決定性的組件
當(dāng)今用于粘度計(jì)的精密毛細(xì)管，系由硅硼玻璃或其他高級(jí)工程玻璃構(gòu)造而成，能夠保證具有穩(wěn)定的質(zhì)量，符合最高的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。工業(yè)規(guī)模的大批量制造經(jīng)驗(yàn)，使之能夠滿足所要求的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以獲取有用數(shù)據(jù)。這種毛細(xì)管是按照一種能夠確保均勻內(nèi)徑的方法進(jìn)行制造的。毛細(xì)管流出在幾何形狀上符合德國(guó)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DIN中理論上的哈根巴赫校正。所有這些玻璃技術(shù)性能保證了均勻的流動(dòng)時(shí)間，這正是產(chǎn)生正確結(jié)果的前提。
當(dāng)今廣泛應(yīng)用的微型余白羅德粘度計(jì)具有特別小的哈根巴赫校正，能夠在流通時(shí)間即使達(dá)10s時(shí)還能符合DIN標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行理論計(jì)算。絕對(duì)粘度可以直接按照方程式或借助表格來(lái)算出一系列典型指標(biāo)，例如SUS（賽波特通用粘度）、SFS（賽波特重油粘度）以及E（恩氏粘度）等。
