ISO 3104:1976
(Main)Petroleum products — Transparent and opaque liquids — Determination of kinematic viscosity and calculation of dynamic viscosity
Petroleum products — Transparent and opaque liquids — Determination of kinematic viscosity and calculation of dynamic viscosity
Produits pétroliers — Liquides opaques et transparents — Détermination de la viscosité cinématique et calcul de la viscosité dynamique
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Relations
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Standards Content (Sample)
NORME INTERNATIONALE 31 04
~~ ~~~ ~
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION .MEX.!lYHAPOLlHAR OPïAHH3AUMR no CTAHLLAPTH3AUMH -ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Produits pétroliers - Liquides opaques et transparents -
Détermination de la viscosité cinématique et calcul de la
viscosité d y nam i que
Petroleum products - Transparent and opaque liquids - Determination of kinematic viscosity and
calculation of dynamic viscosity
Première édition - 1976-06-01
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CDU 662.75 : 532.13 Réf. no : IS0 3104-1976 (FI
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Descripteurs : produit pétrolier, liquide, essai, essai physique, mesurage, viscosité cinématique, viscosité dynamique, viscosimètre.
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Prix basé sur 5 pages
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1
AVANT-PROPOS
L'ISO (Organisation Internationale de Normalisation) est une fédération mondiale
d'organismes nationaux de normalisation (Comités Membres EO). L'élaboration des
Normes Internationales est confiée aux Comités Techniques ISO. Chaque Comité
Membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du Comité Technique
correspondant. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec 1'60, participent également aux travaux.
Les Projets de Normes Internationales adoptés par les Comités Techniques sont
soumis aux Comités Membres pour approbation, avant leur acceptation comme
Normes Internationales par le Conseil de I'ISO.
La Norme Internationale IS0 3104 a été établie par le Comité Technique
ISOn'C 28, Produitspétroliers, et soumise aux Comités Membres en avril 1973.
Elle a été approuvée par les Comités Membres des pays suivants :
I
Afrique du Sud, Rép. d' Ghana Portugal
Allemagne Hongrie Roumanie
Australie Inde Royaume-Uni
Belgique I ran Suède
Brésil Israël Tchécoslovaquie
Bulgarie Mexique Thaïlande
Canada Norvège Turquie
Égypte, Rép. arabe d' Nouvelle-Zélande U.R.S.S.
Espagne Pays-Bas U.S.A.
France
Pologne
Aucun Comité Membre n'a désapprouvé le document.
O Organisation Internationale da Normalisation, 1976 O
Imprimé en Suisse
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IS0 3104-1976 (F)
NORM E I NTE R NAT1 ON ALE
Produits pétroliers - Liquides opaques et transparents -
Détermination de la viscosité cinématique et calcul de la
viscosité dynamique
vitesse. Si le rapport entre la tension de cisaillement et le
1 OBJET ET DOMAINE D'APPLICATION
gradient de vitesse n'est pas constant, le liquide n'est pas
1.1 La présente Norme Internationale spécifie une
((newtonien)).
méthode de détermination de la viscosité cinématique des
produits pétroliers liquides, opaques et transparents, par
mesurage du temps d'écoulement d'un volume de produit
3 PRINCIPE
sous l'action de son propre poids à travers un viscosimètre
0
Mesurage, en secondes, du temps d'écoulement par gravité
capillaire caiibré en verre. La viscosité dynamique peut être
d'un volume de liquide donné dans un viscosimètre à
obtenue en multipliant la viscosité cinématique mesurée par
capillaire calibré sous une charge de liquide reproductible et
la masse volumique du liquide.
à une température contrôlée avec précision. La viscosité
cinématique est le produit du temps d'écoulement mesuré
1.2 La présente Norme Internationale s'applique aux
par la constante d'étalonnage du viscosimètre, obtenue par
liquides dans lesquels, pour des fins pratiques, la tension de
un étalonnage direct ou graduel avec de l'eau distillée, qui
cisaillement et le gradient de vitesse peuvent être considérés
est l'étalon primaire de viscosité cinématique.
comme proportionnels, c'est-à-dire que le coefficient de
viscosité est indépendant du gradient de vitesse. Ce
comportement idéal du fluide est dit ((newtonien)). Si un
4 APPAREILLAGE
liquide s'écarte de facon significative de ce comportement,
des résultats différents peuvent être obtenus avec des
4.1 Viscosimètres
viscosimètres dont les capillaires ont des diamètres
différents pour lesquels le gradient de vitesse sera différent.
Les viscosimètres à capillaire, en verre, étalonnés et
permettant de mesurer la viscosité cinématique dans les
1.3 La présente Norme Internationale ne s'applique pas au
limites de fidélité donnée en 7.2 (voir note 11, peuvent être
mesurage de la viscosité des produits bitumineux.
utilisés. Les viscosimètres énumérés dans le tableau 1
répondent à ces caractéristiques (voir note 2). II n'est pas
prévu de limiter la présente Norme Internationale soit à la
2 DÉFINITIONS
seule utilisation des viscosimètres énumérés dans le
Dans le cadre de la présente Norme Internationale, les tableau 1, soit à l'utilisation de viscosimètres à tube en U.
définitions suivantes sont applicables :
NOTES
1 Des méthodes d'étalonnage des viscosimètres sont spécifiées dans
2.1 viscosité cinématique : Rapport entre la viscosité et la
I' I SO 3 1 05, Viscosimètres à capillaire, en verre, pour viscosité
masse volumique du liquide. C'est une mesure de la
- Spécifications et modes d'emploi.
cinématique
résistance à l'écoulement d'un liquide par gravité. Dans le
2 La constante d'étalonnage, C, dépend de l'accélération due à la
système SI, l'unité de viscosité cinématique est le mètre
pesanteur sur le lieu de l'étalonnage; elle doit donc être fournie par
carré par seconde (m2/s); en pratique, on utilise plutôt un
le laboratoire d'étalonnage avec la constante de l'instrument.
sous-multiple. Le centistokes (cSt) est égal à m2/s
Lorsque l'accélération due à la pesenteur, g, dans les deux endroits
(c'est-à-dire 1 cSt = 1 mm2/s) et est habituellement utilisé. diffère de plus de 0,l %, corriger la constante d'étalonnage de la
façon suivante :
2.2 viscosité dynamique (coefficient de) : Rapport entre la c* =-x 92 c,
tension de cisaillement et le gradient de vitesse. Ce
91
coefficient correspond ainsi à une mesure de la résistance
où les indices 1 et 2 désignent respectivement le laboratoire d'éta-
du liquide à l'écoulement. Dans le système SI, l'unité de
lonnage et le laboratoire d'essai.
viscosité dynamique est le pascal seconde (Pa.s); en
pratique, on utilise plutôt un sous-multiple. La centipoise
4.2 Supports de viscosirnètre
(cP) est égale à 10-3Pa.s (c'est-à-dire 1 CP = 1 mPa-s) et est
habituellement utilisée.
Le support doit permettre au viscomètre d'être suspendu
dans la même position que lors de l'étalonnage. On peut
utiliser un fil à plomb pour vérifier que les viscomètres sont
2.3 liquide ((newtonien)) : Liquide ayant une viscosité
bien verticaux.
indépendante de la tension de cisaillement et du gradient de
1
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IS0 3104-1976 (F)
4.3 Thermostat et bain
doivent être apportées en conséquence. Le changement
éventuel dans la lecture du zéro des nouveaux
Tout bain de vapeur ou de liquide transparent peut être
thermomètres peut nécessiter une vérification
utilisé à condition qu'il soit suffisamment profond, et qu'à
hebdomadaire.
aucun moment au cours du mesurage, les niveaux extrêmes
de l'échantillon dans le viscosimètre ne se trouvent à moins
5.3 Chronomètres
de 20 mm audessous de la surface du liquide du bain, ou à
moins de 20 mm audessus du fond du bain.
Des dispositifs étalons, disponibles dans certains pays,
peuvent être utilisés pour vérifier la précision des appareils
Le contrôle de température doit être tel que, dans
de mesurage du temps.
l'intervalle 15 à 100 OC, la température dans le bain ne varie
pas de plus de 0,Ol OC sur toute la longueur des
viscosimètres, dans l'intervalle entre viscosimètres ou dans
5.4 Huiles étalons de viscosité1 ) (voir tableau 3)
le logement du thermomètre. Pour des températures hors de
Ces étalons peuvent servir de contrôle lors d'essais de
cet intervalle, la variation ne doit pas dépasser 0,03 OC.
laboratoire. Si la viscosité cinématique mesurée ne
correspond pas, à * 0,35 %, à la valeur de référence, chaque
4.4 Dispositif de mesurage de la température
étape du mode opératoire devra être vérifiée, y compris
Tous thermomètres étalonnés en verre et à liquide (voir
l'étalonnage du thermomètre et du viscosimètre, afin de
tableau 2). d'une précision après correction de 0,02 OC, ou
localiser la source de cette anomalie. II convient de
tout autre dispositif thermométrique de précision équi-
souligner qu'un résultat correct, obtenu sur une huile de
valente, peuvent être utilisés. Toutes les lectures et correc-
référence, n'écarte pas le risque d'une combinaison
tions doivent être effectuées à 0,Ol OC près.
compensatoire de sources possibles de résultats anormaux.
4.5 Dispositif de mesurage du temps
6 MODE OPÉRATOIRE
Tout dispositif de mesurage du temps peut être utilisé, à
condition qu'il ait une sensibilité de 0,2 s ou mieux, et une
6.1 Viscosité cinématique
précision de f 0,07 % lorsqu'il est contrôlé sur un intervalle
6.1.1 Les détails opératoires varient selon les différents
de 15 min.
types de viscosimètres énumérés dans le tableau 1.
Les dispositifs électriques de mesurage du temps peuvent
Cependant, dans tous les cas, procéder selon les indications
être utilisés si la fréquence du courant est contrôlée sans
de 6.1.2 à 6.1.6 inclus.
interruption avec une précision d'au moins 0,05%. Les
courants alternatifs produits par certains réseaux pub1 ics
6.1.2 Maintenir le bain à la température d'essai
sont contrôlés de manière intermittente plutôt que
conformément aux lectures corrigées du thermomètre dans
, continue, ce qui peut constituer une cause d'erreurs
les limites fixées en 4.3. Placer le thermomètre dans le bain,
importante dans le mesurage de la viscosité.
le sommet de la colonne de mercure étant au-dessous de la
surface du liquide du bain et la tige émergente du
5 ÉTALONNAGE
thermomètre étant audessus du couvercle du bain.
5.1 Viscosimètres
6.1.2.1 S'assurer que le zéro du thermomètre a été
N'utiliser que des viscosimètres étalonnés, dont les déterminé récemment et que les corrections, s'il y a lieu,
ont été appliquées aux valeurs d'étalonnage. Pour les
constantes sont mesurées et exprimées avec une précision
thermomètres avec une échelle auxiliaire de zéro, une
égale à 0,l % de leur valeur respective.
modification de la détermination du zéro est une indication
de la nécessité de procéder à un nouvel étalonnage.
5.2 Thermomètres
Thermomètres étalonnés en verre, remplis de liquide, qui
6.1 2.2 Choisir un viscosimètre propre, sec, étalonné,
doivent être vérifiés à 0,Ol OC près, par comparaison directe
ayant une échelle qui encadre la viscosité supposée
avec un thermomètre de référence convenable.
(c'est-à-dire un capillaire assez large pour un liquide très
visqueux et un capillaire plus fin pour un liquide plus
5.2.1 Les thermomètres étalonnés doivent être vérifiés
fluide). Le temps d'écoulement ne devra pas être inférieur à
quant à leur précision, à l'immersion totale, c'est-à-dire
200 s.
immersion jusqu'au sommet de la colonne de mercure, le
Les viscosimètres utilisés pour les silicones fluides, les
reste de la tige et la chambre d'expansion au sommet du
fluorures de carbone et autres liquides difficiles à éliminer
thermomètre étant exposés à la température ambiante; la
ne doivent être utilisés que pour la détermination de la
chambre d'expansion ne doit pas être immergée.
viscosité cinématique de tels fluides hormis lors de
l'étalonnage. De tels viscosimètres doivent être soumis
5.2.2 Le zéro des thermomètres étalonnés doit être
fréquemment à des contrôles d'étalonnage.
déterminé périodiquement et les corrections certifiées
Les huiles étalons de viscosité, dont la viscosité cinématique correspond approximativement aux valeurs indiquées dans le tableau 3, sont
1 )
disponibles dans certains pays auprès de laboratoires nationaux ou d'autres sources autorisées.
2
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IS0 3104-1976 (FI
6.1.2.3 Lorsque la température de l'essai est inférieure au conception du viscosimètre le nécessite, ajuster le volume
point de rosée, adapter des tubes dessiccateurs de la prise d'essai une fois que l'échantillon a atteint la
partiellement remplis aux extrémités ouvertes du température d'équilibre. Un seul bain est souvent utilisé
la condensation d'eau. Les tubes pour plusieurs viscosimètres. Ne jamais ajouter ni retirer un
viscosimètre, afin d'éviter
dessicca
...
INTERNATIONAL STANDARD 3104
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION -MEXnYHAPOJlHAR OPTAHHJAUMR no CTAHJlAFTH3AUHH .ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Petroleum products - Transparent and opaque liquids -
Determination of kinematic viscosity and calculation of
dynamic viscosity
Produits pétroliers - Liquides opaques et transparents - Détermination de la viscosité cinématique et
calcul de la viscosité dynamique
First edition - 1976-06-01
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UDC 662.75 : 532.13 Ref. No. IS0 3104-1976 (E)
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Descriptors : petroleum products, liquids, tests, physical tests, measurement, kinematic viscosity, dynamic viscosity, viscometers.
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FOREWORD
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation
of national standards institutes (IS0 Member Bodies). The work of developing
International Standards is carried out through IS0 Technical Committees. Every
Member Body interested in a subject for which a Technical Committee has been set
up has the right to be represented on that Committee. International organizations,
governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
Draft International Standards adopted by the Technical Committees are circulated
to the Member Bodies for approval before their acceptance as International
Standards by the IS0 Council.
International Standard IS0 3104 was drawn up by Technical Committee
28, Perroleurn products, and circulated to the Member Bodies in
lSO/TC
April 1973.
It has been approved by the Member Bodies of the following countries :
Australia Hungary Romania
Belgium India South Africa, Rep. of
Iran
Brazil Spain
Israel Sweden
Bulgaria
Mexico
Canada Thailand
Czechoslovakia Netherlands Turkey
Egypt, Arab Rep. of New Zealand United Kingdom
France Norway U.S.A.
Germany Poland U.S.S. R.
Portugal
Ghana
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No Member Body expressed disapproval of the document.
@ International Organization for Standarâization, 1976
Printed in Switzerland
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IS0 3104-1976 (E)
I NTE RNATl ON AL STAN DARD
Petroleum products - Transparent and opaque liquids -
Determination of kinematic viscosity and calculation of
dynamic viscosity
1 SCOPE AND FIELD OF APPLICATION shear stress to shear rate is not constant, the liquid is
non-Newtonian.
1.1 This International Standard specifies a procedure for
the determination of the kinematic viscosity of liquid
petroleum products, both transparent and opaque, by 3 PRINCIPLE
measuring the time for a volume of liquid to flow under
The time is measured, in seconds, for a fixed volume of
gravity through a calibrated glass capillary viscometer. The
liquid to flow under gravity through the capillary of a
dynamic viscosity can be obtained by multiplying the
calibrated viscometer under a reproducible driving head and
measured kinematic viscosity by the density of the liquid.
at a closely controlled temperature. The kinematic viscosity
is the product of the meaured flow time and the calibration
1.2 This International Standard is intended for application
constant of the viscometer derived by direct or step-up
to liquids for which, for practical purposes, the shear stress
calibration with distilled water, which is the primary
and shear rate may be considered proportional, i.e. the
kinematic viscosity standard.
coefficient of viscosity is independent of the rate of shear.
This ideal behaviour is commonly called Newtonian flow
behaviour. If a liquid departs significantly from this
4 APPARATUS
behaviour, different results may be obtained from
viscometers with different capillary diameters through
4.1 Viscometers
which the rate of shear will be different.
Viscometers of the glass capillary type, calibrated and
capable of measuring kinematic viscosity within the limits
1.3 This International Standard is not intended for the
of precision given in 7.2, are acceptable (see note 1). The
measurement of the viscosity of bitumens.
viscometers listed in table 1 meet these requirements (see
note 2). It is not intended to restrict this International
Standard either to the use of only those viscometers listed
2 DEFINITIONS
in table 1 or to the use of U tube viscosimeters.
For the purpose of this International Standard, the
NOTES
following definitions apply :
1 Procedures for the calibration of viscometers are given in
IS0 31 05. Glass capillary kinematic viscometers - Specification and
2.1 kinematic viscosity : The ratio between the viscosity operating instructions.
and the density of the liquid. It is a measure of the
2 The calibration constant, C, is dependent upon the gravitational
resistance to flow of a liquid under gravity. In the SI the
acceleration at the place of calibration and this must, therefore, be
supplied by the calibration laboratory together with the instrument
unit of kinematic viscosity is the square metre per second
constant. Where the acceleration of gravity, g, in the two locations
(m2/s); for practical use a submultiple is more convenient.
differs by more than 0,l %, correct the calibration constant as
The centistokes (cSt) is 10-6m2/s (i.e. 1 cSt = 1 mm2/s)
follows :
and is customarily used.
92
c2 =-x c,
2.2 dynamic viscosity (coefficient of) : The ratio between 91
the applied shear stress and the rate of shear. This
where the subscripts 1 and 2 indicate respectively the calibration
coefficient is thus a measure of the resistance to flow of the
laboratory and the testing laboratory.
liquid. In the SI the unit of dynamic viscosity is the pascal
second (Pa4; for practical use a submultiple is more
4.2 Viscometer holders
convenient. The centipoise (cP) is 10-3Pa.s (i.e.
1 CP = 1 mPa-s) and is customarily used.
The holder shall allow the viscometer to be suspended in a
position similar to that adopted for calibration. The proper
2.3 Newtonian liquid : A liquid having a viscosity that is alignment of a vertical datum part may be confirmed by
independent of the shear stress or shear rate. If the ratio of using a plumb line.
1
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IS0 3104-1976 (E)
5.2.2 The ice point of calibrated thermometers shall be
4.3 Viscometer thermostat and bath
determined periodically and the certified correction shall be
Any transparent liquid or vapour bath may be used
adjusted to conform to any change in the ice point. The
it is of sufficient depth that at no time during
provided that
possible change in the ice point reading of new
the measurement will any portion of the sample in the
thermometers may require checking every week.
R
viscometer be less than 20 mm below the surface of the
bath liquid or less than 20mm above the bottom of the
5.3 Timers
bath.
Standard time signals available in some countries may be
The temperature control must be such that for the range of
used for checking the accuracy of timing devices.
15 to 100°C, the temperature of the bath medium does
not vary by more than 0,Ol OC over the length of the
5.4 Viscosity oil standardsl) (table 3)
viscometers, or between the position of each viscometer, or
at the location of the thermometer. For temperatures
These may be used as confirmatory checks on the
outside this range, the variation must not exceed 0,03 OC.
procedure in the laboratory. If the measured kinematic
viscosity does not agree within * 0,35 % of the certified
4.4 Temperature measuring device
value, each step in the procedure should be rechecked,
including thermometer and viscometer calibration, to locate
Calibrated liquid-in-glass thermometers (see table 2) of an
the source of anomalous result. It must be appreciated that
accuracy after correction of 0.02 OC may be used, or any
a correct result obtained on a standard oil does not
other thermometric device of equal accuracy. All readings
preclude the possibility of a counterbalancing combination
and corrections shall be made to the nearest 0.01 OC.
of the possible sources of anomalous result.
4.5 Timing device
6 PROCEDURE
Any timing device may be used provided that the readings
can be taken with a discrimination of 0,2 s or better, and
6.1 Kinematic viscosity
that it has an accuracy within f 0.07 % when tested over
intervals of 15 min.
6.1.1 The specific details of operation vary for the
Electrical timing devices may be used if the current different types of viscometers listed in table 1. In all cases,
frequency is continuously controlled to an accuracy of however, proceed in accordance with 6.1.2 to 6.1.6
0,05 % or better. Alternating currents, as provided by some inclusive.
public power systems, are intermittently rather than
continuously controlled. When used to activate electrical
6.1.2 Maintain the bath at the test temperature according
timing devices, such control can cause large errors in
to the corrected readings of the thermometer within the
viscosity flow measurements.
limits given in 4.3. Locate the thermometer in the bath
with the top of the mercury column below the surface of
the bath liquid, and the emergent stem of the thermometer
5 CALIBRATION
above the cover of the bath.
5.1 Viscometers
6.1.2.1 Ascertain that the ice point of the thermometer
Use only calibrated viscometers with constants measured
has been determined recently and the corrections, if any,
and expressed to the nearest 0,l % of their respective
applied to the calibration values. For thermometers with an
values.
auxiliary ice point scale, a change in the ice point
determination is an indication of a need for recalibration.
5.2 Thermometers
6.1.2.2 Select a clean, dry, calibrated viscometer having a
Calibrated liquid-inglass thermometers shall be checked to
range covering the estimated viscosity (i.e. a wide capillary
the nearest 0,Ol OC by direct comparison with a suitable
for a very viscous liquid and a narrower capillary for a more
calibrated reference thermometer.
fluid liquid). The flow time should not be less than 200 s.
5.2.1 Calibrated thermometers shall be checked for
Viscometers used for silicone fluids, fluorocarbons, and
accuracy at total immersion, which means immersion to the
other liquids which aredifficult to remove by the use of a
top of the mercury column, with the remainder of the stem cleaning agent, shall be used only for the determination of
and the expansion chamber at the top of the thermometer the kinematic viscosity of such fluids except when
exposed to room temperature; the expansion bulb should calibrating. Such viscometers shall be subjected to
not be immersed.
calibration checks at frequent intervals.
1) Viscosity oil standards having the approximate kinematic viscosities shown in table 3 are available in certain countries from national
laboratories or other authorized sources.
2
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IS0 3104-1976 (E)
(see 4.5), the time required for the meniscus to pass from
6.1.2.3 When the temperat
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.