Тиск насичених парів

Тиск — насичена пара — нафту

Тиск насичених парів нафти з кожного хімічного склянки визначали окремо, тобто по кожному рівню втрат, а при нульовому рівні — шляхом перекладу проби нафти прямо з охолодженого пробоотборника в охолоджену паливну камеру бомби Рейда. [1]

Тиск насичених парів нафти і нафтопродукту характеризує їх випаровуваність, наявність в них легких компонентів, розчинених газів. Воно різко збільшується з підвищенням температури. Якщо в бензині розчинено багато газу або міститься багато низкокипящих фракцій, то такий бензин має високий тиск насичених парів, при роботі двигуна утворює парові пробки, що вкрай небажано. [2]

Тиск насиченої пари нафти. визначається в бомбі, залежить від ставлення обсягів парової і рідкої фаз. Як вказує А. С. Ирисов [1], в насиченому парі, відповідно до закону Коновалова, міститься більша кількість більш летючого компоненту, ніж в рідині, що залишилася. В результаті рідка фаза збіднюється більш летючими компонентами. [3]

Тиск насичених парів нафти. як зазначалося, характеризує ступінь її випаровування. [5]

Визначення тиску насичених парів нафти (ДНП) при співвідношенні фаз, яка прагне до нуля (х — 0), проводиться таким чином. Відкриттям вентиля 16 (див. Рис. 4.7) і відведенням поршня 2 на обсяг VH 90 см3, що визначається за лінійною шкалою 3 і лімбу 4, відбирається проба для аналізу. Потім вентиль 17 закривається, поршень 2 переміщується вліво на обсяг VH 0 1УН, вентиль 17 відкривається. Відбуваються розбризкування і турбулізація нафти, що призводить до переходу системи нафту — газ в термодинамічна рівновага. [7]

Величина тиску насичених парів нафти. нафтопродуктів і індивідуальних вуглеводнів змінюється в широких межах. [8]

При тиску насичених парів нафти або нафтопродукту не більше 67 кПа (500 мм рт. Ст.) Допускається застосовувати пляшку з двома трубками в пробці. [9]

При визначенні тиску насичених парів нафт і нафтопродуктів необхідно розрізняти два випадки. [10]

Для визначення тиску насичених парів нафт. підготовлених до транспортування і переробки, розроблений метод аналізу (ГОСТ 24993 — F4) [21 і лабораторний скляний апарат, що дозволяє вимірювати тиск насичених парів при співвідношенні обсягів парової і рідкої фаз. Суть методу полягає в багаторазовій продувке поверхні нейти з випарнику повітрям і вимірі збільшення обсягу пароповітряної суміші в вимірювальних Бюретка. [11]

Метод порівняння тиску насичених парів нафти і нафтопродуктів відомий давно. Для цієї мети був сконструйований і виготовлений ряд приладів (Сореля [18], Стопфера — Вобетсона — Уітмана [17], Ченісека — Уітмана [19], прилад ВНІІТнефть [13], ВАЛЯВСЬКА — Бударова [1] та ін.) І бомб. [13]

При відсутності стабілізації тиск насичених парів нафти визначається умовами сепарації останньому щаблі. В кінцевому сепараторі зазвичай підтримується тиск 1 2 ата при природній температурі нафти. [14]

Тому при характеристиці тиску насиченої пари нафтопродукту необхідно вказувати, крім температури, при якій проведено визначення, і співвідношення обсягів парів і рідини. У нафтовій практиці тиск насичених парів визначають головним чином для моторних палив, причому з чотирьох перерахованих вище способів визначення тиску насичених парів застосовують тільки перший — статичний, опис якого дається нижче. [15]

Сторінки: 9ensp; 9ensp; 1 9ensp; 9ensp; 2 9ensp; 9ensp; 3 9ensp; 9ensp; 4

Поділитися посиланням:

Тиск насичених парів

Тиск насичених парів рідини — це тиск, що розвивається парами в умовах рівноважного стану з рідиною при даній температурі. Для простих рідин тиск насичених парів визначається тільки природою рідини і температурою, а для складних (наприклад, бензину) — залежить також і від ставлення обсягу парової фази до обсягу рідкої.

Чим більше в бензині міститься вуглеводнів з низькою температурою кипіння, тим вище його випаровуваність, тиск насичених парів і схильність до утворення парових пробок.

Парові пробки утворюються в системі живлення двигуна при експлуатації автомобілів в літній період, особливо в південних районах країни, а також у високогірних умовах і при повторних пусках перегрітого двигуна. При нагріванні бензину в системі харчування легкокипящие вуглеводні випаровуються не тільки з відкритої поверхні, але і в обсязі палива, внаслідок чого утворюється велика кількість парів бензину. У бензині сильно зростає обсяг парової фази і зменшується обсяг рідкої. Через систему живлення двигуна в цьому випадку йде суміш, що складається ізжідкого бензину, його парів і невеликої кількості повітря, що виділився при нагріванні з бензину. Це призводить до зниження подачі насосом масового кількості палива, надмірного збідніння горючої суміші, перебоїв в роботі двигуна в зв’язку з погіршенням її займання, падіння потужності і зупинки двигуна. Зупинка носить такий же характер, що і при засміченні паливопроводів механічними домішками. Тому явище отримало назву парової пробки, хоча двигун зупиняється не за рахунок перекриття паливного тракту парової пробкою, припиняє зовсім подачу палива. При експлуатації автомобіля основним фактором, що впливає на утворення парових пробок, служить температура бензину в системі харчування, яка залежить від конструктивних особливостей двигуна і температури навколишнього повітря.

Тиск насичених парів літнього бензину всіх марок має бути не більше 66 661 Па (500 мм рт. Ст.), А зимового бензину — від 66 661 до 93325 Па (500 … 700 мм рт. Ст.). Робота автомобілів в літній період на зимовому бензині забороняється, так як через високого тиску насичених парів бензину в системі харчування будуть інтенсивно утворюватися парові пробки. Також неприпустима робота автомобілів взимку на літньому бензині. Відносно високий тиск насичених парів і присутність великої кількості висококиплячих вуглеводнів в літньому бензині ускладнює пуск двигуна. погіршує його динамічні якості і підвищує знос циліндропоршневої групи.

188.123.231.15 © studopedia.ru Чи не є автором матеріалів, які розміщені. Але надає можливість безкоштовного використання. Є порушення авторського права? Напишіть нам.

Тиск насичених парів
Головна | Про нас | Зворотній зв’язок

Тиск насичених парів

ФІЗИКО-хімічні властивості нафти та природного газу

Фізико-хімічні властивості нафти і нафтопродуктів

В основі розробки і переробки нафти і товарних нафтопродуктів лежать фізико-хімічні процеси і управління цими процесами вимагає знання фізичних і фізико-хімічних властивостей нафти, її фракцій. У більшості випадків через складність складу використовуються середні значення фізико-хі-чеських характеристик нафтової сировини.

Щільності (нафта, конденсат, н / п).

Щільність є найважливішою характеристикою, що дозволяє в сукупності з іншими константами оцінювати хімічний і фракційний склад нафти і нафтопродуктів (н / п). Щільність прийнято виражати абсолютної і відносної величиною.

абсолютною щільністю вважається маса речовини, укладена в одиниці об’єму, щільність має розмірність кг / м 3 або г / см 3.

У практиці нафтопереробки прийнято використовувати безрозмірну величину відносної щільності нафти або н / п, яка дорівнює відношенню густини н / п при 20 0 С до щільності води при 4 0 С і відносна щільність позначається #&61;4 20. оскільки щільність виодіт при 4 0 С дорівнює одиниці, числові значення відносної і абсолютної щільності збігаються.

У деяких зарубіжних країнах за стандартну прийнята однакова температура н / п і води, що дорівнює 60 0 F, що відповідає 15,5 0 і відносна щільність позначається #&61;15 15.

взаємний перерахунок #&61;4 20 і #&61;15 15 виконується за формулами:

де a — поправка на зміну щільності при зміні температури на один градус і значення середньої температурної поправки a для н / п наводяться в спеціальних таблицях.

У США та інших країнах широко використовується величина щільності, яка вимірюється в градусах API, пов’язану з #&61;15 15 співвідношенням:

0 API = 141,5 / #&61;15 15 — 131,5 (3)

Для вуглеводневих та інших газів за стандартні умови приймають тиск 0,1 МПа (760 мм рт. Ст.) І температуру 0 0 С, зазвичай визначають відносну щільність, т. Е. Ставлення щільності газу до щільності повітря (1,293 кг / м 3) . Щільність будь-якого газу при стандартних умовах може бути знайдена як частка від ділення його молекулярної маси на об’єм 1 кмоля, т. Е. 22,4 м 3. Щільність газу (#&61;г. кг / м 3) при умовах (тиск Р, МПа, температурі Т, К), відмінних від стандартних, можна визначити за формулою:

де М — молекулярна маса газу.

де М -молекулярная маса газу. кг / кмоль, 22,4 — обсяг 1 кмоля газу при стандартних умовах (0,101 МПа (760 мм рт. ст.) і 273 К (0 0 С).

Щільність нафт і н / п зменшується з підвищенням температури і ця залежність має лінійний характер і добре описується формулою Д.І. Менделєєва:

де #&61;4 t — відносна щільність н / п при заданій температурі t,

#&61;4 20 — відносна щільність н / п при стандартній температурі (20 0 С).

Необхідно відзначити, що рівняння Д.І. Менделєєва справедливо для інтервалу температур від 0 0 С до 150 0 С і похибка становить 5-8%.

У більш широкому інтервалі температур, тобто до 300 0 С і з меншою похибкою (до 3%) залежність щільності (кг / м 3) від температури розраховується за рівнянням А.К. Мановяна:

Існує кілька методів визначення щільності н / п, вибір того чи іншого методу залежить від наявної кількості н / п, його в’язкості, необхідної точності визначення і часу аналізу.

Найпростішим приладом для визначення щільності рідких н / п є ареометр, градуювання ареометра віднесена до щільності води при 4 0 С і його показання відповідають #&61;4 20. Точність щільності за допомогою ареометра становить 0,001 для маловязких і 0,005 — для вузьких н / п.

Для визначення щільності високов’язкого (більше 200 мм 2 / с при 50 0 С) н / п (#&61;н ) Ареометром надходять у такий спосіб. Н / п розбавляють рівним об’ємом гасу відомої щільності (#&61;до ) І вимірюють щільність суміші (#&61;см ) І розраховують щільність н / п за формулою:

Більш точно (з точністю до 0,0005) щільність н / п визначають за допомогою гідростатичних ваг, які градуюються по щільності води при 20 0 С і дають свідчення #&61; t 20 .

Найбільш точний результат досягається при визначенні щільності піктометром (до 0,00005), в залежності від агрегатного стану н / п (газ, рідина, тверде речовина) і його кількості застосовуються Пікнометри різної форми і ємності.

Пікнометричним метод заснований на порівнянні маси нафтопродукту, взятого в певному обсязі, з масою дистильованої води, взятої в тому ж обсязі і при тій же температурі. Єдиним недоліком пікнометричним способу є тривалість визначення.

Щільність більшості нафт і н / п менше одиниці і в середньому коливається від 0,80 до 0,90 г / см 3. високов’язкі смолисті нафти мають щільність, близьку до одиниці, навпаки, нафти з газоконденсатних родовищ і конденсату дуже легкі (#&61;4 20 = 0,75 — 0,77 г / см 3).

На величину щільності нафти впливає багато факторів: вміст розчинених газів і смол, фракційний, а для дистилятів також і хімічний склад.

Молекулярна маса нафт і н / п один з важливих показників, широко використовуваний при розрахунку теплоти пароутворення, обсягу пара, парціального тиску й інших параметрів.

Нафта і н / п є сумішами індивідуальних вуглеводнів і деяких інших з’єднань, тому вони характеризуються середньою молекулярною масою.

Молекулярна маса н / п тим більше, чим вище їх температура кипіння.

Для визначення молекулярної маси н / п широке застосування отримав кріоскопічний метод. заснований на зміні температури замерзання розчинника (бензолу, нафталіну) при додаванні до нього навішування н / п.

У рідкісних випадках для визначення молекулярної маси застосовується ебуліоськопічеський метод. заснований на зміні збільшення температури кипіння розчинника після введення в нього навішування випробуваного н / п.

У розрахунковій практиці молекулярну масу часто визначають за емпіричними формулами, найбільшими перепонами застосування знайшла формула Б.П. Воїнова:

М = а + bt + ct 2. (7)

де a, b і c постійні, значення яких різні для кожної групи вуглеводнів, t — середня молекулярна температура кипіння н / п, 0 С.

Для парафінових вуглеводнів:

М = 60 + 0,3t + 0,001t 2. (8)

Для нафтових фракцій:

М = (7К-21,5) + (0,76 — 0,04К) t + (0,0003K — 0,00245) t 2. (9)

де К-характеризує фактор і змінюється від 10 для 12 в залежності від значень a, b, с.

У наведених вище формулах в якості параметра, що характеризує хімічний склад, виступає характеризує фактор, що залежить від щільності.

У формулі, запропонованої Р. Херші, як такого параметра використаний коефіцієнт променезаломлення:

Lg (M) = 1,939436 + 0,0019764t + lg (2,1500-nD 20), (10)

де nD 20 — коефіцієнт рефракції.

Зв’язок між молекулярною масою і відносною щільністю н / п встановлюється формулою Крега:

У практичних розрахунках при визначенні розмірів реакторів, випарних і ректифікаційних колон необхідно знати молярний обсяг рідких н / п або їх парів.

Молярний об’єм рідини V ‘(м 3) обчислюють за формулою:

V ‘= V / N = m / #&61; / M / M = M / #&61;, (12)

де N — число молей, m — маса рідини, кг, М — молекулярна маса, #&61; — щільності рідини, кг / м 3.

Обсяг парів можна визначити з рівняння Клайперона:

V = m / M ∙ 22,4Ратм / Р ∙ (t + 273) / 273, (13)

де m — маса парів, кг, М — молекулярна маса н / п, Р — тиск в системі, МПа, Ратм — атмосферний тиск, МПа, t — температура, 0 С.

Тиск насичених парів

Нафта і н / п характеризуються певним тиском насичених парів, або пружністю нафтових парів. Тиск насичених парів є нормованим показником для авіаційних і автомобільних бензинів, побічно характеризує випаровуваність палива, його пускові якості, схильність до утворення пробок в системі живлення двигуна.

Тиск насичених парів

Апарат для визначення тиску насичених парів нафтопродуктів

1 — паливна камера; 2 -повітряний камера; 3 манометр

Для рідин неоднорідного складу, таких, як бензини, тиск насичених парів необхідно проводити при стандартній температурі і постійному співвідношенні парової і рідкої фаз.

Температура, при якій тиск насичених парів стає рівним тиску в системі, називається температурою кипіння речовини. Тиск насичених парів різко збільшується з підвищенням температури.

У нафтопереробці широке застосування отримав стандартний метод з використанням бомби Рейда (ГОСТ 1756-2000). Бомба складається з двох камер: паливної та повітряної із співвідношенням обсягів 1: 4, з’єднаних за допомогою різьблення. Тиск, що створюється парами випробуваного палива, фіксується манометром, прикріпленим у верхній частині повітряної камери. Випробування проводять при температурі 38,8 0 С, забезпечується термостатированной лазнею.

Тиск насичених парів випробуваного н / п визначають формулою:

де Р про ж — тиск насичених парів випробуваної рідини при температурі t, Рм — свідчення манометра, Ратм — атмосферний тиск, to — температура навколишнього повітря, 0 С.

Визначення тиску парів в бомбі Рейда дає наближені результати, які служать лише для порівняльної оцінки якості моторних палив.

Більш точні абсолютні значення тиску насичених парів виходять при використанні апарату НАТІ, за допомогою якого тиск насичених парів палива можна визначити в широкому інтервалі температур і при різних співвідношеннях між обсягами парової і рідкої фаз.

Тиск насичених парів сумішей і розчинів на відміну від індивідуальних вуглеводнів залежить не тільки від температури, але і від складу рідкої і парової фаз. Для розчинів і сумішей, що підкоряються законам Рауля і Дальтона, загально тиск насичених парів суміші (Р про см ) Може бути обчислено за формулами:

де рi — парціальний тиск компонента суміші при заданій температурі, Pi o — тиск насичених парів компонентів суміші,

x ‘ i — мольная дольная компонентів суміші.

Однак в області високого тиску реальні гази не підпадають під дію законів Рауля і Дальтона. У таких випадках знайдене тиск насичених парів уточнюється за допомогою критичних параметрів, фактора стисливості і фугітівності.

Температура, тиск і обсяг при критичному стані дуже важливі для фізики нафти, особливо для високотемпературних процесів при високому тиску.

Критичним станом речовини називається таке, при якому зникає різниця (кордон) між його рідкої і парової фазами, тобто вони мають одні і ті ж основні властивості. Для кожної речовини існує така температура, вище якої воно ніяким підвищенням тиску не може бути переведено в рідину. Ця температура називається критичною температурою Ткр. Тиск насичених парів, відповідне критичної температури, називається критичним тиском Ркр. Обсяг парів при критичній температурі і тиску називається критичним об’ємом.

Тиск насичених парів

1. Аналіз нафтових палив. Загальні відомості про нафтових паливах

паливо турбіна двигун тиск пар

1.1 карбюраторних паливо

У цю групу нафтопродуктів входять всі сорти авіаційних і автомобільних бензинів, призначених для двигунів з запалюванням від іскри. До карбюраторним палив пред’являються наступні основні вимоги:

— Паливо повинно забезпечувати роботу двигунів у всіх режимах без детонації. Тому головним показником для всіх карбюраторних палив є октанове число, а для авіаційних бензинів і сортність, що характеризує детонаційну стійкість бензину при роботі на багатих сумішах.

Для збільшення детонаційної стійкості до авіаційних бензинів і до деяких «автомобільних бензинів додається в певних кількостях антидетонатор — етилова рідина.

Володіючи хорошою испаряемостью, паливо не повинно утворювати газових пробок в топливоподающей системі авіаційних і автомобільних двигунів. Для забезпечення цієї вимоги нормується вища межа тиску насичених парів: 48 кПа (360 мм. Рт. Ст.) Для авіаційних бензинів і 67 кПа (500 мм рт. Ст.) Для автомобільних бензинів при 38 0С.

— Паливо повинно бути хімічно стабільним і не містити смол. Хімічна стабільність палива характеризується тривалістю індукційного періоду окислення і змістом фактичних смол. Для деяких бензинів встановлено також граничне значення йодного числа.

— Паливо повинно бути нейтральним, не викликати корозії деталей двигуна і не містять активних сірковмісних сполук.

Для забезпечення цих важливих вимог до технічних норм на карбюраторні палива введено такі показники: кислотність, вміст сірки, вміст водо-розчинних кислот і лугів (повинні бути відсутніми), випробування на мідну пластинку.

1.2 Дизельне паливо

Дизельне паливо призначене для двигунів із запалюванням від стиснення. Воно застосовується для: 1) швидкохідних дизелів і суднових газових турбін, 2) автотракторних, тепловозних і суднових дизелів, 3) середньо- і малооборотних дизелів.

Паливо для суднових турбін, швидкохідних, автотракторних, тепловозних і суднових дизелів має безперебійно подаватися по топливоподающей системі (трубопроводи, фільтри, насоси, форсунки). Тому він повинен мати не надто високою в’язкістю, не низькими температурами спалаху, помутніння і застигання. Паливо з високою температурою застигання взагалі непридатне для застосування в зимових умовах. Зважаючи на важливість цього показника ці палива поділяються на літні, зимові та спеціальні марки, що різко відрізняються один від одного по температур застигання (від -60 до -10 0С). Паливо повинно також забезпечувати плавне згоряння робочої суміші. Це якість, як відомо, характеризується цетановим числом, яке нормується в межах 40-52.

Паливо не повинно давати нагару на форсунках і в камері згоряння. Ускладнення фракційного складу призводить до неповноти згоряння і задимленості вихлопу, що особливо негативно позначається при роботі міського транспорту. Нормованими показниками, що характеризують ці властивості дизельного палива, є: 96% -ная точка фракційного складу, коксованість палива, коксованість 10% -ного залишку і зміст фактичних смол. Паливо не повинно викликати корозії і абразивного зносу деталей двигуна, тому в ньому мають бути відсутні вода, механічні домішки, сірководень, водо-розчинні кислоти і луги, а вміст сірки не повинно перевищувати 0,02%. Середньо- і малооборотних дизелі (ДС і ДМ) менш вимогливі до якості палива, так як в стаціонарних умовах компресорного розпилення паливо можна попередньо підігрівати і зневоднювати. Для цих двигунів допускається більш важкий сорт палива (щільність до 0,970 г / см3), температура застигання від -5 до +10 ° С, температура спалаху в закритому тиглі 65-80 ° С, вміст сірки до 1,5%, а для ДМ — до 3%.

1.3 Паливо для повітряно-реактивних двигунів

В якості палива для повітряно-реактивних двигунів застосовуються світлі дистиляти, одержувані прямою перегонкою нафти і Гідрокрекінгом. Реактивне паливо випускається декількох марок, що значно відрізняються один від одного за фракційним складом. Так, паливо РТ представляє собою досить широку фракцію, википає в межах 135-280 ° С, термостабільне для реактивних двигунів — в межах 195-315 ° С, паливо марок Т-1, ТС-1 і Т-2 — в межах 150- 280 ° С. До реактивним палив пред’являються високі вимоги щодо безперебійної подачі в двигун, термоокислительной стабільності, відсутності корозійну активність. Для забезпечення цих вимозі в технічних умовах на реактивне паливо нормуються: термічна стабільність, вміст ароматичних вуглеводнів, фактичних смол, сірки, кислотність і зольність.

З експлуатаційної точки зору велике значення має також освіту нагару в двигунах в процесі згоряння палива. Відкладення нагару має негативні наслідки — зниження ефективності згоряння, ерозія лопаток турбіни і навіть прогорание камер згоряння. Здатність реактивних палив до нагароутворення оцінюється спеціальним показником — висотою не коптить полум’я, вимірюваної в міліметрах. За технічними умовами висота не коптить полум’я повинна бути не менше 20-25 мм. Деякі сорти палива, призначені для реактивних двигунів з надзвуковою швидкістю, зокрема для РТ (ГОСТ 16564-71), характеризуються люмінометріческім числом. Цим показником оцінюється інтенсивність випромінювання полум’я випробуваного палива. Чим більша частка теплової енергії виділяється паливом при згорянні шляхом радіації, тим більше стінки камери згоряння перегріваються, що тягне за собою їх викривлення і прогоряння. Основний енергетичної характеристикою для реактивних палив є нижча теплота згоряння, яка повинна бути в інтервалі 42915-43125кДж / кг для різних марок.

2. Визначення тиску насичених парів

Для індивідуальних рідких речовин тиск насиченої пари, т. Е. Пара, що перебуває в рівновазі з рідиною, — фізична константа, що залежить тільки від молекулярних властивостей даної рідини і від температури. Для рідин неоднорідного складу, таких, як бензини тиск насичених парів при даній температурі є складною функцією складу бензину і залежить від обсягу простору, в якому знаходиться парова фаза. Це пояснюється тим, що при різних обсягах буде випаровуватися, т. Е. Переходити в парову фазу, різну кількість компонентів з найбільшим тиском пари і, отже, склад рідкої фази буде також різним. Таким чином, для кожного співвідношення рідкої і парової фаз рівновагу парів буде встановлюватися з рідиною різного складу, що вплине і на тиск насиченої пари. Для отримання порівнянних результатів при визначенні тиску парів це необхідно враховувати і підтримувати співвідношення парової і рідкої фаз постійним, т. Е. Проводити визначення в стандартній апаратурі.

Тиск насичених парів авіаційних і автомобільних палив, а також палива Т-2 є технічним показником цих палив. Цей нижня межа характеризує наявність пускових фракцій (нормується тільки для авіаційних бензинів), а верхній дозволяє судити про стабільність даного палива і про можливість виникнення газових пробок. Визначення тиску насичених парів моторних палив проводиться в герметичній стандартної металевої «бомбу» шляхом заміру тиску по манометру при 380С і співвідношенні рідкої і парової фаз 1. 4.

Прилад для визначення тиску насичених парів (мал.1а) складається з водяної бані 1, металевого апарату (бомби) 2 і манометра 3. Бомба (рис. 1б) складається з двох частин: паливної 5 і повітряної 6 камер, яке з’єднуються на різьбленні. Відношення обсягу повітряної камери до обсягу паливної камери може коливатися від 3,8 до 4,2. Верхнє дно повітряної камери забезпечено пригвинчуватися ніпелем 7 з газовим краном 8 і наконечником для одягання гумової трубки. Герметичність апарату в зібраному вигляді перевіряють заповненням його повітрям під тиском 0,7 МПа і зануренням в воду. Якщо апарат не герметичний можна застосувати свинцеві прокладки.

Мал. 1. Прилад для визначення тиску насичених парів: а — схема приладу; б — бомба; 1 — водяна баня, 2-бомба Рейд, 3-ртутний манометр, 4 — термостат, 5-паливна камера, 6-повітряна камера, 7-ніпель, 8-газовий кран

2.1 Методика випробування

Паливну камеру споліскують 2-3 рази випробуваним паливом і заповнюють пробою так, щоб паливо переливалося через верх камери. Потім швидко приєднують повітряну камеру до паливної камері і манометру. Зібрану бомбу перекидають і сильно струшують кілька разів. Потім підготовлену бомбу повністю занурюють в заздалегідь нагріту водяну баню так, щоб і кран перебував у воді. При цьому спостерігають, чи не відбувається витоку палива з апарату. Якщо бомба виявилася негерметичной, то випробування повторюють з новою пробою палива. Після занурення бомби в баню відкривають кран і через 5 хв відзначають тиск по манометру. Потім закривають кран, виймають бомбу з лазні, перекидають її і сильно струшують (це роблять дуже швидко, щоб бомба не охолоджувалася). Знову занурюють бомбу в баню і відкривають кран. Цю операцію повторюють через кожні 2 хв, спостерігаючи за тиском. Коли послідовні відліки по манометру стають постійними, що відбувається приблизно через 20 хв, відзначають тиск як «невиправленої тиск насичених парів». Під час випробування заміряють також по барометра атмосферний тиск. У відлічене по манометру тиск насичених парів необхідно ввести поправку на зміну тиску повітря і парів води в повітряній камері, викликане відмінністю між початковою температурою повітря і температурою водяної бані. Поправка Др (в Па) обчислюється за формулою:

де рат — атмосферний тиск,

па; рt — тиск насичених парів води при температурі t, Па,

t — початкова температура, виміряна в повітряній камері, ° С; р38 — тиск насичених парів води при 380С, рівне 6626 Па.

Поправка р віднімається з » неисправленного тиску насичених парів », якщо початкова температура повітря нижче 38 ° С, і додається, якщо ця температура вище 38 ° С.

подібні документи

Матеріальний баланс колони і робоче флегмовое число. Розрахунок тиску насичених парів толуолу і ксилолу. Визначення обсягів пара і рідини, що проходять через колону. Середні молярний маси рідини. Визначення числа тарілок, їх гідравлічний розрахунок.

реферат [262,6 K], добавлена ​​27.01.2014

Процес перетворення пари в рідину. Розрахунок кількості теплоти, необхідної для перетворення рідини в пар. Температура конденсації пари речовини. Конденсація насичених парів. Визначення теплоти фазового переходу при квазістатичному процесі.

реферат [784,4 K], добавлена ​​25.02.2015

Терміни виробництва бензину автомобільного та дизельного палива. Способи підвищення якості бензину, виробленого в Росії. Найважливіші показники якості бензинів: детонаційна стійкість, октанове число, тиск насичених парів, фракційний склад.

реферат [128,8 K], добавлена ​​26.06.2014

Склад атмосфери Землі і особливості впливу на неї обертання планети. Наслідки зникнення повітряної маси. Винахід ртутного і електронного барометрів. Застосування їх при вимірюванні тиску повітря. Одиниця виміру атмосферного тиску.

реферат [562,5 K], добавлена ​​17.03.2015

Компресор зовнішнього контуру (вентилятор), низького і високого тиску. Камера згоряння, турбіна високого і низького тиску. Питомі параметри двигуна і часовий витрата палива. Проектний розрахунок основних параметрів компресора високого тиску.

реферат [593,1 K], добавлена ​​24.12.2010

Опис котельного агрегату. Характеристики палива, коефіцієнти надлишку повітря по розрахунковим ділянкам, теоретичні об’єми повітря і продукти згоряння. Дійсні обсяги продуктів згоряння, частки трьохатомних газів і водяної пари, їх ентальпія.

реферат [700,9 K], добавлена ​​28.12.2012

Види тиску, класифікація приладів для його вимірювання і особливості їх призначення. Принцип дії мановакуумметрів, характеристика їх різновидів. Багатограничні вимірювачі і перетворювачі тиску. Датчики-реле тиску, види манометрів.

реферат [1,8 M], добавлена ​​19.12.2012

Опис експериментальної установки, принцип вимірювання тиску повітря і визначення його оптимального значення. Складання журналу спостереження і аналіз отриманих даних. Обчислення барометричного тиску аналітичним і графічним методом.

реферат [59,4 K], добавлена ​​06.05.2014

Застосування, пристрій і принцип дії приладів для вимірювання тиску: барометр-анероїд, рідинний і металевий манометр. Поняття атмосферного тиску. Загадки про атмосферні явища. Причини відмінності в показниках тиску з ростом висоти.

реферат [524,5 K], добавлена ​​08.06.2010

Атмосфера, одиниці вимірювання тиску повітря. Барична щабель і градієнт. Барометрична формула Лапласа. Прилади для вимірювання атмосферного тиску, його мінливість і вплив на погоду, приведення до рівня моря за допомогою таблиць. Щільність повітря.

реферат [45,3 K], добавлена ​​04.11.2014

Е Тиск насичених парівкщо посудину з рідиною щільно закрити, то спочатку кількість рідини зменшиться, а потім буде залишатися постійним. При незмінній температурі система рідина — пар прийде в стан теплової рівноваги і буде перебувати в ньому як завгодно довго. Одночасно з процесом випаровування відбувається і конденсація, обидва процеси в середньому компенсують один одного.

У перший момент, після того як рідина наллють у посудину і закриють його, рідина буде випаровуватися і щільність пара над нею буде збільшуватися. Проте одночасно з цим буде рости і число молекул, які повертаються в рідину. Чим більше щільність пара, тим більше число його молекул повертається в рідину. В результаті в закритій посудині при постійній температурі встановиться динамічна (рухома) рівновага між рідиною і парою, т. Е. Число молекул, що залишають поверхню рідини за деякий проміжок часу, дорівнюватиме в середньому числу молекул пара, які повернулися за той же час в рідину.

Пар, що знаходиться в динамічній рівновазі зі своєю рідиною, називають насиченою парою. Це визначення підкреслює, що в даному обсязі при даній температурі не може перебувати більшу кількість пара.

Тиск насиченої пари.

Що буде відбуватися з насиченою парою, якщо зменшити займаний ним об’єм? Наприклад, якщо стискати пар, що знаходиться в рівновазі з рідиною в циліндрі під поршнем, підтримуючи температуру вмісту циліндра сталою.

При стисненні пара рівновагу почне порушуватися. Щільність пара в перший момент трохи збільшиться, і з газу в рідину почне переходити більша кількість молекул, ніж з рідини в газ. Адже число молекул, що залишають рідину в одиницю часу, залежить тільки від температури, і стиснення пари це число не змінює. Процес триває до тих пір, поки знов не встановиться динамічна рівновага і щільність пара, а значить, і концентрація його молекул не приймуть колишніх своїх значень. Отже, концентрація молекул насиченої пари при постійній температурі не залежить від його обсягу.

Так як тиск пропорційно концентрації молекул (p = nkT), то з цього визначення випливає, що тиск насиченої пари не залежить від займаного ним обсягу.

тиск pн.п. пара, при якому рідина знаходиться в рівновазі зі своїм парою, називають тиском насиченої пари.

Залежність тиску насиченої пари від температури

Стан насиченої пари, як показує досвід, наближено описується рівнянням стану ідеального газу. а його тиск визначається формулою

З ростом температури тиск зростає. Так як тиск насиченої пари не залежить від об’єму, то, отже, воно залежить тільки від температури.

Тиск насичених парів Однак залежність рн.п. від Т, знайдена експериментально, не є прямо пропорційною, як у ідеального газу при постійному обсязі. Зі збільшенням температури тиск реального насиченого пара зростає швидше. ніж тиск ідеального газу (рис. ділянка кривої 12). Чому це відбувається?

При нагріванні рідини в закритій посудині частина рідини перетворюється в пар. В результаті згідно з формулою Р = nкТ тиск насиченої пари зростає не тільки внаслідок підвищення температури рідини, але і внаслідок збільшення концентрації молекул (щільності) пара. В основному збільшення тиску при підвищенні температури визначається саме збільшенням концентрації.

(Головна відмінність в поведінці ідеального газу і насиченої пари полягає в тому, що при зміні температури пара в закритій посудині (або при зміні обсягу при постійній температурі) змінюється маса пари. Рідина частково перетворюється на пару, або, навпаки, пар частково конденсується. З ідеальним газом нічого подібного не відбувається.)

Коли вся рідина випарується, пар при подальшому нагріванні перестане бути насиченим і його тиск при постійному обсязі буде зростати прямо пропорційно абсолютній температурі (див. Рис. Ділянка кривої 23).

Кипіння — це інтенсивний перехід речовини з рідкого стану в газоподібний, що відбувається по всьому об’єму рідини (а не тільки з її поверхні). (Конденсація — зворотний процес.)

У міру збільшення температури рідини інтенсивність випаровування збільшується. Нарешті, рідина починає кипіти. При кипінні по всьому об’єму рідини утворюються швидко зростаючі бульбашки пара, які спливають на поверхню. Температура кипіння рідини залишається постійною. Це відбувається тому, що вся що підводиться до рідини енергія витрачається на перетворення її в пару.

За яких умов починається кипіння?

Тиск насичених парів У рідині завжди присутні розчинені гази, що виділяються на дні і стінках посудини, а також на зважених в рідини порошинки, які є центрами пароутворення. Пари рідини, що знаходяться всередині бульбашок, є насиченими. Зі збільшенням температури тиск насиченої пари зростає і бульбашки збільшуються в розмірах. Під дією сили, що виштовхує вони спливають вгору. Якщо верхні шари рідини мають нижчу температуру, то в цих шарах відбувається конденсація пари в бульбашках. Тиск стрімко падає, і бульбашки закриваються. Закриття відбувається настільки швидко, що стінки бульбашки, стикаючись, роблять щось на зразок вибуху. Безліч таких мікровзривов створює характерний шум. Коли рідина достатньо прогріється, бульбашки перестануть закриватися і спливуть на поверхню. Рідина закипить. Поспостерігайте уважно за чайником на плиті. Ви виявите, що перед закипанням він майже перестає шуміти.

Залежність тиску насиченої пари від температури пояснює, чому температура кипіння рідини залежить від тиску на її поверхню. Бульбашка пара може рости, коли тиск насиченої пари всередині нього трохи перевершує тиск в рідині, що складається з тиску повітря на поверхню рідини (зовнішній тиск) і гідростатичного тиску стовпа рідини.

Кипіння починається при температурі, при якій тиск насиченої пари в бульбашках порівнюється з тиском у рідині.

Чим більше зовнішній тиск, тим вище температура кипіння.

І навпаки, зменшуючи зовнішній тиск, ми тим самим знижуємо температуру кипіння. Відкачуючи насосом повітря і пари води з колби, можна змусити воду кипіти при кімнатній температурі.

У кожної рідини своя температура кипіння (яка залишається постійною, поки вся рідина не википить), яка залежить від тиску її насиченої пари. Чим вище тиск насиченої пари, тим нижче температура кипіння рідини.

Питома теплота пароутворення.

Кипіння відбувається з поглинанням теплоти.

Велика частина підводиться теплоти витрачається на розрив зв’язків між частинками речовини, решта — на роботу, що здійснюються при розширенні пара.

Таким чином енергія взаємодії між частинками пара стає більше, ніж між частинками рідини, тому внутрішня енергія пара більше, ніж внутрішня енергія рідини при тій же температурі.

Кількість теплоти, необхідне для перекладу рідини в пар в процесі кипіння можна розрахувати за формулою:

де m — маса рідини (кг),

L — питома теплота пароутворення (Дж / кг)

Питома теплота пароутворення показує, яка кількість теплоти необхідно, щоб превратіт’ в пар 1 кг даної речовини при температурі кипіння. Одиниця питомої теплоти пароутворення в системі СІ:

Вологість повітря і її вимір.

У навколишньому нас повітрі практично завжди знаходиться певна кількість водяної пари. Вологість повітря залежить від кількості водяної пари, що міститься в ньому.

Сире повітря містить більший відсоток молекул води, ніж сухий.

Велике значення має відносна вологість повітря, повідомлення про яку кожен день звучать в зведеннях метеопрогнозу.

Про Тиск насичених парів Тиск насичених парівтносітельная вологість — це відношення щільності водяної пари, що міститься в повітрі, до щільності насиченої пари при даній температурі, виражене у відсотках. (Показує, наскільки водяна пара в повітрі близький до насичення)

Сухість або вологість повітря залежить від того, наскільки близький його водяна пара до насичення.

Якщо вологе повітря охолоджувати, то що знаходиться в ньому пар можна довести до насичення, і далі він буде конденсуватися.

Ознакою того, що пар наситився є поява перших крапель сконденсировавшейся рідини — роси.

Температура, при якій пара, що знаходиться в повітрі, стає насиченим, називається точкою роси.

Точка роси також характеризує вологість повітря.

Приклади: випадання роси під ранок, запотівання холодного скла, якщо на нього подихати, освіту краплі води на холодній водопровідній трубі, вогкість в підвалах будинків.

Для вимірювання вологості повітря використовують вимірювальні прилади — гігрометри. Існують кілька видів гігрометрів, але основні: волосной і психрометрический. Так як безпосередньо виміряти тиск водяної пари в повітрі складно, відносну вологість повітря вимірюють непрямим шляхом.

Відомо, що від відносної вологості повітря залежить швидкість випаровування. Чим менше вологість повітря, тим легше волозі випаровуватися.

В Тиск насичених парів психрометрами є два термометра. Один — звичайний, його називають сухим. Він вимірює температуру навколишнього повітря. Колба іншого термометра обмотана тканинним гнітом і опущена в ємність з водою. Другий термометр показує не температуру повітря, а температуру вологого гніту, звідси і назва зволожений термометр. Чим менше вологість повітря, тим інтенсивніше випаровується волога з гніту, тим більша кількість теплоти в одиницю часу відводиться від увлажненного термометра, тим менше його свідчення, отже, тим більше різниця показань сухого і зволоженого термометрів.

Визначивши різницю показань сухого і зволоженого термометрів, за спеціальною таблицею, розташованої на психрометрами, знаходять значення відносної вологості.

Тиск насичених парів




Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *