Давление насыщенных паров

Давление — насыщенный пар — нефть

Давление насыщенных паров нефти из каждого химического стакана определяли отдельно, то есть по каждому уровню потерь, а при нулевом уровне — путем перевода пробы нефти прямо из охлажденного пробоотборника в охлажденную топливную камеру бомбы Рейда.  [1]

Давление насыщенных паров нефти и нефтепродукта характеризует их испаряемость, наличие в них легких компонентов, растворенных газов. Оно резко увеличивается с повышением температуры. Если в бензине растворено много газа или содержится много низкокипящих фракций, то такой бензин имеет высокое давление насыщенных паров, при работе двигателя образует паровые пробки, что крайне нежелательно.  [2]

Давление насыщенного пара нефти. определяемое в бомбе, зависит от отношения объемов паровой и жидкой фаз. Как указывает А. С. Ирисов [1], в насыщенном паре, согласно закону Коновалова, содержится большее количество более летучего компонента, чем в оставшейся жидкости. В результате жидкая фаза обедняется более летучими компонентами.  [3]

Давление насыщенных паров нефти. как отмечалось, характеризует степень ее испаряемости.  [5]

Определение давления насыщенных паров нефти ( ДНП) при соотношении фаз, стремящемся к нулю ( х — 0), производится следующим образом. Открытием вентиля 16 ( см. рис. 4.7) и отводом поршня 2 на объем VH 90 см3, определяемый по линейной шкале 3 и лимбу 4, отбирается проба для анализа. Затем вентиль 17 закрывается, поршень 2 перемещается влево на объем VH 0 1УН, вентиль 17 открывается. Происходят разбрызгивание и турбулизация нефти, что приводит к переходу системы нефть — газ в термодинамическое равновесие.  [7]

Величина давления насыщенных паров нефти. нефтепродуктов и индивидуальных углеводородов изменяется в широких пределах.  [8]

При давлении насыщенных паров нефти или нефтепродукта не более 67 кПа ( 500 мм рт. ст.) допускается применять бутылку с двумя трубками в пробке.  [9]

При определении давления насыщенных паров нефтей и нефтепродуктов необходимо различать два случая.  [10]

Для определения давления насыщенных паров нефтей. подготовленных к транспортированию и переработке, разработан метод анализа ( ГОСТ 24993 — F4) [ 21 и лабораторный стеклянный аппарат, позволяющий измерять давление насыщенных паров при соотношении объемов паровой и жидкой Фаз. Сущность метода заключается в многократной продувке поверхности нейти з испарителе воздухом и измерении приращения объема паровоздушной смеси в измерительных бюретках.  [11]

Метод сравнения давления насыщенных паров нефти и нефтепродуктов известен давно. Для этой цели был сконструирован и изготовлен ряд приборов ( Сореля [18], Стопфера — Вобетсона — Уитмана [17], Ченисека — Уитмана [19], прибор ВНИИТнефти [13], Валявского — Бударова [1] и др.) и бомб.  [13]

При отсутствии стабилизации давление насыщенных паров нефти определяется условиями сепарации последней ступени. В концевом сепараторе обычно поддерживается давление 1 2 ата при естественной температуре нефти.  [14]

Поэтому при характеристике давления насыщенного пара нефти или нефтепродукта необходимо указывать, кроме температуры, при которой проведено определение, и соотношение объемов паров и жидкости. В нефтяной практике давление насыщенных паров определяют главным образом для моторных топлив, причем из четырех перечисленных выше способов определения давления насыщенных паров применяют только первый — статический, описание которого дается ниже.  [15]

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

Поделиться ссылкой:

Давление насыщенных паров

Давление насыщенных паров жидкости – это давление, развиваемое парами в условиях равновесного состояния с жидкостью при данной температуре. Для простых жидкостей давление насыщенных паров определяется только природой жидкости и температурой, а для сложных (например, бензина) – зависит также и от отношения объёма паровой фазы к объёму жидкой.

Чем больше в бензине содержится углеводородов с низкой температурой кипения, тем выше его испаряемость, давление насыщенных паров и склонность к образованию паровых пробок.

Паровые пробки образуются в системе питания двигателя при эксплуатации автомобилей в летний период, особенно в южных районах страны, а также в высокогорных условиях и при повторных пусках перегретого двигателя. При нагревании бензина в системе питания легкокипящие углеводороды испаряются не только с открытой поверхности, но и в объёме топлива, результате чего образуется большое количество паров бензина. В бензине сильно возрастает объём паровой фазы и уменьшается объём жидкой. Через систему питания двигателя в этом случае идёт смесь, состоящая изжидкого бензина, его паров и небольшого количества воздуха, выделившегося при нагревании из бензина. Это приводит к снижению подачи насосом массового количества топлива, чрезмерному обеднению горючей смеси, перебоям в работе двигателя в связи с ухудшением её воспламенения, падению мощности и остановке двигателя. Остановка носит такой же характер, что и при засорении топливопроводов механическими примесями. Поэтому явление получило название паровой пробки, хотя двигатель останавливается не за счёт перекрытия топливного тракта паровой пробкой, прекращающей совсем подачу топлива. При эксплуатации автомобиля основным фактором, влияющим на образование паровых пробок, служит температура бензина в системе питания, которая зависит от конструктивных особенностей двигателя и температуры окружающего воздуха.

Давление насыщенных паров летнего бензина всех марок должно быть не более 66661 Па (500 мм рт. ст.), а зимнего бензина – от 66661 до 93325 Па (500…700 мм рт. ст.). Работа автомобилей в летний период на зимнем бензине запрещается, так как из-за высокого давления насыщенных паров бензина в системе питания будут интенсивно образовываться паровые пробки. Также недопустима работа автомобилей зимой на летнем бензине. Относительно высокое давление насыщенных паров и присутствие большого количества высококипящих углеводородов в летнем бензине затрудняет пуск двигателя. ухудшает его динамические качества и повышает износ цилиндропоршневой группы.

188.123.231.15 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам.

Давление насыщенных паров
Главная | О нас | Обратная связь

Давление насыщенных паров

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕФТИ И ГАЗА

Физико-химические свойства нефти и нефтепродуктов

В основе разработки и переработки нефти и товарных нефтепродуктов лежат физико-химические процессы и управление этими процессами требует знания физических и физико-химических свойств нефти, ее фракций. В большинстве случае из-за сложности состава используются средние значения физико-хими-ческих характеристик нефтяного сырья.

Плотности (нефть, конденсат, н/п).

Плотность является важнейшей характеристикой, позволяющей в совокупности с другими константами оценивать химический и фракционный состав нефти и нефтепродуктов (н/п). Плотность принято выражать абсолютной и относительной величиной.

Абсолютной плотностью считается масса вещества, заключенная в единице объема, плотность имеет размерность кг/м 3 или г/см 3 .

В практике нефтепереработки принято использовать безразмерную величину относительной плотности нефти или н/п, которая равна отношению плотности н/п при 20 0 С к плотности воды при 4 0 С и относительная плотность обозначается &#&61;4 20. поскольку плотность выоды при 4 0 С равна единице, числовые значения относительной и абсолютной плотности совпадают.

В некоторых зарубежных странах за стандартную принята одинаковая температура н/п и воды, равная 60 0 F, что соответствует 15,5 0 и относительная плотность обозначается &#&61;15 15 .

Взаимный пересчет &#&61;4 20 и &#&61;15 15 производится по формулам:

где a — поправка на изменение плотности при изменении температуры на один градус и значения средней температурной поправки a для н/п приводятся в специальных таблицах.

В США и других странах широко используется величина плотности, измеряемая в градусах API, связанную с &#&61;15 15 соотношением:

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

Для углеводородных и других газов за стандартные условия принимают давление 0,1 МПа (760 мм рт. ст.) и температуру 0 0 С, обычно определяют относительную плотность, т. е. отношение плотности газа к плотности воздуха (1,293 кг/м 3 ). Плотность любого газа при стандартных условиях может быть найдена как частное от деления его молекулярной массы на объем 1 кмоля, т. е. 22,4 м 3. Плотность газа (&#&61;г. кг/м 3 ) при условиях (давление Р, МПа, температуре Т, К), отличных от стандартных, можно определить по формуле:

где М – молекулярная масса газа.

где М –молекулярная масса газа. кг/кмоль, 22,4 – объем 1 кмоля газа при стандартных условиях (0,101 МПа (760 мм рт. ст.) и 273 К (0 0 С).

Плотность нефтей и н/п уменьшается с повышением температуры и эта зависимость имеет линейный характер и хорошо описывается формулой Д.И. Менделеева:

где &#&61;4 t — относительная плотность н/п при заданной температуре t,

&#&61;4 20 — относительная плотность н/п при стандартной температуре (20 0 С).

Необходимо отметить, что уравнение Д.И. Менделеева справедливо для интервала температур от 0 0 С до 150 0 С и погрешность составляет 5-8 %.

В более широком интервале температур, т.е. до 300 0 С и с меньшей погрешностью (до 3 %) зависимость плотности (кг/м 3 ) от температуры рассчитывается по уравнению А.К. Мановяна:

Существует несколько методов определения плотности н/п, выбор того или иного метода зависит от имеющегося количества н/п, его вязкости, требуемой точности определения и времени анализа.

Простейшим прибором для определения плотности жидких н/п является ареометр, градуировка ареометра отнесена к плотности воды при 4 0 С и его показания соответствуют &#&61;4 20. Точность определения плотности с помощью ареометра составляет 0,001 для маловязких и 0,005 – для вязких н/п.

Для определения плотности высоковязкого (более 200 мм 2 /с при 50 0 С) н/п (&#&61;н ) ареометром поступают следующим образом. Н/п разбавляют равным объемом керосина известной плотности (&#&61;к ) и измеряют плотность смеси (&#&61;см ) и рассчитывают плотность н/п по формуле:

Более точно (с точностью до 0,0005) плотность н/п определяют с помощью гидростатических весов, которые градуируются по плотности воды при 20 0 С и дают показания &#&61; t 20 .

Наиболее точный результат достигается при определении плотности пикнометром (до 0,00005), в зависимости от агрегатного состояния н/п (газ, жидкость, твердое вещество) и его количества применяются пикнометры разной формы и емкости.

Пикнометрический метод основан на сравнении массы нефтепродукта, взятого в определенном объеме, с массой дистиллированной воды, взятой в том же объеме и при той же температуре. Единственным недостатком пикнометрического способа является продолжительность определения.

Плотность большинства нефтей и н/п меньше единицы и в среднем колеблется от 0,80 до 0,90 г/см 3. высоковязкие смолистые нефти имеют плотность, близкую к единице, наоборот, нефти из газоконденсатных месторождений и конденсаты очень легкие (&#&61;4 20 = 0,75 – 0,77 г/см 3 ).

На величину плотности нефти влияет много факторов: содержание растворенных газов и смол, фракционный, а для дистиллятов также и химический состав.

Молекулярная масса нефтей и н/п один из важных показателей, широко используемый при расчете теплоты парообразования, объема пара, парциального давления и других параметров.

Нефть и н/п представляют собой смеси индивидуальных углеводородов и некоторых других соединений, поэтому они характеризуются средней молекулярной массой.

Молекулярная масса н/п тем больше, чем выше их температура кипения.

Для определения молекулярной массы н/п широкое применение получил криоскопический метод. основанный на изменении температуры замерзания растворителя (бензола или нафталина) при добавлении к нему навески н/п.

В редких случаях для определения молекулярной массы применяется эбулиоскопический метод. основанный на изменении приращения температуры кипения растворителя после ввода в него навески испытуемого н/п.

В расчетной практике молекулярную массу часто определяют по эмпирическим формулам, наибольше применение нашла формула Б.П. Воинова:

М = а + bt + ct 2. (7)

где a, b и c постоянные, значения которых различны для каждой группы углеводородов, t – средняя молекулярная температура кипения н/п, 0 С.

Для парафиновых углеводородов:

М = 60 + 0,3t + 0,001t 2. (8)

Для нефтяных фракций:

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

где К- характеризующий фактор и изменяется от 10 для 12 в зависимости от значений a, b, с.

В приведенных выше формулах в качестве параметра, характеризующего химический состав, выступает характеризующий фактор, зависящий от плотности.

В формуле, предложенной Р. Хершем, в качестве такого параметра использован коэффициент лучепреломления:

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

где nD 20 – коэффициент рефракции.

Связь между молекулярной массой и относительной плотностью н/п устанавливается формулой Крэга:

В практических расчетах при определении размеров реакторов, испарительных и ректификационных колонн необходимо знать мольный объем жидких н/п или их паров.

Мольный объем жидкости V ’ (м 3 ) вычисляют по формуле:

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

где N – число молей, m – масса жидкости, кг, М – молекулярная масса, &#&61; – плотности жидкости, кг/м 3 .

Объем паров можно определить из уравнения Клайперона:

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

где m – масса паров, кг, М – молекулярная масса н/п, Р – давление в системе, МПа, Ратм – атмосферное давление, МПа, t – температура, 0 С.

Давление насыщенных паров

Нефть и н/п характеризуются определенным давлением насыщенных паров, или упругостью нефтяных паров. Давление насыщенных паров является нормируемым показателем для авиационных и автомобильных бензинов, косвенно характеризующим испаряемость топлива, его пусковые качества, склонность к образованию пробок в системе питания двигателя.

Давление насыщенных паров

Аппарат для определе­ния давления насыщенных паров нефтепродуктов

1 — топливная камера; 2 -воздуш­ная камера; 3— манометр

Для жидкостей неоднородного состава, таких, как бензины, давление насыщенных паров необходимо проводить при стандартной температуре и постоянном соотношении паровой и жидкой фаз.

Температура, при которой давление насыщенных паров становится равным давлению в системе, называется температурой кипения вещества. Давление насыщенных паров резко увеличивается с повышением температуры.

В нефтепереработке широкое применение получил стандартный метод с использованием бомбы Рейда (ГОСТ 1756-2000). Бомба состоит из двух камер: топливной и воздушной с соотношением объемов 1:4, соединенных с помощью резьбы. Давление, создаваемое парами испытуемого топлива, фиксируется манометром, прикрепленным в верхней части воздушной камеры. Испытание проводят при температуре 38,8 0 С, обеспечиваемой термостатированной баней.

Давление насыщенных паров испытуемого н/п определяют формуле:

где Р о ж — давление насыщенных паров испытуемой жидкости при температуре t, Рм – показания манометра, Ратм – атмосферное давление, to — температура окружающего воздуха, 0 С.

Определение давления паров в бомбе Рейда дает приближенные результаты, служащие только для сравнительной оценки качества моторных топлив.

Более точные абсолютные значения давления насыщенных паров получаются при использовании аппарата НАТИ, с помощью которого давление насыщенных паров топлива можно определить в широком интервале температур и при различных соотношениях между объемами паровой и жидкой фаз.

Давление насыщенных паров смесей и растворов в отличие от индивидуальных углеводородов зависит не только от температуры, но и от состава жидкой и паровой фаз. Для растворов и смесей, подчиняющихся законам Рауля и Дальтона, обще давление насыщенных паров смеси (Р о см ) может быть вычислено по формулам:

где рi – парциальное давление компонента смеси при заданной температуре, Pi o – давление насыщенных паров компонентов смеси,

x ’ i — мольная дольная компонентов смеси.

Однако в области высоких давлений реальные газы не подчиняются законам Рауля и Дальтона. В таких случаях найденное давление насыщенных паров уточняется с помощью критических параметров, фактора сжимаемости и фугитивности.

Температура, давление и объем при критическом состоянии очень важны для физики нефти, особенно для высокотемпературных процессов при высоких давлениях.

Критическим состоянием вещества называется такое, при котором исчезает различие (граница) между его жидкой и паровой фазами, т.е. они имеют одни и те же основные свойства. Для каждого вещества существует такая температура, выше которой оно никаким повышением давления не может быть переведено в жидкость. Эта температура называется критической температурой Ткр. Давление насыщенных паров, соответствующее критической температуре, называется критическим давлением Ркр. Объем паров при критической температуре и давлении называется критическим объемом.

Давление насыщенных паров

1. Анализ нефтяных топлив. Общие сведения о нефтяных топливах

топливо турбина двигатель давление пар

1.1 Карбюраторное топливо

В эту группу нефтепродуктов входят все сорта авиационных и автомобильных бензинов, предназначенных для двигателей с зажиганием от искры. К карбюраторным топливам предъявляются следующие основные требования:

— Топливо должно обеспечивать работу двигателей во всех режимах без детонации. Поэтому главным показателем для всех карбюраторных топлив является октановое число, а для авиационных бензинов и сортность, характеризующая детонационную стойкость бензина при работе на богатых смесях.

Для увеличения детонационной стойкости к авиационным бензинам и к некоторым «автомобильным бензинам добавляется в определенных количествах антидетонатор — этиловая жидкость.

Обладая хорошей испаряемостью, топливо не должно образовывать газовых пробок в топливоподающей системе авиационных и автомобильных двигателей. Для обеспечения этого требования нормируется высший предел давления насыщенных паров: 48 кПа (360 мм. рт. ст.) для авиационных бензинов и 67 кПа (500 мм рт. ст.) для автомобильных бензинов при 38 0С.

— Топливо должно быть химически стабильным и не содержать смол. Химическая стабильность топлива характеризуется длительностью индукционного периода окисления и содержанием фактических смол. Для некоторых бензинов установлено также предельное значение йодного числа.

— Топливо должно быть нейтральным, не вызывать коррозии деталей двигателя и не содержат активных серосодержащих соединений.

Для обеспечения этих важных требований в технические нормы на карбюраторные топлива введены следующие показатели: кислотность, содержание серы, содержание водо-растворимых кислот и щелочей (должны отсутствовать), испытание на медную пластинку.

1.2 Дизельное топливо

Дизельное топливо предназначено для двигателей с воспламенением от сжатия. Оно применяется для: 1) быстроходных дизелей и судовых газовых турбин, 2) автотракторных, тепловозных и судовых дизелей, 3) средне- и малооборотных дизелей.

Топливо для судовых турбин, быстроходных, автотракторных, тепловозных и судовых дизелей должно бесперебойно подаваться по топливоподающей системе (трубопроводы, фильтры, насосы, форсунки). Поэтому оно должно обладать не слишком высокой вязкостью, не низкими температурами вспышки, помутнения и застывания. Топливо с высокой температурой застывания вообще непригодно для применения в зимних условиях. Ввиду важности этого показателя эти топлива делятся на летние, зимние и специальные марки, резко отличающиеся друг от друга по температурам застывания (от -60 до -10 0С). Топливо должно также обеспечивать плавное сгорание рабочей смеси. Это качество, как известно, характеризуется цетановым числом, которое нормируется в пределах 40-52.

Топливо не должно давать нагаров на форсунках и в камере сгорания. Утяжеление фракционного состава приводит к неполноте сгорания и задымленности выхлопа, что особенно отрицательно сказывается при работе городского транспорта. Нормируемыми показателями, характеризующими эти свойства дизельного топлива, являются: 96%-ная точка фракционного состава, коксуемость топлива, коксуемость 10%-ного остатка и содержание фактических смол. Топливо не должно вызывать коррозии и абразивного износа деталей двигателя, поэтому в нем должны отсутствовать вода, механические примеси, сероводород, водо-растворимые кислоты и щелочи, а содержание серы не должно превышать 0,02%. Средне- и малооборотные дизели (ДС и ДМ) менее требовательны к качеству топлива, так как в стационарных условиях компрессорного распыления топливо можно предварительно подогревать и обезвоживать. Для этих двигателей допускается более тяжелый сорт топлива (плотность до 0,970 г/см3), температура застывания от -5 до +10 °С, температура вспышки в закрытом тигле 65-80 °С, содержание серы до 1,5%, а для ДМ — до 3%.

1.3 Топливо для воздушно-реактивных двигателей

В качестве топлива для воздушно-реактивных двигателей применяются светлые дистилляты, получаемые прямой перегонкой нефти и гидрокрекингом. Реактивное топливо выпускается нескольких марок, значительно отличающихся друг от друга по фракционному составу. Так, топливо РТ представляет собою довольно широкую фракцию, выкипающую в пределах 135-280 °С, термостабильное для реактивных двигателей — в пределах 195-315 °С, топливо марок Т-1, ТС-1 и Т-2 — в пределах 150-280 °С. К реактивным топливам предъявляются высокие требования в отношении бесперебойной подачи в двигатель, термоокислительной стабильности, отсутствия коррозионной активности. Для обеспечения этих требовании в технических условиях на реактивное топливо нормируются: термическая стабильность, содержание ароматических углеводородов, фактических смол, серы, кислотность и зольность.

С эксплуатационной точки зрения большое значение имеет также образование нагаров в двигателях в процессе сгорания топлива. Отложение нагаров имеет отрицательные последствия — снижение эффективности сгорания, эрозия лопаток турбины и даже прогорание камер сгорания. Способность реактивных топлив к нагарообразованию оценивается специальным показателем — высотой не коптящего пламени, измеряемой в миллиметрах. По техническим условиям высота не коптящего пламени должна быть не менее 20-25 мм. Некоторые сорта топлива, предназначенные для реактивных двигателей со сверхзвуковой скоростью, в частности для РТ (ГОСТ 16564-71), характеризуются люминометрическим числом. Этим показателем оценивается интенсивность излучения пламени испытуемого топлива. Чем большая доля тепловой энергии выделяется топливом при сгорании путем радиации, тем больше стенки камеры сгорания перегреваются, что влечет за собой их коробление и прогорание. Основной энергетической характеристикой для реактивных топлив является низшая теплота сгорания, которая должна быть в интервале 42915-43125кДж/кг для разных марок.

2. Определение давления насыщенных паров

Для индивидуальных жидких веществ давление насыщенного пара, т. е. пара, находящегося в равновесии с жидкостью, — физическая константа, зависящая только от молекулярных свойств данной жидкости и от температуры. Для жидкостей неоднородного состава, таких, как бензины давление насыщенных паров при данной температуре является сложной функцией состава бензина и зависит от объема пространства, в котором находится паровая фаза. Это объясняется тем, что при разных объемах будет испаряться, т. е. переходить в паровую фазу, разное количество компонентов с наибольшим давлением пара и, следовательно, состав жидкой фазы будет также различным. Таким образом, для каждого соотношения жидкой и паровой фаз равновесие паров будет устанавливаться с жидкостью разного состава, что повлияет и на давление насыщенного пара. Для получения сравнимых результатов при определении давления паров это необходимо учитывать и поддерживать соотношение паровой и жидкой фаз постоянным, т. е. проводить определения в стандартной аппаратуре.

Давление насыщенных паров авиационных и автомобильных топлив, а также топлива Т-2 является техническим показателем этих топлив. Этот нижний предел характеризует наличие пусковых фракций (нормируется только для авиационных бензинов), а верхний позволяет судить о стабильности данного топлива и о возможности возникновения газовых пробок. Определение давления насыщенных паров моторных топлив проводится в герметичной стандартной металлической «бомбе» путем замера давления по манометру при 380С и соотношении жидкой и паровой фаз 1. 4.

Прибор для определения давления насыщенных паров (рис.1а) состоит из водяной бани 1, металлического аппарата (бомбы) 2 и манометра 3. Бомба (рис. 1б) состоит из двух частей: топливной 5 и воздушной 6 камер, которое соединяются на резьбе. Отношение объема воздушной камеры к объему топливной камеры может колебаться от 3,8 до 4,2. Верхнее дно воздушной камеры снабжено привинчивающимся ниппелем 7 с газовым краном 8 и наконечником для надевания резиновой трубки. Герметичность аппарата в собранном виде проверяют заполнением его воздухом под давлением 0,7 МПа и погружением в воду. Если аппарат не герметичен можно применить свинцовые прокладки.

Рис. 1. Прибор для определения давления насыщенных паров: а — схема прибора; б — бомба; 1 — водяная баня, 2-бомба Рэйда, 3-ртутный манометр, 4 — термостат, 5-топливная камера, 6-воздушная камера, 7-ниппель, 8-газовый кран

2.1 Методика испытания

Топливную камеру ополаскивают 2-3 раза испытуемым топливом и заполняют пробой так, чтобы топливо переливалось через верх камеры. Затем быстро присоединяют воздушную камеру к топливной камере и манометру. Собранную бомбу опрокидывают и сильно встряхивают несколько раз. Затем подготовленную бомбу полностью погружают в заранее нагретую водяную баню так, чтобы и кран находился в воде. При этом наблюдают, не происходит ли утечки топлива из аппарата. Если бомба оказалась негерметичной, то испытание повторяют с новой пробой топлива. После погружения бомбы в баню открывают кран и через 5 мин отмечают давление по манометру. Затем закрывают кран, вынимают бомбу из бани, опрокидывают ее и сильно встряхивают (это делают очень быстро, чтобы бомба не охлаждалась). Снова погружают бомбу в баню и открывают кран. Эту операцию повторяют через каждые 2 мин, наблюдая за давлением. Когда последовательные отсчеты по манометру становятся постоянными, что происходит примерно через 20 мин, отмечают давление как «неисправленное давление насыщенных паров». Во время испытания замеряют также по барометру атмосферное давление. В отсчитанное по манометру давление насыщенных паров необходимо ввести поправку на изменение давления воздуха и паров воды в воздушной камере, вызванное различием между начальной температурой воздуха и температурой водяной бани. Поправка Др (в Па) вычисляется по формуле:

где рат — атмосферное давление,

Па; рt — давление насыщенных паров воды при температуре t, Па,

t — начальная температура, измеренная в воздушной камере, °С; р38 — давление насыщенных паров воды при 380С, равное 6626 Па.

Поправка р вычитается из »неисправленного давления насыщенных паров», если начальная температура воздуха ниже 38 °С, и прибавляется, если эта температура выше 38 °С.

Подобные документы

Материальный баланс колонны и рабочее флегмовое число. Расчет давления насыщенных паров толуола и ксилола. Определение объемов пара и жидкости, проходящих через колонну. Средние мольные массы жидкости. Определение числа тарелок, их гидравлический расчет.

курсовая работа [262,6 K], добавлен 27.01.2014

Процесс превращения пара в жидкость. Расчет количества теплоты, необходимого для превращения жидкости в пар. Температура конденсации паров вещества. Конденсация насыщенных паров. Определение теплоты фазового перехода при квазистатическом процессе.

презентация [784,4 K], добавлен 25.02.2015

Сроки производства бензина автомобильного и дизельного топлива. Способы повышения качества бензина, производимого в России. Важнейшие показатели качества бензинов: детонационная стойкость, октановое число, давление насыщенных паров, фракционный состав.

презентация [128,8 K], добавлен 26.06.2014

Состав атмосферы Земли и особенности влияния на нее вращения планеты. Последствия исчезновения воздушной массы. Изобретение ртутного и электронного барометров. Применение их при измерении давления воздуха. Единица измерения атмосферного давления.

презентация [562,5 K], добавлен 17.03.2015

Компрессор наружного контура (вентилятор), низкого и высокого давления. Камера сгорания, турбина высокого и низкого давления. Удельные параметры двигателя и часовой расход топлива. Проектный расчет основных параметров компрессора высокого давления.

курсовая работа [593,1 K], добавлен 24.12.2010

Описание котельного агрегата. Характеристики топлива, коэффициенты избытка воздуха по расчетным участкам, теоретические объемы воздуха и продукты сгорания. Действительные объемы продуктов сгорания, доли трехатомных газов и водяных паров, их энтальпия.

курсовая работа [700,9 K], добавлен 28.12.2012

Виды давления, классификация приборов для его измерения и особенности их назначения. Принцип действия мановакуумметров, характеристика их разновидностей. Многопредельные измерители и преобразователи давления. Датчики-реле давления, виды манометров.

презентация [1,8 M], добавлен 19.12.2012

Описание экспериментальной установки, принцип измерения давления воздуха и определение его оптимального значения. Составление журнала наблюдения и анализ полученных данных. Вычисление барометрического давления аналитическим и графическим методом.

лабораторная работа [59,4 K], добавлен 06.05.2014

Применение, устройство и принцип действия приборов для измерения давления: барометр-анероид, жидкостный и металлический манометр. Понятие атмосферного давления. Загадки об атмосферных явлениях. Причины различия в показателях давления с ростом высоты.

презентация [524,5 K], добавлен 08.06.2010

Атмосфера, единицы измерения давления воздуха. Барическая ступень и градиент. Барометрическая формула Лапласа. Приборы для измерения атмосферного давления, его изменчивость и влияние на погоду, приведение к уровню моря с помощью таблиц. Плотность воздуха.

контрольная работа [45,3 K], добавлен 04.11.2014

Е Давление насыщенных паровсли сосуд с жидкостью плотно закрыть, то сначала количество жидкости уменьшится, а затем будет оставаться постоянным. При неизменной температуре система жидкость — пар придет в состояние теплового равновесия и будет находиться в нем сколь угодно долго. Одновременно с процессом испарения происходит и конденсация, оба процесса в среднем компенсируют друг друга.

В первый момент, после того как жидкость нальют в сосуд и закроют его, жидкость будет испаряться и плотность пара над ней будет увеличиваться. Однако одновременно с этим будет расти и число молекул, возвращающихся в жидкость. Чем больше плотность пара, тем большее число его молекул возвращается в жидкость. В результате в закрытом сосуде при постоянной температуре установится динамическое (подвижное) равновесие между жидкостью и паром, т. е. число молекул, покидающих поверхность жидкости за некоторый промежуток времени, будет равно в среднем числу молекул пара, возвратившихся за то же время в жидкость.

Пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью, называют насыщенным паром. Это определение подчеркивает, что в данном объеме при данной температуре не может находиться большее количество пара.

Давление насыщенного пара.

Что будет происходить с насыщенным паром, если уменьшить занимаемый им объем? Например, если сжимать пар, находящийся в равновесии с жидкостью в цилиндре под поршнем, поддерживая температуру содержимого цилиндра постоянной.

При сжатии пара равновесие начнет нарушаться. Плотность пара в первый момент немного увеличится, и из газа в жидкость начнет переходить большее число молекул, чем из жидкости в газ. Ведь число молекул, покидающих жидкость в единицу времени, зависит только от температуры, и сжатие пара это число не меняет. Процесс продолжается до тех пор, пока вновь не установится динамическое равновесие и плотность пара, а значит, и концентрация его молекул не примут прежних своих значений. Следовательно, концентрация молекул насыщенного пара при постоянной температуре не зависит от его объема.

Так как давление пропорционально концентрации молекул (p=nkT), то из этого определения следует, что давление насыщенного пара не зависит от занимаемого им объема.

Давление pн.п. пара, при котором жидкость находится в равновесии со своим паром, называют давлением насыщенного пара.

Зависимость давления насыщенного пара от температуры

Состояние насыщенного пара, как показывает опыт, приближенно описывается уравнением состояния идеального газа. а его давление определяется формулой

С ростом температуры давление растет. Так как давление насыщенного пара не зависит от объема, то, следовательно, оно зависит только от температуры.

Давление насыщенных паров Однако зависимость рн.п. от Т, найденная экспериментально, не является прямо пропорциональной, как у идеального газа при постоянном объеме. С увеличением температуры давление реального насыщенного пара растет быстрее. чем давление идеального газа (рис. участок кривой 12). Почему это происходит?

При нагревании жидкости в закрытом сосуде часть жидкости превращается в пар. В результате согласно формуле Р = nкТ давление насыщенного пара растет не только вследствие повышения температуры жидкости, но и вследствие увеличения концентрации молекул (плотности) пара. В основном увеличение давления при повышении температуры определяется именно увеличением концентрации.

(Главное различие в поведении идеального газа и насыщенного пара состоит в том, что при изменении температуры пара в закрытом сосуде (или при изменении объема при постоянной температуре) меняется масса пара. Жидкость частично превращается в пар, или, напротив, пар частично конденсируется. С идеальным газом ничего подобного не происходит.)

Когда вся жидкость испарится, пар при дальнейшем нагревании перестанет быть насыщенным и его давление при постоянном объеме будет возрастать прямо пропорционально абсолютной температуре (см. рис. участок кривой 23).

Кипение – это интенсивный переход вещества из жидкого состояния в газообразное, происходящее по всему объему жидкости ( а не только с ее поверхности). (Конденсация – обратный процесс.)

По мере увеличения температуры жидкости интенсивность испарения увеличивается. Наконец, жидкость начинает кипеть. При кипении по всему объему жидкости образуются быстро растущие пузырьки пара, которые всплывают на поверхность. Температура кипения жидкости остается постоянной. Это происходит потому, что вся подводимая к жидкости энергия расходуется на превращение ее в пар.

При каких условиях начинается кипение?

Давление насыщенных паров В жидкости всегда присутствуют растворенные газы, выделяющиеся на дне и стенках сосуда, а также на взвешенных в жидкости пылинках, которые являются центрами парообразования. Пары жидкости, находящиеся внутри пузырьков, являются насыщенными. С увеличением температуры давление насыщенных паров возрастает и пузырьки увеличиваются в размерах. Под действием выталкивающей силы они всплывают вверх. Если верхние слои жидкости имеют более низкую температуру, то в этих слоях происходит конденсация пара в пузырьках. Давление стремительно падает, и пузырьки захлопываются. Захлопывание происходит настолько быстро, что стенки пузырька, сталкиваясь, производят нечто вроде взрыва. Множество таких микровзрывов создает характерный шум. Когда жидкость достаточно прогреется, пузырьки перестанут захлопываться и всплывут на поверхность. Жидкость закипит. Понаблюдайте внимательно за чайником на плите. Вы обнаружите, что перед закипанием он почти перестает шуметь.

Зависимость давления насыщенного пара от температуры объясняет, почему температура кипения жидкости зависит от давления на ее поверхность. Пузырек пара может расти, когда давление насыщенного пара внутри него немного превосходит давление в жидкости, которое складывается из давления воздуха на поверхность жидкости (внешнее давление) и гидростатического давления столба жидкости .

Кипение начинается при температуре, при которой давление насыщенного пара в пузырьках сравнивается с давлением в жидкости.

Чем больше внешнее давление, тем выше температура кипения.

И наоборот, уменьшая внешнее давление, мы тем самым понижаем температуру кипения. Откачивая насосом воздух и пары воды из колбы, можно заставить воду кипеть при комнатной температуре.

У каждой жидкости своя температура кипения (которая остается постоянной, пока вся жидкость не выкипит), которая зависит от давления ее насыщенного пара. Чем выше давление насыщенного пара, тем ниже температура кипения жидкости.

Удельная теплота парообразования.

Кипение происходит с поглощением теплоты.

Большая часть подводимой теплоты расходуется на разрыв связей между частицами вещества, остальная часть — на работу, совершаемую при расширении пара.

В результате энергия взаимодействия между частицами пара становится больше, чем между частицами жидкости, поэтому внутренняя энергия пара больше, чем внутренняя энергия жидкости при той же температуре.

Количество теплоты, необходимое для перевода жидкости в пар в процессе кипения можно расчитать по формуле:

где m — масса жидкости (кг),

L — удельная теплота парообразования (Дж/кг)

Удельная теплота парообразования показывает, какое количество теплоты необходимо, чтобы превратитъ в пар 1 кг данного вещества при температуре кипения. Единица удельной теплоты парообразования в системе СИ:

Влажность воздуха и ее измерение.

В окружающем нас воздухе практически всегда находится некоторое количество водяных паров. Влажность воздуха зависит от количества водяного пара, содержащегося в нем.

Сырой воздух содержит больший процент молекул воды, чем сухой.

Большое значение имеет относительная влажность воздуха, сообщения о которой каждый день звучат в сводках метеопрогноза.

О Давление насыщенных паров Давление насыщенных паровтносительная влажность — это отношение плотности водяного пара, содержащегося в воздухе, к плотности насыщенного пара при данной температуре, выраженное в процентах. (показывает, насколько водяной пар в воздухе близок к насыщению)

Сухость или влажность воздуха зависит от того, насколько близок его водяной пар к насыщению.

Если влажный воздух охлаждать, то находящийся в нем пар можно довести до насыщения, и далее он будет конденсироваться.

Признаком того, что пар насытился является появление первых капель сконденсировавшейся жидкости — росы.

Температура, при которой пар, находящийся в воздухе, становится насыщенным, называется точкой росы.

Точка росы также характеризует влажность воздуха.

Примеры: выпадение росы под утро, запотевание холодного стекла, если на него подышать, образование капли воды на холодной водопроводной трубе, сырость в подвалах домов.

Для измерения влажности воздуха используют измерительные приборы — гигрометры. Существуют несколько видов гигрометров, но основные: волосной и психрометрический. Так как непосредственно измерить давление водяных паров в воздухе сложно, относительную влажность воздуха измеряют косвенным путем.

Известно, что от относительной влажности воздуха зависит скорость испарения. Чем меньше влажность воздуха, тем легче влаге испаряться.

В Давление насыщенных паров психрометре есть два термометра. Один — обычный, его называют сухим. Он измеряет температуру окружающего воздуха. Колба другого термометра обмотана тканевым фитилем и опущена в емкость с водой. Второй термометр показывает не температуру воздуха, а температуру влажного фитиля, отсюда и название увлажненный термометр. Чем меньше влажность воздуха, тем интенсивнее испаряется влага из фитиля, тем большее количество теплоты в единицу времени отводится от увлажненного термометра, тем меньше его показания, следовательно, тем больше разность показаний сухого и увлажненного термометров.

Определив разность показаний сухого и увлажненного термометров, по специальной таблице, расположенной на психрометре, находят значение относительной влажности.

Давление насыщенных паров

Добавить комментарий

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