Тарасов А.В., Степанова И.В. Определение плотности жидкостей. Методические указания к лабораторной работе. 2006 - файл n1.doc

Тарасов А.В., Степанова И.В. Определение плотности жидкостей. Методические указания к лабораторной работе. 2006
скачать (98.3 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc541kb.03.05.2010 16:37скачать

n1.doc

  1   2   3   4   5   6   7   8



Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ПЕТЕРБУРГСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

МИНИСТЕРСТВА ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ»

Кафедра «Инженерная химия и естествознание»

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ЖИДКОСТЕЙ


Методические указания

к лабораторной работе

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2006



Изложены понятия плотности материалов и ее значения для технологических процессов в промышленности и различных отраслях хозяйственной деятельности, в том числе при транспортных операциях с наливными грузами. Описана методика измерения плотности жидкостей с помощью ареометра и расчет динамической вязкости с использованием полученных данных и данных по кинематической вязкости для данной жидкости.


Методические указания разработали канд. хим. наук А. В. Тарасов и канд. техн. наук И. В. Степанова.


Рецензент канд. хим. наук Н. П. Чибисов.
Цель работы - ознакомление с понятием плотности материалов и ее значением для технологических процессов в промышленности; экспериментальное определение плотности различных жидкостей ареометром и расчет динамической вязкости.
1. ПРЕДИСЛОВИЕ

Плотность является одной из важнейших физико-химических характеристик вещества или материала.

Плотность представляет собой массу (в граммах, килограммах или тоннах) единицы объема (1дм3, 1см3, или 1м3) вещества1. Следовательно, размерность плотности [Масса·Объем-1]. Поскольку плотность вещества d изменяется с температурой, необходимо указывать температуру, при которой она измеряется. Например, указывают d20, если температура измерения равна 20 °С.

Не следует смешивать плотность с удельным весом, размерность которого [Вес·Объем-1], то есть [Сила·Объем-1].

Часто пользуются понятием относительной плотности, которая представляет собой отношение плотности двух жидкостей при 20°С и обозначается d204, то есть (в данном случае) по отношению к плотноти воды при 4°С, принятой за единицу. Относительную плотность нефтей и нефтепродуктов при других температурах можно определить по формуле:

dt2 = dt1a(t2t1),

где dt2 и dt1 – плотности при температурах t2 и t1 (t2 > t1);

а – средняя температурная поправка плотности на 1°С.

Плотность нефти зависит от многих факторов: химической природы входящих в ее состав веществ, фракционного состава, количества смолистых веществ, количества растворенных газов и др. Поэтому в ГОСТах на реактивные топлива, керосин, некоторые бензины она является нормируемым показателем. Плотность нефти зависит и от глубины залегания, как правило, уменьшаясь с увеличением глубины залегания. Исключение из этого правила объясняют вторичными явлениями, например миграцией легких нефтей в более высокие горизонты залегания.

Используется и понятие приведенной плотности ?, равной отношению плотности d в данном состоянии к плотности dкр, его в критическом состоянии2: . Приведенная плотность играет важную роль в теории соответственных состояний3.

Плотность веществ обычно уменьшается с ростом температуры (из-за теплового расширения тел; исключение составляют некоторые немногие тела, например вода, чугун) и увеличивается с повышением давления. При переходе тел из одного агрегатного состояния в другое плотность изменяется скачкообразно.

Определение плотности производят с помощью приборов, называемых плотномерами. По принципу действия и конструкционным особенностям плотномеры подразделяются на

несколько типов: весовые (например, пикнометр), статические (например, ареометр) и динамические (например, эффузиометр). По исполнению плотномеры могут быть поплавковыми, пьезоэлектрическими, радиоизотопными, вибрационными, ультразвуковыми.

Совокупность методов измерения относительной плотности жидких и твердых тел называют денсиметрией (от латинского densus – плотный, густой и греческого metrėц – измеряю).

При расчетах используют так называемую среднюю плотность тела d, определяемую отношением его массы m к объему V, то есть

, а также другими соотношениями.

Плотность имеет большое значение при транспортных операциях с различными грузами, в том числе и с опасными. Важно знать какой объем будет занимать определенная масса груза и, в связи с этим, рассчитываются вместимость тары и упаковки, учитывается грузоподъемность транспорта. Плотность связана с химическим составом и строением вещества или материала, а также с другими важными физико-химическими характеристиками – вязкостью и текучестью (текучесть представляет собой величину, обратную вязкости). Последние в значительной степени определяют условия налива и перекачки жидкостей в соответствующие емкости. Поскольку плотность топлив и смазочных материалов зависит от температуры, актуальным является их использование в различных климатических условиях.

В технологии получения и производства сырья, продуктов нефтепереработки и нефтехимии часто пользуются данными технического и химического анализов, которые позволяют определить физические, химические и эксплуатационные свойства нефтепродуктов. Плотность при этом может служить самостоятельной характеристикой, а также может быть использована для определения

удельной рефракции4, характеристического фактора5. В сочетании с другими показателями (коэффициент преломления, молекулярная масса) плотность используется для определения углеводородного или структурно-группового состава нефтяных фракций.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ

ЖИДКОСТИ АРЕОМЕТРОМ
Сущность используемого метода заключается в погружении ареометра в испытуемую жидкость, снятии показаний по шкале ареометра при температуре определения и пересчете результатов на плотность при температуре 20°С или другой заданной температуре. Метод применяется для определения плотности нефтепродуктов ареометром для нефти по ГОСТ 18481-81. Допускается применять аналогичные ареометры, отградуированные по нижнему мениску.

Для определения температуры испытания применяют термометры стеклянные ртутные типа ТЛ-4 №4 по ТУ 25-202-003-88 или термометры стеклянные для испытаний нефтепродуктов типа ТИН-5 по ГОСТ 400-80 при использовании ареометров типа АН. Термометр должен быть калиброван на полное погружение.

Проведение определения плотности

В зависимости от характера нефтепродукта определение температуры испытания проводят в соответствии с табл.1.


Таблица 1
  1   2   3   4   5   6   7   8


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации