ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Пикнометрический способ определения плотности.

Лабораторная работа №1

Определение плотности нефтепродуктов (ГОСТ 3900-47)

Цель работы: определить с помощью ареометра, гидростатических весов и пикнометра плотность нефтепродуктов при комнатной температуре и привести эти значения к стандартным.

Теоретические сведения

Плотностью называется масса вещества, заключенная в единице объема:

ρ= М/V

где М – масса вещества; V – объем вещества.

В практике часто пользуются величиной относительной плотности, равной отношению плотности нефтепродуктов при температуре замера к плотности воды при температуре 4⁰ С и нормальном атмосферном давлении. Так как плотность воды при 4⁰ С равна 1кг/м³, то относительная плотность нефтепродукта численно равна его плотности и обозначается ρ^t₄ / t – температура, при которой определяется плотность.

Следовательно, плотность зависит от температуры. Поэтому чтобы получить соизмеримые величины, плотность, замеренную при какой бы то ни было температуре, приводит к плотности при 20⁰С по следующей формуле:

ρ ²⁰₄ = ρ^t₄ + ɣ(t - 20),

где ρ ²⁰₄ – плотность нефтепродуктов при 20⁰С ; ρ^t_t - плотность нефтепродуктов при температуре замера; ɣ - температурная поправка к плотности; t – температура топлива в момент определения плотности.

Температурная поправка / ɣ / приведена в таблицах или может быть определена по формуле:

ɣ = |18,31 – 13,23 ρ ²⁰₄ |10^-4.

Плотность нефтепродуктов зависит также от давления: с увеличением давления она возрастает. Так, при увеличении давления до 100 кг/см² плотность в среднем возрастает в среднем на (2-3)%.

Плотность нефтепродуктов является важным показателем при определении часового расхода и настройке топливорегулирующей температуры. Поэтому она влияет на дальность и продолжительность полета. Например, при замене топлива Т-1 /ρ ²⁰₄ = 0,800/ на топливо Т-2 /ρ ^t₄ = 0,755/ дальность полета уменьшается приблизительно на 6%.

Плотность нефтепродуктов – это контрольный показатель, т.е. она должна быть не больше или не менее установленной стандартом величины для керосинов, бензинов, масел и жидкостей.

Подготовка к испытанию.

Перед началом испытания выдерживают нефтепродукт, измерительные приборы и мерный цилиндр при одной температуре не менее 15-20 мин для того, чтобы приняли температуру окружающей среды. Температура исследуемого нефтепродукта не должна отличаться от температуры окружающей среды более чем на 5⁰С.

Проведение испытаний.

Для определения плотности существуют несколько методов. Согласно ГОСТ 3900 – 47. Принято три способа определения плотности: ареометрический, весовой, пикнометрический.

Ареометрический способ.

Рис.1

Ареометр представляет собой стеклянный цилиндрический сосуд, внутрь которого вмонтирован балластный груз, шкала для отсчета плотности и термометр для замера температуры нефтепродукта (рис 1).

Форма ареометра строго симметрична относительно его вертикальной оси. Каждый ареометр рассчитан на измерение плотности в узком диапазоне. Следовательно, для замера плотностей различных нефтепродуктов необходимо иметь набор ареометров с
пределами измерения 0,69-1,00.

Измерительный цилиндр емкостью 250 – 300 мл, диаметром 8 см устанавливают на прочную подставку и заливают в него испытуемый нефтепродукт. Осторожно опускают в нефтепродукт чистый сухой ареометр, держа его за верхнюю ножку. После погружения ожидают, пока он не займет положения равновесия. Затем отсчитывают значения плотности / ρ ^t₄ / при температуре замера по верхней шкале ареометра и температуру – по термометру, вмонтированному в ареометр. Зная плотности нефтепродукта при температуре замера /ρ ^t₄ /, определяем значение плотности при температуре 20⁰С по формуле

ρ ²⁰₄ = ρ^t₄ + ɣ(t - 20).

Ареометром рекомендуется измерять плотность нефтепродуктов вязкостью не выше 200 сСт при 50⁰С. Более вязкие нефтепродукты необходимо разбавлять равным объемом керосина. Полученную смесь перемешивают до тех пор, пока она не станет совершенно однородной и не будет выделять осадка. После этого смесь переливают в измерительный цилиндр для замера плотности. Зная плотность смеси ρ и плотность керосина ρ₂, которым разбавляют вязкий нефтепродукт, легко определяют плотность нефтепродукта ρ₁:

ρ_{1 =} 2 ρ – ρ₂.

Второй способ.

Метод определения плотности нефтепродуктов гидростатическими весами основан на уравновешивании выталкивающей силы, действующей на специальный поплавок, погруженный в нефтепродукт /рис. 2/.

Рис.2

Перед испытанием весы с подвешенным поплавком уравновешивают на воздухе с помощью регулировочных винтов. Нефтепродукт готовят по описанной выше методике. Затем в стеклянный цилиндр наливают нефтепродукт до тех пор, пока в него не погрузится поплавок и около 15 мм проволоки, на которой он подвешен. При этом равновесие нарушается и плечо с поплавком поднимается. С помощью разновесов а, б, в и г уравновешивают весы. Затем отсчитывают температуру нефтепродукта по термометру, вмонтированному в поплавок, и значение плотности ρ¹ записывают, начиная с гири а. Так как взвешивание производится в воздухе, а не в безвоздушном пространстве, то отсчитанная плотность будет приблизительной. Она называется “видимой”. “Видимую” плотность ρ¹ пересчитывают в действительную ρ^t₄ по формуле:

ρ^t₄ = 0,99703 ρ¹ + 0,0012.

где 0,99703 – значение плотности воды при 20⁰С; 0,0012 – значение плотности воздуха при 20⁰С и давлении 760 мм рт. ст.

Далее значения действительной плотности ρ^t₄ пересчитывают по формуле, приведенной выше в значение приведенной плотности ρ ²⁰₄.

Пикнометрический способ определения плотности.

Пикнометрический способ – один из самых точных и универсальных способов определения плотности нефтепродуктов.

Рис.2. Пикнометр

Преимуществом этого способа является то обстоятельство, что для определения плотности требуется очень мало нефтепродукта (1 – 20 мл), в то время как для определения плотности ареометрическим способом необходимо иметь около 0,5 л продукта, а при определении весовым способом – около 100 мл.

Пикнометрический способ определения плотности основан на измерении массы определенного объема нефтепродукта, которую относят к массе воды, взятой в том же объеме и при той же температуре. Точность его может быть доведена до 0,0001, причем при помощи пикнометров можно определять плотность любых нефтепродуктов, начиная от легких бензиновых фракций и кончая твердыми битумами.

Единственный недостаток этого способа – сравнительно большая длительность определения, что, однако, не снижает его основного достоинства – высокой точности.

Плотность нефтепродуктов определяется пикнометром при t = 20⁰С. Применяются пикнометры (рис. 3) с меткой и капиллярным отверстием. Емкость пикнометра может быть 5, 10, 25 мл. Предварительно определяют “водное число” пикнометра, т.е. массу воды в объеме пикрометра при 20⁰С. Сухой и чистый пикнометр взвешенный с точностью до 0,0002 г, наполняют с помощью пипетки испытуемым нефтепродуктом немного выше метки и выдерживают в термостате или бане при температуре 20⁰С, пока уровень мениска не перестанет изменяться. Избыток жидкости отбирают фильтрованной бумагой, свернутой в трубочку, и уровень в пикнометре устанавливают по верхнему краю мениска. После этого пикнометр тщательно вытирают и взвешивают с точностью до 0,0002 г.

“Видимую” плотность ρ¹, определенную пикнометром, вычисляют по формуле:

ρ¹ = (м₃ – м₁) : м.

где м₃ – масса пикнометра с испытуемой жидкостью; м₁ – масса пустого пикнометра; м – водяное число пикнометра (масса воды в объеме пикнометра при 20⁰С).

“Видимую” плотность ρ¹ пересчитывают в плотность ρ^t₄ по формуле:

ρ^t₄ = (0,99823 - 0,0012) ρ¹ + 0,0012.

Водное число пикнометра определяют так же, как указано выше, наполнив пикнометр дистиллированной водой:

м = м₂ – м₁.

где м₂ – вес пикнометра с водой.

Содержание отчета.

Отчет должен содержать:

1. Цель работы.

2. Теоретические сведения.

3. Порядок ведения работы.

4. Схемы приборов.

5. Результаты и выводы по проведенным экспериментам.