11. Плотность жидкого груза.

Плотностью (р) называется масса вещества в единице объема. За единицу плотности принят килограмм на кубический метр (кг/м³). В эксплуатационной практике часто используют единицу тонна на кубометр (т/м³).

Плотность жидкости р определяется в соответствии с ГОСТами (для нефтегрузов — ГОСТ 3900 — 47) при помощи ареометров, гидростатических весов или пикнометра.

Плотность жидкости зависит от температуры, поэтому к обозначению плотности вверху добавляется числовой индекс, указывающий температуру, при которой плотность определялась, например р¹². В целях стандартизации товаров и получения сравнимых величин плотность жидких грузов приводят к стандартной, т. е. соответствующей плотности при стандартной температуре 20° С (р²⁰).

Пересчет плотности нефтепродуктов при изменении температуры производится по формуле

ρⁱ= ρ ^t+Δ(t-i)

где Δ — средняя температурная поправка, кг/м³ • град;

t — температура, при которой плотность нефтепродукта известна, ⁰ С;

i — температура, для которой плотность вычисляется, °С.

Относительной плотностью называется отношение массы вещества в определенном объеме к массе стандартного вещества в том же объеме (или отношение плотности данного вещества при определенных условиях к плотности стандартного вещества), т. е.

В нижней части обозначения относительной плотности ставится индекс, обозначающий температуру стандартного вещества, например d₄. В качестве стандартного вещества для жидкостей обычно принимается вода, а для газов — воздух. В практике нефтеперевозок относительную плотность нефтепродукта называют «удельным весом», что неправильно. Для определения количества (массы) груза необходимо знать плотность нефтепродукта, а для определения плотности значение относительной плотности (удельного веса) нужно умножить на величину стандартной плотности воды:

ρ ^t= d ^t ρ_ст

В РФ стандартной является плотность воды при температуре 4° С, равная 1000 кг/м³, поэтому относительная плотность (удельный вес) нефтепродукта численно равна истинной плотности

d ^t₄= ρ ^t ,

т. е. не требует пересчетов по предыдущей формуле.

Иногда приходится встречаться с удельным весом жидкости, отнесенным к плотности воды при температуре 15° С, 20° С, 60° F, т. е. d₁₅, d₂₀ и d_eo. Пересчет значения удельного веса в плотность в этом случае осуществляется по формулам:

ρ ²⁰= d ²⁰₄=1,00564 d ¹⁵₁₅ –0,00908

В Англии стандартным считается удельный вес при 60° F (15,6°C)_t который пересчитывается в плотность по формуле

ρ ²⁰= d ²⁰₄=1,00477 d ⁶⁰₆₀ –0,00799

В США принята шкала API. Перевод удельного веса по шкале API в р²⁰ производится по формуле

Зная плотность жидкости при заданной температуре, легко определить объем определенной массы вещества или наоборот определить, например, массу нефтепродукта Q по его объему V:

Q=V^t ρ ^t или Q=V^t d ^t₄

Плотность твердых тел определяется гидростатическим взвешиванием или при помощи пикнометра. В эксплуатационной практике плотность твердых веществ используется редко и является лишь вспомогательной величиной, необходимой при расчете коэффициента проницаемости груза, т. е. свободного объема в грузе, который может быть заполнен водой при аварийном затоплении отсека.