Лабораторная работа № 2. Определение плотности нефтепродуктов
Цель работы: научиться определять плотность нефтепродуктов ареометром и анализировать их плотностно - температурные характеристики.
Теоретическая часть.
Важной характеристикой жидкости является плотность.
Учёт нефтепродуктов на нефтебазах, складах ГСМ автохозяйств, базах механизации и АЗС, а также оптовая закупка и перевозка ГСМ производится в массовых единицах, т.е. приход осуществляется в массовых единицах (кг, т), а расход учитывается в объёмных единицах (литрах, м3). Следовательно, система учёта и отчётности, а также расчёты при составлении заявок на снабжение должны предусматривать перевод количеств из массовых единиц в объёмные и обратно. Кроме того, контроль наличия остатков топлив в ёмкостях АЗС, розничная продажа и отпуск их при заправке баков транспортных средств, нормы их расхода устанавливаются и производятся также в объёмных единицах, т.е. в литрах и м3.
В силу этого необходимо производить пересчёт из массовых единиц в объёмные и обратно, для чего нужно знать плотности получаемых и выдаваемых нефтепродуктов.
Плотность жидкости – это масса единицы объёма при заданной температуре. Плотность нефтяных топлив линейно возрастает с уменьшением температуры. Плотность измеряется в соответствие с системой СИ в кг/м3, однако на практике до сих пор используют внесистемные единицы плотности – г/см3, кг/л. Связь между ними:
1Г/см3 = 1КГ/л = 1000 кг/м3.
На практике зачастую используют понятие «относительная плотность», которая представляет собой отношение массы нефтепродукта при температуре её определения к массе воды при температуре + 4ºС, взятой в том же объёме, т.к. масса 1л воды при
t = + 4ºС составляет 1 кг.
Например, 1л бензина при + 20ºС имеет массу
730г., а 1 литр воды при t =
+4ºС имеет массу 1000 г. Тогда относительная
плотность указанного бензина,
.Относительную
плотность в РФ принято выражать величиной,
относящейся к нормальной температуре
(+ 20ºС).
Плотность бензинов и дизельного топлива на практике не нормируется. По ней можно только ориентировочно судить о сорте топлива: бензины, керосины, дизельное топливо и т.д., так как зачастую различные топлива имеют одинаковую плотность.
(Для различных марок бензина
).
Если известна плотность
при другой температуре t,
то по её значению величины можно найти
плотность при 20ºС:
,
(1)
где
- относительная плотность жидкости при
20ºС и заданных условиях соответственно;
у – средняя температурная поправка плотности, которая берется по таблице 1 в графе соответствующей плотности;
t – температура испытания.
Средние температурные поправки к плотности нефтепродуктов.
Таблица 1
Плотность, г/см3 |
Температурная поправка на 1˚С |
Плотность, г/см3 |
Температурная поправка на 1˚С |
0,6900 – 0,6999 |
0,000910 |
0,8200 – 0,8299 |
0,000738 |
0,7000 – 0,7099 |
0,000897 |
0,8300 – 0,8399 |
0,000725 |
0,7100 – 0,7199 |
0,000884 |
0,8400 – 0,8499 |
0,000712 |
0,7200 – 0,7299 |
0,000870 |
0,8500 – 0,8599 |
0,000699 |
0,7300 – 0,7399 |
0,000857 |
0,8600 – 0,8699 |
0,000686 |
0,7400 – 0,7499 |
0,000844 |
0,8700 – 0,8799 |
0,000673 |
0,7500 – 0,7599 |
0,000831 |
0,8800 – 0,8899 |
0,000660 |
0,7600 – 0,7699 |
0,000818 |
0,8900 – 0,8999 |
0,000647 |
0,7700 – 0,7799 |
0,000805 |
0,9000 – 0,9099 |
0,000633 |
0,7800 – 0,7899 |
0,000792 |
0,9100 – 0,9199 |
0,000620 |
0,7900 – 0,7999 |
0,000778 |
0,9200 – 0,9299 |
0,000607 |
0,8000 – 0,8099 |
0,000765 |
0,9300 – 0,9399 |
0,000594 |
0,8100 – 0,8199 |
0,000752 |
0,9400 – 0,9499 |
0,000581 |
Температурная зависимость плотности нефтепродуктов ярче (наиболее выражено) проявляется у легких топлив (с меньшим значением плотности при той же температуре). Увеличение плотности топлива при уменьшении температуры вызывает увеличение массового расхода топлива при объемном дозировании*. Так, например, топливный насос дизеля дозирует количество впрыскиваемого топлива по объему, т.е. при снижении температуры масса топлива, впрыскиваемого форсункой, возрастает пропорционально увеличению плотности топлива. В ДВС с принудительным воспламенением топливодозирующие устройства карбюратора – жиклеры – дозируют также объемный расход топлива. Таким образом, и в этом случае увеличивается массовый расход топлива. Для измерения плотности жидкости используют ареометры (нефтеденсиметры), применение которых основано на законе Архимеда, согласно которому на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, направленная вертикально вверх и равная весу вытесненной жидкости в объеме погруженной части тела.
Ареометр представляет собой стеклянный цилиндрический корпус, который в верхней части заканчивается запаянным стержнем с помещенной внутри градуировочной шкалой плотности, а в нижней части камерой, заполненной балластом из свинцовой дроби (рис.1).
Рис.1. Прибор для определения плотности бензина
1- нефтеденсиметр (ареометр); 2- мерный цилиндр; 3- топливо
Как правило, в ареометр встраивают термометр, что позволяет одновременно с измерением плотности определить и температуру нефтепродукта, при этом ртутный шарик термометра одновременно является балластом. За счет балласта и симметричной формы ареометр всегда находится в жидкости в вертикальном положении. Современные ареометры выпускаются по ГОСТ 18481 – 81, который регламентирует их форму, типы, размеры, погрешности. Основные характеристики ареометров приведены в таблице 2.
Техническая характеристика ареометров.
Таблица 2
Тип ареометра |
Число приборов в наборе, шт. |
Диапазон показаний прибора, кг/м3 |
Диапазон измерения плотности, кг/м3 |
Границы допустимой погрешности кг/м3 |
Диапазон измерения температуры, ºС |
Границы допустимой погрешности ºС |
АНТ-1 |
7 |
60 |
650…1070 |
± 0,5 |
– 20…+ 45 |
± 0,5 |
АНТ-2 |
5 |
80 |
670…1070 |
± 0,5 |
– 20…+ 35 |
± 0,5 |
АН |
14 |
30 |
650…1070 |
± 0,5 |
- |
- |