Определение плотности жидкости

Для того, чтобы установить вес жидкости в цистерне в килограммах, необходимо знать, кроме объема, также плотность продукта.

Плотностью жидкости называется ее масса, заключенная в единице объема. Размерность г/см³ или кг/дм³. Нормальной принято считать плотность нефтепродукта при температуре 20°С. Эта плотность численно равна удельному весу жидкости, отнесенному к удельному весу воды при 4°С. Численное значение плотности при любой температуре продукта одновременно равно весу 1 дм³ (литра) этого продукта (в кг) при температуре измерения.

Плотность жидкого продукта определяется специальным прибором— денсиметром. Денсиметр (рис.3.3) представляет собой запаянную с обеих сторон трубку 1, уширенную книзу. В верхней узкой части помещена шкала денсиметра. Каждое деление шкалы 2 соответствует 0,0005 единицы плотности. В уширенной части прибора может быть помещен термометр со шкалой 3, а в самом низу в специальной камере помещается балласт (дробь).

Рис.3.3	Рис.3.4

Продукт для определения плотности наливается в прозрачный цилиндрический сосуд, высота которого должна быть больше длины денсиметра. Денсиметр погружают в жидкость плавно и строго вертикально, держа его за верхний конец.

После того как денсиметр установится и прекратятся его колебания, производится отсчет по верхнему краю 2 (рис.3.4) мениска, то есть по границе смачиваемости трубки 1 денсиметра.

При отсчете глаз наблюдающего должен находиться на уровне мениска. Показание по денсиметру отсчитывается с точностью до одного наименьшего деления (0,0005 единицы плотности).

Одновременно с замером плотности определяют температуру продукта по термометру денсиметра или отдельному термометру.

Температуру продукта измеряют во всех случаях непосредственно у цистерны одновременно с определением высоты налива.

Если имеются паспортные данные о плотности нефтепродукта при 20°С, можно определить его фактическую плотность при данной температуре и без денсиметра — при помощи приведенной в приложении таблицы П.2.1 средних температурных поправок плотности нефтепродуктов.

Для выполнения упражнения расчеты следует проводить в следующем порядке.

1. Определить разность температур.

Как уже указывалось, за нормальную плотность принята плотность продукта при 20°С, поэтому разность температур:

, (3.1)

где – разность температур, °С;

– температура во время замера на станции назначения, °С.

2. Определить температурную поправку.

Зная паспортную плотность нефтепродукта r, по табл.П.2.1 средних температурных поправок определяем поправку (r₁) на 1°С.

С учетом разности температур определяем, на какую величину плотность нефтепродукта отличается от паспортной

, (3.2)

где Dr – температурная поправка, г/см³.

3. Определить плотность нефтепродукта в момент замера, т.е. на станции назначения.

При понижении температуры плотность продукта увеличивается, при повышении температуры плотность уменьшается.

Если температура на станции назначения во время замера ниже, чем 20°С, плотность нефтепродукта увеличивается:

. (3.3)

Если температура на станции назначения во время замера выше, чем 20°С, плотность нефтепродукта уменьшается:

, (3.4)

где r – паспортная плотность нефтепродукта, г/см³;

- плотность продукта на станции назначения при температуре замера, г/см³.

4. Определить объем груза (V) на станции назначения.

По замеренной высоте налива в сантиметрах определить по таблице калибровки цистерн [9] для данного типа цистерны объем продукта в ней в кубических дециметрах (литрах).

5. Определить массу продукта в цистерне:

, (3.5)

где – масса груза на станции назначения, кг;

V - объем груза в цистерне, соответствующий замеру высоты нефтепродукта на станции назначения, определенный по таблице калибровки цистерн, дм³.

6. Определить нормативные потери нефтепродукта, кг:

, (3.6)

где – масса груза, определенная на станции отправления (масса груза по документам), кг;

j – норма естественной убыли нефтепродукта, %.

7. Определить массу груза на станции назначения с учетом нормативных потерь нефтепродукта, кг:

(3.7)

где – масса груза на станции назначения с учетом нормативных потерь, кг.

8. Определить сверхнормативные потери (избыток) нефтепродукта.

Если масса груза по документам с учетом нормативных потерь больше определенной на станции назначения расчетным путем, будут иметь место сверхнормативные потери нефтепродукта.

(3.8)

Если масса груза по документам с учетом нормативных потерь меньше определенной на станции назначения расчетным путем, будет иметь место избыток нефтепродукта

(3.9)

где П – сверхнормативные потери нефтепродукта, кг;

И – избыток нефтепродукта, кг.

Пример 1.

Перевозится керосин с плотностью по паспорту r = 0,8 г/см³ (кг/дм³, т/м³ ) при 20°С. Температура воздуха на станции назначения в момент замера 27°С. Высота замера керосина в цистерне 284 см. Перевозка осуществляется в цистерне типа 72. Норма естественной убыли керосина j = 0,02 %. Масса груза по документам = 57500 кг.

1. Определяем разность температур.

= = 7С

2. Определяем температурную поправку.

По таблице П.2.1 температурных поправок находим, что плотности r = 0,8 г/см³ соответствует температурная поправка на 1°С ₁ = 0,000765 г/см³.

= 0,000765 • 7 = 0,005355 г/см³

3. Определяем плотность нефтепродукта в момент замера, т.е. на станции назначения.

Так как температура в момент замера выше 20°С, плотность нефтепродукта уменьшится, следовательно

0,79465 г/см³

4. Определяем объем груза на станции назначения.

По замеренной высоте налива в сантиметрах определяем по таблице калибровки для данного типа 72 цистерны объем продукта в ней в кубических дециметрах (литрах). Высоте замера 284 см соответствует объем V = 70622 дм³.

5. Определяем массу керосина в цистерне.

= 0,79465 • 70622 = 56119,772 кг

6. Определяем нормативные потери керосина при норме естественной убыли j = 0,02%.

7. Определяем массу груза на станции назначения с учетом нормативных потерь нефтепродукта.

8. Определяем сверхнормативные потери нефтепродукта.

Масса груза по документам с учетом нормативных потерь больше определенной на станции назначения расчетным путем, следовательно будут иметь место сверхнормативные потери керосина.

Сверхнормативные потери керосина составили 1368,728 кг.