APIBRĖŽIMAS

atmosferos oras yra daugelio dujų mišinys. Oras turi sudėtingą sudėtį. Pagrindiniai jo komponentai gali būti suskirstyti į tris grupes: pastovus, kintamasis ir atsitiktinis. Pirmiesiems priskiriamas deguonis (deguonies kiekis ore yra apie 21 tūrio%), azotas (apie 86%) ir vadinamosios inertinės dujos (apie 1%).

Turinys sudedamosios dalys beveik nepriklausoma nuo to, kur pasaulis buvo paimtas sauso oro mėginys. Antrajai grupei priklauso anglies dioksidas (0,02 - 0,04%) ir vandens garai (iki 3%). Atsitiktinių sudedamųjų dalių kiekis priklauso nuo vietinių sąlygų: prie metalurgijos gamyklų dažnai pastebimi kiekiai susimaišo su oru. rūgščių dujų, vietose, kur vyksta organinių likučių irimas – amoniakas ir kt. Be įvairių dujų, ore visada yra daugiau ar mažiau dulkių.

Oro tankis yra vertė, lygi dujų masei Žemės atmosferoje, padalytai iš tūrio vieneto. Tai priklauso nuo slėgio, temperatūros ir drėgmės. Yra standartinė oro tankio vertė - 1,225 kg / m 3, atitinkanti sauso oro tankį esant 15 o C temperatūrai ir 101330 Pa slėgiui.

Iš patirties žinant litro oro masę normaliomis sąlygomis (1,293 g), galima apskaičiuoti oro molekulinę masę, jei tai būtų atskiros dujos. Kadangi bet kurių dujų gramo molekulė normaliomis sąlygomis užima 22,4 litro tūrį, vidutinė oro molekulinė masė yra

22,4 × 1,293 = 29.

Šį skaičių – 29 – reikėtų atsiminti: jį žinant nesunku apskaičiuoti bet kokių dujų tankį oro atžvilgiu.

Skysto oro tankis

Kai pakankamai atvės, oras patenka į skysta būsena. Skystas oras gana ilgą laiką gali būti laikomas induose su dvigubomis sienelėmis, iš tarp kurių išpumpuojamas oras, kad būtų sumažintas šilumos perdavimas. Panašūs indai naudojami, pavyzdžiui, termosuose.

Įprastomis sąlygomis laisvai garuojantis skystas oras turi apie (-190 o C) temperatūrą. Jo sudėtis yra nestabili, nes azotas išgaruoja lengviau nei deguonis. Pašalinus azotą, skysto oro spalva pasikeičia iš melsvos į šviesiai mėlyną (skysto deguonies spalvą).

Skystame ore etilo alkoholis, dietilo eteris ir daugelis dujų lengvai virsta kieta būsena. Pavyzdžiui, jei anglies dioksidas praleidžiamas per skystą orą, jis virsta baltais dribsniais, panašiais į išvaizda prie sniego. Gyvsidabris, panardintas į skystą orą, tampa kietas ir kalus.

Daugelis skystu oru aušinamų medžiagų labai pakeičia savo savybes. Taip skeveldra ir alavas tampa tokie trapūs, kad lengvai virsta milteliais, švino varpelis aiškiai skamba, o nukritęs ant grindų sustingęs guminis rutulys subyra.

Problemų sprendimo pavyzdžiai

1 PAVYZDYS

2 PAVYZDYS

Užduotis	Nustatykite, kiek kartų sunkesnis už orą vandenilio sulfidas H 2 S.
Sprendimas	Tam tikrų dujų masės ir kitų dujų, paimtų tame pačiame tūryje, toje pačioje temperatūroje ir slėgyje, masės santykis vadinamas santykiniu pirmųjų dujų tankiu antrųjų atžvilgiu. Ši reikšmė parodo, kiek kartų pirmosios dujos yra sunkesnės arba lengvesnės už antrąsias dujas. Santykinė oro molekulinė masė laikoma lygi 29 (atsižvelgiant į azoto, deguonies ir kitų dujų kiekį ore). Reikėtų pažymėti, kad sąvoka „santykinė oro molekulinė masė“ vartojama sąlyginai, nes oras yra dujų mišinys. D oras (H 2 S) = M r (H 2 S) / M r (oras); D oras (H 2 S) = 34/29 = 1,17. M r (H 2 S) = 2 × A r (H) + A r (S) = 2 × 1 + 32 = 2 + 32 = 34.
Atsakymas	Vandenilio sulfidas H 2 S yra 1,17 karto sunkesnis už orą.

Gamtinės dujos yra mišinys angliavandenilių dujos, atsirandantis podirvyje atskirų nuosėdų ir nuosėdų pavidalu, taip pat ištirpusio pavidalo naftos telkiniuose arba vadinamųjų „dujų gaubtelių“ pavidalu. Pagrindiniai fiziniai ir Cheminės savybės gamtinių dujų tai:

Dujų tankis yra medžiagos masė tūrio vienetui - g / cm 3. Praktiniais tikslais naudojamas santykinis dujų tankis oro atžvilgiu, t.y. dujų tankio ir oro tankio santykis. Kitaip tariant, tai yra rodiklis, nurodantis, kiek dujos yra lengvesnės arba sunkesnės už orą:

kur ρ standartinėmis sąlygomis yra 1,293 kg / m 3;

Santykinis metano tankis yra 0,554, etano - 1,05, o propano - 1,55. Štai kodėl buitinės dujos (propanas) nuotėkio atveju kaupiasi namų rūsyje, sudarydamos ten sprogų mišinį.

Degimo šiluma

Degimo šiluma arba kaloringumas- šilumos kiekis, kuris išsiskiria visiškai sudegus 1 m 3 dujų. Vidutiniškai tai yra 35160 kJ / m 3 (kildžauliais 1 m 3).

Dujų tirpumas

Tirpumas aliejuje

Dujų tirpumas aliejuje priklauso nuo slėgio, temperatūros ir naftos bei dujų sudėties. Didėjant slėgiui, didėja ir dujų tirpumas. Kylant temperatūrai, mažėja dujų tirpumas. Mažos molekulinės masės dujos aliejuje tirpsta sunkiau nei riebesnės.

Didėjant naftos tankiui, t.y. jame padidėjus stambiamolekulinių junginių kiekiui, mažėja jame esančių dujų tirpumas.

Dujų tirpumo naftoje rodiklis yra dujų faktorius – G, kuris parodo dujų kiekį 1 m 3 (arba 1 tonoje) išdujintos alyvos. Jis matuojamas m 3 / m 3 arba m 3 / t.

Pagal šį rodiklį indėliai skirstomi į:

1) aliejus - G<650 м 3 /м 3 ;

2) alyva su dujų dangteliu - G-650 - 900 m 3 / m 3;

3) dujų kondensatas - G>900 m 3 /m 3.

Vandens tirpumas suslėgtose dujose

Vanduo ištirpsta suslėgtose dujose esant aukštam slėgiui. Šis slėgis leidžia judėti podirvyje esantį vandenį ne tik skystoje, bet ir dujinėje fazėje, o tai užtikrina didesnį jo judrumą ir pralaidumą per uolienas. Didėjant vandens mineralizacijai, jo tirpumas dujose mažėja.

Skystųjų angliavandenilių tirpumas suslėgtose dujose

Skystieji angliavandeniliai gerai tirpsta suslėgtose dujose, sudarydami dujų kondensato mišinius. Tai sukuria galimybę perkelti (migruoti) skystuosius angliavandenilius dujinėje fazėje, užtikrinant lengvesnį ir greitesnį jų judėjimo per uolienų masę procesą.

Didėjant slėgiui ir temperatūrai, skystųjų angliavandenilių tirpumas dujose didėja.

Suspaudžiamumas

Susidarančių dujų suspaudimas yra labai svarbi gamtinių dujų savybė. Dujų tūris rezervuaro sąlygomis yra 2 eilėmis (ty maždaug 100 kartų) mažesnis nei jų tūris standartinėmis sąlygomis žemės paviršiuje. Taip yra todėl, kad dujos turi aukštą suspaudimo laipsnį aukšto slėgio ir temperatūros.

Suspaudžiamumo laipsnis pavaizduotas kaip rezervuaro dujų tūrio santykis, kuris yra dujų tūrio rezervuaro sąlygomis ir to paties kiekio dujų tūrio santykis atmosferos sąlygomis.

Kondensato susidarymas glaudžiai susijęs su dujų suspaudžiamumo ir skystųjų angliavandenilių tirpumo jose reiškiniais. Rezervuaro sąlygomis, didėjant slėgiui, skysti komponentai pereina į dujinę būseną, sudarydami „dujose ištirpusią alyvą“ arba dujų kondensatą. Slėgiui nukritus, procesas vyksta priešinga kryptimi, t.y. dalinis dujų (arba garų) kondensavimasis į skystą būseną. Todėl gaminant dujas kondensatas taip pat ištraukiamas į paviršių.

Kondensato faktorius

Kondensato koeficientas – CF – neapdoroto kondensato kiekis cm 3 1 m3 atskirtų dujų.

Atskirkite neapdorotą ir stabilų kondensatą. Neapdorotas kondensatas yra skysta fazė, kurioje yra ištirpę dujiniai komponentai.

Stabilus kondensatas gaunamas iš žalios žaliavos degazuojant. Jį sudaro tik skysti angliavandeniliai – pentanas ir aukštesni.

Standartinėmis sąlygomis dujų kondensatai yra bespalviai 0,625 - 0,825 g / cm 3 tankio skysčiai, kurių pradinė virimo temperatūra yra nuo 24 0 C iki 92 0 C. Daugumos frakcijų virimo temperatūra yra iki 250 0 C.

Dujos yra vienų dujų santykinės molekulinės arba molinės masės palyginimas su kitų dujų molekuline arba moline mase. Paprastai jis apibrėžiamas atsižvelgiant į lengvos dujos- vandenilis. Dujos taip pat dažnai lyginamos su oru.

Norint parodyti, kurios dujos pasirinktos palyginimui, prieš santykinio bandymo tankio simbolį pridedamas indeksas, o pats pavadinimas rašomas skliausteliuose. Pavyzdžiui, DH2(SO2). Tai reiškia, kad tankis buvo apskaičiuotas iš vandenilio. Tai skaitoma kaip "vandenilio sieros oksido tankis".

Norint apskaičiuoti dujų tankį iš vandenilio, naudojant periodinę lentelę būtina nustatyti tiriamų dujų ir vandenilio molines mases. Jei tai yra chloras ir vandenilis, tada rodikliai atrodys taip: M (Cl2) \u003d 71 g / mol ir M (H2) \u003d 2 g / mol. Jei vandenilio tankis yra padalintas iš chloro tankio (71:2), gaunamas 35,5. Tai yra, chloras yra 35,5 karto sunkesnis už vandenilį.

Santykinis dujų tankis nepriklauso nuo išorinių sąlygų. Tai paaiškinama visuotiniais dujų būsenos dėsniais, kurie susiveda į tai, kad dėl temperatūros ir slėgio pasikeitimo jų tūris nepasikeičia. Pakeitus šiuos rodiklius, matavimai atliekami lygiai taip pat.

Norint empiriškai nustatyti dujų tankį, reikia kolbos, kur jas būtų galima įdėti. Kolba su dujomis turi būti pasverta du kartus: pirmą kartą - išpumpavus iš jos visą orą; antrasis – užpildant jį tiriamomis dujomis. Taip pat būtina iš anksto išmatuoti kolbos tūrį.

Pirmiausia turite apskaičiuoti masės skirtumą ir padalyti jį iš kolbos tūrio vertės. Rezultatas yra dujų tankis nurodytomis sąlygomis. Naudodami būsenos lygtį galite apskaičiuoti norimą rodiklį normaliam arba idealios sąlygos.

Kai kurių dujų tankį galite sužinoti iš suvestinės lentelės, kurioje yra paruošta informacija. Jei dujos nurodytos lentelėje, šią informaciją galima paimti be jokių papildomų skaičiavimų ir nenaudojant formulių. Pavyzdžiui, vandens garų tankį galima sužinoti iš vandens savybių lentelės (Rivkin S.L. ir kt. žinynas), jo elektroninio atitikmens arba naudojant tokias programas kaip WaterSteamPro ir kt.

Tačiau skirtingiems skysčiams pusiausvyra su garais susidaro esant skirtingam pastarųjų tankiui. Taip yra dėl tarpmolekulinės sąveikos jėgų skirtumo. Kuo jis didesnis, tuo greičiau ateis pusiausvyra (pavyzdžiui, gyvsidabris). Lakiuose skysčiuose (pavyzdžiui, eteryje) pusiausvyra gali susidaryti tik esant dideliam garų tankiui.

Įvairių gamtinių dujų tankis svyruoja nuo 0,72 iki 2,00 kg/m3 ir daugiau, santykinis – nuo ​​0,6 iki 1,5 ir daugiau. Didžiausias tankis yra dujose, kuriose yra didžiausias sunkiųjų angliavandenilių H2S, CO2 ir N2 kiekis, mažiausias – sausose metano dujose.

Savybes lemia jo sudėtis, temperatūra, slėgis ir tankis. Paskutinį rodiklį nustato laboratorija. Tai priklauso nuo visų aukščiau išvardytų dalykų. Galite nustatyti jo tankį skirtingi metodai. Tiksliausia yra sverti ant tikslių svarstyklių plonasieniame stikliniame inde.

Daugiau nei tas pats gamtinių dujų rodiklis. Praktiškai šis santykis laikomas 0,6:1. Statinė energija mažėja greičiau nei dujos. Esant slėgiui iki 100 MPa, gamtinių dujų tankis gali viršyti 0,35 g/cm3.

Nustatyta, kad padidėjimą gali lydėti hidrato susidarymo temperatūros padidėjimas. Mažo tankio gamtinės dujos sudaro hidratus aukštesnėje temperatūroje nei didesnio tankio dujos.

Tankio matuokliai tik pradedami naudoti ir vis dar kyla daug klausimų, susijusių su jų veikimo ypatybėmis ir patikrinimu.

Instrukcija

Norint susidoroti su užduotimi, reikia naudoti santykinio tankio formules:

Pirmiausia suraskite santykinę amoniako molekulinę masę, kurią galima apskaičiuoti pagal lentelę D.I. Mendelejevas.

Ar (N) = 14, Ar (H) = 3 x 1 = 3, vadinasi
ponas(NH3) = 14 + 3 = 17

Pakeiskite gautus duomenis į santykinio tankio oru nustatymo formulę:
D (oras) = ​​ponas (amoniakas) / ponas (oras);
D (oras) = ​​ponas (amoniakas) / 29;
D (oras) = ​​17/ 29 = 0,59.

Pavyzdys Nr. 2. Apskaičiuokite santykinį amoniako tankį vandenilio atžvilgiu.

Pakeiskite duomenis vandenilio santykinio tankio nustatymo formulėje:
D (vandenilis) = Mr (amoniakas) / Mr (vandenilis);
D (vandenilis) = Mr (amoniakas) / 2;
D (vandenilis) = 17/2 = 8,5.

Vandenilis (iš lot. „Hydrogenium“ – „vandens generavimas“) yra pirmasis periodinės lentelės elementas. Jis plačiai paplitęs, egzistuoja trijų izotopų – protiumo, deuterio ir tričio – pavidalu. Vandenilis yra šviesios bespalvės dujos (14,5 karto lengvesnės už orą). Jis yra labai sprogus, susimaišęs su oru ir deguonimi. Naudojamas chemijos pramonėje Maisto pramone, taip pat raketinis kuras. Atliekami panaudojimo galimybės tyrimai vandenilis kaip kuras automobilių varikliai. Tankis vandenilis(kaip ir bet kurios kitos dujos) gali būti apibrėžtos Skirtingi keliai.

Instrukcija

Pirma, remiantis universaliu tankio apibrėžimu – medžiagos kiekiu tūrio vienete. Jei jis yra sandariame inde, dujų tankis nustatomas elementariai pagal formulę (M1 - M2) / V, kur M1 yra bendra indo masė su dujomis, M2 yra dujotiekio masė. tuščias indas, o V yra vidinis indo tūris.

Jei norite nustatyti tankį vandenilis, turint tokius pradinius duomenis kaip , čia į pagalbą ateina universali idealių dujų būsenos lygtis arba Mendelejevo-Klapeirono lygtis: PV = (mRT)/M.
P - dujų slėgis
V yra jo tūris
R yra universali dujų konstanta
T yra dujų temperatūra Kelvinais
M yra dujų molinė masė
m yra tikroji dujų masė.

Idealiomis dujomis laikomos tokios matematinės dujos, kuriose galima nepaisyti potencialios molekulių energijos, palyginti su jų kinetine energija. Idealiųjų dujų modelyje tarp molekulių nėra patrauklių ar atstumiančių jėgų, o dalelių susidūrimai su kitomis dalelėmis ar indo sienelėmis yra absoliučiai elastingi.

Žinoma, nei vandenilis, nei kitos dujos nėra idealios, tačiau šis modelis leidžia pakankamai tiksliai atlikti skaičiavimus esant artimam atmosferos slėgiui ir kambario temperatūra. Pavyzdžiui, atsižvelgiant į užduotį: rasti tankį vandenilis esant 6 laipsnių slėgiui ir 20 laipsnių Celsijaus temperatūrai.

Pirmiausia konvertuokite visas pradines vertes į SI sistemą (6 atmosferos \u003d 607950 Pa, 20 laipsnių C \u003d 293 laipsniai K). Tada parašykite Mendelejevo-Clapeyrono lygtį PV = (mRT)/M. Paverskite jį į: P = (mRT)/MV. Kadangi m / V yra tankis (medžiagos masės ir tūrio santykis), jūs gaunate: tankis vandenilis= PM/RT, ir mes turime visus sprendimui reikalingus duomenis. Jūs žinote slėgį (607950), temperatūrą (293), universalią dujų konstantą (8,31), molinė masė vandenilis (0,002).

Pakeitę šiuos duomenis į formulę, gausite: tankis vandenilis tam tikromis slėgio ir temperatūros sąlygomis yra 0,499 kg / kubinis metras arba apie 0,5.

Šaltiniai:

• kaip rasti vandenilio tankį

Tankis- tai viena iš medžiagos savybių, tokia pati kaip masė, tūris, temperatūra, plotas. Jis lygus masės ir tūrio santykiui. Pagrindinė užduotis yra išmokti apskaičiuoti šią vertę ir žinoti, nuo ko ji priklauso.

Instrukcija

Tankis yra medžiagos masės ir tūrio santykis. Jei norite nustatyti medžiagos tankį ir žinote jos masę bei tūrį, surasti tankį jums nebus sunku. Lengviausias būdas rasti tankį šiuo atveju yra p = m/V. SI sistemoje jis yra kg/m^3. Tačiau šios dvi vertės ne visada pateikiamos, todėl turėtumėte žinoti keletą tankio apskaičiavimo būdų.

Tankis Tai turi skirtingos reikšmės priklausomai nuo medžiagos tipo. Be to, tankis kinta priklausomai nuo druskingumo laipsnio ir temperatūros. Temperatūrai mažėjant tankis didėja, o mažėjant druskingumo laipsniui – ir tankis. Pavyzdžiui, Raudonosios jūros tankis vis dar laikomas dideliu, o Baltijos jūroje jau mažesnis. Ar visi pastebėjote, kad įpylus vandens, jis plūduriuoja. Visa tai yra dėl to, kad jo tankis yra mažesnis nei vandens. Metalai ir akmens medžiagos, priešingai, skęsta, nes jų tankis yra didesnis. Remiantis jų plaukimo kūnų tankiu.

Dėl plūduriuojančių kūnų teorijos, pagal kurią galima rasti kūno tankį, vandenį, viso kūno tūrį ir panardintos jo dalies tūrį. Ši formulė atrodo taip: Vimmersed. dalys / V kūnas \u003d p kūnas / p skystis. Iš to išplaukia, kad kūno tankį galima rasti taip: p kūnas \u003d V panardintas. dalys * p skystis / V korpusas. Ši sąlyga įvykdyta remiantis lentelės duomenimis ir nurodytais tūriais V panardintas. dalys ir V korpusas.

Susiję vaizdo įrašai

4 patarimas: kaip apskaičiuoti santykinę medžiagos molekulinę masę

Santykinė molekulinė masė yra bematė vertė, parodanti, kiek kartų molekulės masė yra didesnė nei 1/12 anglies atomo masės. Atitinkamai, anglies atomo masė yra 12 vienetų. Nustatykite santykinę molekulinę masę cheminis junginys Tai galima padaryti pridedant atomų, sudarančių materijos molekulę, mases.

Jums reikės

• - rašiklis;
• - užrašų popierius;
• - skaičiuotuvas;
• - Mendelejevo lentelė.

Instrukcija

Periodinėje lentelėje raskite elementų, sudarančių šią molekulę, ląsteles. Kiekvienos medžiagos santykinių atominių masių (Ar) reikšmės nurodytos apatiniame kairiajame langelio kampe. Perrašykite juos suapvalintus iki artimiausio sveikojo skaičiaus: Ar(H) - 1; Ar(P) - 31; Ar(O) – 16.

Nustatykite junginio santykinę molekulinę masę (Mr). Norėdami tai padaryti, padauginkite atominė masė kiekvienas elementas pagal atomų skaičių . Tada sudėkite gautas vertes. Fosforo rūgštis: Mr (n3po4) = 3 * 1 + 1 * 31 + 4 * 16 = 98.

Santykinė molekulinė masė skaitine prasme yra tokia pati kaip medžiagos molinė masė. Kai kurios užduotys naudoja šią nuorodą. Pavyzdys: 200 K temperatūros ir 0,2 MPa slėgio dujų tankis yra 5,3 kg/m3. Nustatykite jo santykinę molekulinę masę.

Idealioms dujoms naudokite Mendelejevo-Klaiperono lygtį: PV = mRT/M, kur V yra dujų tūris, m3; m yra tam tikro tūrio dujų masė, kg; M – dujų molinė masė, kg/mol; R yra universali dujų konstanta. R=8,314472 m2kg s-2 K-1 Mol-1; T – dujos, K; P - absoliutus slėgis, Pa. Molinę masę išreikškite iš šio ryšio: М = mRT/(PV).

Kaip žinia, tankis: p = m/V, kg/m3. Pakeiskite jį į išraišką: M = pRT / P. Nustatykite dujų molinę masę: M \u003d 5,3 * 8,31 * 200 / (2 * 10 ^ 5) \u003d 0,044 kg / mol. Santykinė dujų molekulinė masė: Mr = 44. Galima spėti, kad tai anglies dioksidas: Mr(CO2) = 12 + 16*2 = 44.

Šaltiniai:

• apskaičiuokite santykinę molekulinę masę

Chemijos laboratorijose ir per cheminiai eksperimentai namuose dažnai reikia nustatyti santykinį medžiagos tankį. Santykinis tankis yra tam tikros medžiagos tankio ir kitos medžiagos tankio santykis tam tikromis sąlygomis arba etaloninės medžiagos tankiu, kuris laikomas distiliuotu vandeniu. Santykinis tankis išreiškiamas kaip abstraktus skaičius.

Jums reikės

• - lenteles ir katalogus;
• - hidrometras, piknometras arba specialios svarstyklės.

Instrukcija

Santykinis medžiagų tankis, palyginti su distiliuoto vandens tankiu, nustatomas pagal formulę: d=p/p0, kur d – norimas santykinis tankis, p – bandomosios medžiagos tankis, p0 – etaloninės medžiagos tankis. . Paskutinis parametras yra lentelės pavidalu ir nustatomas gana tiksliai: esant 20 ° C, vandens tankis yra 998,203 kg / m3, o maksimalų tankį jis pasiekia 4 ° C temperatūroje - 999,973 kg / m3. Prieš atlikdami skaičiavimus, nepamirškite, kad p ir p0 turi būti išreikšti tais pačiais vienetais.

Be to, santykinį medžiagos tankį galima rasti fizikiniuose ir cheminiuose žinynuose. Santykinio tankio skaitinė reikšmė visada lygi tos pačios medžiagos santykiniam savitajam sunkiui tomis pačiomis sąlygomis. Išvada: naudokite santykines lenteles specifinė gravitacija lyg tai būtų santykinio tankio lentelės.

Nustatydami santykinį tankį, visada atsižvelkite į bandomųjų ir etaloninių medžiagų temperatūrą. Faktas yra tas, kad medžiagų tankis mažėja ir didėja aušinant. Jei bandomosios medžiagos temperatūra skiriasi nuo etaloninės, pataisykite. Apskaičiuokite jį kaip vidutinį santykinio tankio pokytį 1°C. Ieškokite reikiamų duomenų temperatūros pataisų nomogramose.

Norėdami greitai apskaičiuoti santykinį skysčių tankį praktiškai, naudokite hidrometrą. Santykinei ir sausajai medžiagai matuoti naudokite piknometrus ir specialias svarstykles. Klasikinis hidrometras yra stiklinis vamzdelis, kuris plečiasi apačioje. Apatiniame vamzdžio gale yra rezervuaras arba speciali medžiaga. Viršutinė mėgintuvėlio dalis pažymėta skyreliais, rodančiais bandomosios medžiagos santykinio tankio skaitinę reikšmę. Daugelyje hidrometrų yra papildomai įrengti termometrai bandomosios medžiagos temperatūrai matuoti.

Avogadro dėsnis

Molekulių atstumas dujinė medžiaga vienas nuo kito priklauso nuo išorinių sąlygų: slėgio ir temperatūros. Su tuo pačiu išorinės sąlygos tarpai tarp skirtingų dujų molekulių yra vienodi. Avogadro dėsnis, atrastas 1811 m., teigia, kad vienodų tūrių skirtingų dujų esant toms pačioms išorinėms sąlygoms (temperatūra ir slėgis) yra tas pats numeris molekules. Tie. jei V1=V2, T1=T2 ir P1=P2, tai N1=N2, kur V – tūris, T – temperatūra, P – slėgis, N – dujų molekulių skaičius (vienų dujų indeksas „1“, „2“) kitam).

Pirmoji Avogadro dėsnio pasekmė – molinis tūris

Pirmasis Avogadro dėsnio išplaukimas teigia, kad toks pat bet kokių dujų molekulių skaičius tomis pačiomis sąlygomis užima tą patį tūrį: V1=V2, kai N1=N2, T1=T2 ir P1=P2. Bet kurių dujų vieno molio tūris (molinis tūris) yra pastovi vertė. Prisiminkite, kad 1 molyje yra Avogadrio dalelių skaičius – 6,02x10^23 molekulės.

Taigi, molinis dujų tūris priklauso tik nuo slėgio ir temperatūros. Paprastai dujos laikomos esant normaliam slėgiui ir normali temperatūra: 273 K (0 laipsnių Celsijaus) ir 1 atm (760 mm Hg, 101325 Pa). Tokiomis normaliomis sąlygomis, pažymėtomis „n.o.“, bet kurių dujų molinis tūris yra 22,4 l / mol. Žinant šią vertę, galima apskaičiuoti bet kurios masės ir bet kurio dujų kiekio tūrį.

Antroji Avogadro dėsnio pasekmė – santykinis dujų tankis

Santykiniam dujų tankiui apskaičiuoti taikoma antroji Avogadro dėsnio pasekmė. Pagal apibrėžimą medžiagos tankis yra jos masės ir tūrio santykis: ρ=m/V. 1 molio medžiagos masė lygi molinei masei M, o tūris – moliniam tūriui V(M). Vadinasi, dujų tankis yra ρ=M(dujos)/V(M).

Tebūnie dvi dujos - X ir Y. Jų tankiai ir molinės masės - ρ(X), ρ(Y), M(X), M(Y), sujungtos ryšiais: ρ(X)=M(X) / V(M), ρ(Y)=M(Y)/V(M). Santykinis dujų tankis X ir dujos Y, žymimas kaip Dy(X), yra šių dujų tankių santykis ρ(X)/ρ(Y): Dy(X)=ρ(X)/ρ(Y) =M(X)xV(M)/V(M)xM(Y)=M(X)/M(Y). Moliniai tūriai sumažėja, ir iš to galime daryti išvadą, kad santykinis dujų tankis X su dujomis Y yra lygus jų molinių arba santykinių molekulinių masių santykiui (jos yra skaitiniu požiūriu lygios).

Dujų tankis dažnai nustatomas atsižvelgiant į vandenilį, lengviausią iš visų dujų, kurio molinė masė yra 2 g / mol. Tie. jei uždavinys sako, kad nežinomų dujų X vandenilio tankis yra, tarkime, 15 (santykinis tankis yra bematis dydis!), tai rasti jų molinę masę nėra sunku: M(X)=15xM(H2)=15x2=30 g/mol. Dažnai nurodomas ir santykinis dujų tankis oro atžvilgiu. Čia reikia žinoti, kad vidutinė santykinė oro molekulinė masė yra 29, o jau reikia dauginti ne iš 2, o iš 29.

Tankis vadinamas fizinis kiekis, kuris nustato objekto, medžiagos ar skysčio masės santykį su tūriu, kurį jie užima erdvėje. Pakalbėkime apie tai, kas yra tankis, kaip skiriasi kūno ir materijos tankis ir kaip (naudojant kokią formulę) rasti tankį fizikoje.

Tankio rūšys

Reikėtų paaiškinti, kad tankis gali būti suskirstytas į keletą tipų.

Priklausomai nuo tiriamo objekto:

• Kūno tankis – homogeniniams kūnams – yra tiesioginis kūno masės ir erdvėje užimamo tūrio santykis.
• Medžiagos tankis yra kūnų, susidedančių iš šios medžiagos, tankis. Medžiagų tankis yra pastovus. Yra specialios lentelės, kuriose nurodomas tankis skirtingos medžiagos. Pavyzdžiui, aliuminio tankis yra 2,7 * 103 kg / m 3. Žinodami aliuminio tankį ir iš jo pagaminto kūno masę, galime apskaičiuoti šio kūno tūrį. Arba žinodami, kad korpusas susideda iš aliuminio ir žinodami šio kūno tūrį, galime nesunkiai apskaičiuoti jo masę. Kaip rasti šias reikšmes, mes apsvarstysime šiek tiek vėliau, kai išvesime tankio skaičiavimo formulę.
• Jei kūnas susideda iš kelių medžiagų, tada norint nustatyti jo tankį, reikia apskaičiuoti jo dalių tankį kiekvienai medžiagai atskirai. Šis tankis vadinamas vidutiniu kūno tankiu.

Priklausomai nuo medžiagos, iš kurios susideda kūnas, poringumo:

• Tikrasis tankis yra tankis, kuris apskaičiuojamas neatsižvelgiant į kūno ertmes.
• Specifinė gravitacija- arba tariamasis tankis - tai yra tas, kuris apskaičiuojamas atsižvelgiant į kūno, sudaryto iš porėtos arba purios medžiagos, tuštumas.

Taigi, kaip rasti tankį?

Tankio formulė

Formulė, padedanti nustatyti kūno tankį, yra tokia:

• p = m / V, kur p yra medžiagos tankis, m yra kūno masė, V yra kūno tūris erdvėje.

Jei apskaičiuosime tam tikrų dujų tankį, formulė atrodys taip:

• p \u003d M / V m p yra dujų tankis, M yra molinė dujų masė, V m yra molinis tūris, kuris normaliomis sąlygomis yra 22,4 l / mol.

Pavyzdys: medžiagos masė yra 15 kg, ji ​​užima 5 litrus. Koks yra materijos tankis?

Sprendimas: pakeiskite reikšmes į formulę

• p = 15 / 5 = 3 (kg/l)

Atsakymas: medžiagos tankis yra 3 kg / l

Tankio vienetai

Be to, kad reikia žinoti, kaip rasti kūno ir medžiagos tankį, būtina žinoti ir tankio matavimo vienetus.

• Dėl kietosios medžiagos- kg / m3, g / cm3
• Skysčiams - 1 g / l arba 10 3 kg / m 3
• Dujoms - 1 g / l arba 10 3 kg / m 3

Daugiau apie tankio vienetus galite perskaityti mūsų straipsnyje.

Kaip rasti tankį namuose

Norint nustatyti kūno ar medžiagos tankį namuose, jums reikės:

1. Svarstyklės;
2. centimetras, jei kūnas tvirtas;
3. Laivas, jei norite išmatuoti skysčio tankį.

Norėdami sužinoti kūno tankį namuose, turite išmatuoti jo tūrį centimetru ar indu, o tada padėti kūną ant svarstyklių. Jei matuojate skysčio tankį, prieš skaičiuodami nepamirškite atimti indo, į kurį supylėte skystį, masės. Namuose apskaičiuoti dujų tankį yra daug sunkiau, rekomenduojame naudoti paruoštas lenteles, kuriose jau yra nurodyti įvairių dujų tankiai.

ρ = m (dujos) / V (dujos)

D pagal Y (X) \u003d M (X) / M (Y)

Štai kodėl:
D oru. = M (dujos X) / 29

Dinaminis ir kinematinis dujų klampumas.

Dujų klampumas (vidinės trinties reiškinys) yra trinties jėgų atsiradimas tarp dujų sluoksnių, judančių vienas kito atžvilgiu lygiagrečiai ir skirtingu greičiu.
Dviejų dujų sluoksnių sąveika laikoma procesu, kurio metu impulsas perkeliamas iš vieno sluoksnio į kitą.
Trinties jėga ploto vienetui tarp dviejų dujų sluoksnių, lygi impulsui, per sekundę perduodamam iš sluoksnio į sluoksnį per ploto vienetą, nustatoma pagal Niutono dėsnis:

Greičio gradientas statmena dujų sluoksnių judėjimo krypčiai.
Minuso ženklas rodo, kad impulsas perkeliamas mažėjančio greičio kryptimi.
- dinaminis klampumas.
, kur
yra dujų tankis,
- aritmetinis vidutinis molekulių greitis,
- vidutinis ilgis laisvas molekulių kelias.

Kinematinis klampos koeficientas.

Kritiniai dujų parametrai: Тcr, Рcr.

Kritinė temperatūra yra temperatūra, kurią viršijus esant bet kokiam slėgiui dujos negali būti perkeltos į skystą būseną. Slėgis, reikalingas dujoms suskystinti esant kritinei temperatūrai, vadinamas kritiniu slėgiu. Atsižvelgiant į dujų parametrus. Pateikti parametrai yra bedimensiniai dydžiai, parodantys, kiek kartų faktiniai dujų būsenos parametrai (slėgis, temperatūra, tankis, savitasis tūris) yra didesni arba mažesni už kritinius:

Gręžinių gamyba ir požeminė dujų saugykla.

Dujų tankis: absoliutus ir santykinis.

Dujų tankis yra viena iš svarbiausių jo charakteristikų. Kalbant apie dujų tankį, paprastai turima omenyje jų tankis normaliomis sąlygomis (t. y. esant temperatūrai ir slėgiui). Be to, dažnai naudojamas santykinis dujų tankis, turintis omenyje tam tikrų dujų tankio ir oro tankio santykį tomis pačiomis sąlygomis. Nesunku pastebėti, kad santykinis dujų tankis nepriklauso nuo sąlygų, kuriomis jos yra, nes pagal dujinės būsenos dėsnius visų dujų tūriai kinta keičiantis slėgiui ir temperatūrai. būdu.

Absoliutus dujų tankis yra 1 litro dujų masė normaliomis sąlygomis. Paprastai dujoms jis matuojamas g / l.

ρ = m (dujos) / V (dujos)

Jei imsime 1 molį dujų, tada:

o dujų molinę masę galima rasti tankį padauginus iš molinio tūrio.

Santykinis tankis D yra reikšmė, parodanti, kiek kartų dujos X yra sunkesnės už dujas Y. Jis apskaičiuojamas kaip dujų X ir Y molinių masių santykis:

D pagal Y (X) \u003d M (X) / M (Y)

Dažnai skaičiavimams naudojami santykiniai vandenilio ir oro dujų tankiai.

Santykinis vandenilio dujų tankis X:

D pagal H2 = M (dujos X) / M (H2) = M (dujos X) / 2

Oras yra dujų mišinys, todėl galima apskaičiuoti tik vidutinę jo molinę masę.

Jo vertė yra 29 g/mol (remiantis apytiksle vidutine sudėtimi).
Štai kodėl:
D oru. = M (dujos X) / 29

Dujų tankis B (pw, g / l) nustatomas pasveriant (mv) mažą žinomo tūrio stiklinę kolbą dujomis (274 pav., a) arba dujų piknometrą (žr. 77 pav.), naudojant formulę.

kur V yra kūgio (5–20 ml) arba piknometro tūris.

Kūgis sveriamas du kartus: pirmiausia ištuštinamas, o po to užpildomas tiriamomis dujomis. Pagal gautų 2 masių reikšmių skirtumą nustatoma dujų masė mv, g. Užpildant kūgį dujomis, matuojamas jo slėgis, o sveriant – temperatūra. aplinką, kuri laikoma kūgio dujų temperatūra. Rastos dujų p ir T reikšmės leidžia apskaičiuoti dujų tankį normaliomis sąlygomis (0 °C; apie 0,1 MPa).

Siekiant sumažinti kūgio su dujomis ore masės praradimo pataisą, kai jis sveriamas kaip konteineris, ant kitos balansinės sijos peties uždedamas sandarus lygiai tokio pat tūrio kūgis.

Ryžiai. 274. Prietaisai dujų tankiui nustatyti: kūgio (a) ir skysčio (b) bei gyvsidabrio (c) efuiometrai

Šio kūgio paviršius kiekvieną kartą apdorojamas (valomas) lygiai taip pat, kaip ir pasveriamas dujomis.

Evakuacijos metu kūgis šiek tiek pašildomas, kelias valandas paliekant prijungtą prie vakuuminės sistemos, nes likusį orą ir drėgmę sunku pašalinti. Ištuštintas kūgis gali keisti tūrį dėl sienų suspaudimo dėl atmosferos slėgio. Tokio suspaudimo lengvųjų dujų tankio nustatymo paklaida gali siekti 1%. Kai kuriais atvejais nustatomas ir santykinis dujų tankis dv, t.y. tam tikrų dujų tankio p santykis su kitų dujų tankiu, pasirinktu kaip standartinis p0, paimtų esant tokiai pačiai temperatūrai ir slėgiui:

kur Mv ir Mo yra atitinkamai tiriamų dujų B ir etalono, pavyzdžiui, oro arba vandenilio, molinės masės, g/mol.

Vandenilio atveju M0 = 2,016 g/mol, todėl

Iš šio santykio galite nustatyti dujų molinę masę, jei laikysime ją idealia.

Greitas dujų tankio nustatymo metodas yra išmatuoti jų ištekėjimo iš mažos angos esant slėgiui trukmę, kuri yra proporcinga ištekėjimo greičiui.

kur τv ir τo ~ atitinkamai dujų B ir oro ištekėjimo laikas.

Dujų tankio matavimas šiuo metodu atliekamas efuziometro juostele (274.6 pav.) - plačiu apie 400 mm aukščio cilindru b, kurio viduje yra indas 5 su pagrindu 7 su skylutėmis įvadui ir skysčio išleidimo anga. 5 indas turi du ženklus M1 ir M2, rodančius dujų tūrį, kurio laikas yra stebimas. Vožtuvas 3 skirtas įleisti dujas, o vožtuvas 2 - išleisti per kapiliarą 1. Termometras 4 kontroliuoja dujų temperatūrą.

Dujų tankio nustatymas pagal jų iškvėpimo greitį atliekamas taip. Balionas b pripildytas skysčiu, kuriame dujos beveik netirpsta, todėl indas 5 taip pat užpildytas virš M2 žymos. Tada per čiaupą 3 skystis iš indo 5 išspaudžiamas tiriamomis dujomis žemiau M1 žymos, o visas skystis turi likti cilindre. Po to, uždarius vožtuvą 3, vožtuvas 2 atidaromas ir per kapiliarą 1 leidžiamas dujų perteklius. Kai tik skystis pasiekia M1 ženklą, įjungiamas chronometras. Skystis, išstumdamas dujas, palaipsniui pakyla iki M2 žymos. Tuo metu, kai skysčio meniskas paliečia ženklą M2, chronometras yra išjungtas. Eksperimentas kartojamas 2-3 kartus. Panašios operacijos atliekamos su oru, juo kruopščiai išplaunant indą 5 nuo bandomųjų dujų likučių. Skirtingi dujų nutekėjimo trukmės stebėjimai neturėtų skirtis daugiau kaip 0,2 - 0,3 s.

Jeigu tiriamoms dujoms neįmanoma parinkti skysčio, kuriame jos mažai tirptų, naudojamas gyvsidabrio efuzijos matuoklis (274 pav., c). Jį sudaro stiklinis indas 4 su trijų krypčių vožtuvas 1 ir viršįtampio indas 5, užpildytas gyvsidabriu. Indas 4 yra stikliniame inde 3, kuris veikia kaip termostatas. Dujos per vožtuvą 1 įvedamos į 4 indą, išstumdamos gyvsidabrį žemiau M1 žymos. Bandomosios dujos arba oras išleidžiamas per kapiliarą 2, pakeliant išlyginimo indą 5. Jautresni dujų tankio nustatymo prietaisai yra „Stock“ dujų hidrometras (275 pav., a) ir dujų svarstyklės.

Stock Alfredas (1876-1946) – vokiečių neorganinių medžiagų chemikas ir analitikas.

„Stock“ hidrometre vienas kvarcinio vamzdelio galas pripučiamas į plonasienį 30–35 mm skersmens rutulį 1, pripildomas oro, o kitas įtraukiamas į plaukelį 7. Nedidelis geležinis strypas 3 yra sandariai užkimštas. suspaustas vamzdžio viduje.

Ryžiai. 275. Strypo hidrometras (a) ir montavimo schema (b)

Pjūvio su rutuliu galas remiasi į kvarco arba agato atramą. Vamzdis su kamuoliuku dedamas į kvarcinį indą 5 su poliruotu apvaliu kamščiu. Indo išorėje yra solenoidas 6 su geležine šerdimi. Naudojant solenoidą tekančią įvairaus stiprumo srovę, svirties svirties padėtis sulygiuojama su kamuoliuku taip, kad plaukas 7 būtų tiksliai nukreiptas į nulinį indikatorių 8. Plauko padėtis stebima naudojant teleskopą arba mikroskopą. .

Koto hidrometras yra privirintas prie vamzdžio 2, kad būtų pašalinta bet kokia vibracija.

Rutulys ir vamzdis yra pusiausvyroje esant tam tikram aplinkinių dujų tankiui. Jei inde 5, esant pastoviam slėgiui, vienos dujos pakeičiamos kitomis, tai pusiausvyra bus sutrikdyta dėl dujų tankio pasikeitimo. Norint jį atkurti, reikia arba elektromagnetu 6 traukti strypą 3 žemyn, kai dujų tankis mažėja, arba leisti jam kilti į viršų, kai tankis didėja. Srovės, tekančios per solenoidą, stiprumas, kai pasiekiama pusiausvyra, yra tiesiogiai proporcinga tankio pokyčiui.

Prietaisas sukalibruotas žinomo tankio dujoms. Strypo hidrometro tikslumas yra 0,01 - 0,1%, jautrumas yra apie DO "7 g, matavimo diapazonas yra nuo 0 iki 4 g / l.

Montavimas su strypiniu hidrometru. Koto hidrometras / (275.6 pav.) pritvirtintas prie vakuuminės sistemos taip, kad kabėtų ant vamzdžio 2 kaip ant spyruoklės. Vamzdžio 2 alkūnė 3 panardinama į Dewar indą 4 su aušinimo mišiniu, leidžiančiu palaikyti ne aukštesnę kaip -80 o C temperatūrą gyvsidabrio garams kondensuotis, jei vakuumui hidrometre sukurti naudojamas difuzinis gyvsidabrio siurblys. Vožtuvas 5 sujungia hidrometrą su kolba, kurioje yra tiriamos dujos. Gaudyklė apsaugo difuzijos siurblį nuo bandomųjų dujų poveikio, o 7 įtaisas skirtas tiksliai reguliuoti slėgį. Visa sistema per vamzdelį prijungta prie difuzinio siurblio.

Dujų tūris matuojamas naudojant kalibruotas dujines beretes (žr. 84 pav.) su termostatu valdoma vandens gaubte. Kad būtų išvengta kapiliarinių reiškinių korekcijų, parenkamos vienodo skersmens dujos 3 ir kompensacinės 5 biuretės ir dedamos viena šalia kitos į termostatu valdomą apvalkalą 4 (276 pav.). Gyvsidabris, glicerinas ir kiti skysčiai, kurie blogai tirpdo tiriamas dujas, naudojami kaip barjeriniai skysčiai.

Naudokite šį įrenginį taip. Pirmiausia užpildykite biuretes skysčiu iki lygio virš čiaupo 2, pakelkite indą b. Tada dujų biuretė prijungiama prie dujų šaltinio ir įvedama, nuleidžiant indą b, po kurio uždaromas vožtuvas 2. Siekiant išlyginti dujų slėgį biuretėje 3 su atmosferos slėgiu, indas b priartinamas prie biuretės ir nustatomas tokiame aukštyje, kad gyvsidabrio meniskai kompensacijos 5 ir dujų 3 biuretėse būtų viename lygyje. Kadangi kompensacinė biuretė susisiekia su atmosfera (viršutinis jos galas atviras), tai esant tokiai menisko padėčiai, dujų slėgis dujų biuretėje bus lygus atmosferos slėgiui.

Tuo pačiu metu atmosferos slėgis matuojamas naudojant barometrą, o vandens temperatūra apvalkale 4 naudojant termometrą 7.

Rastas dujų tūris prilyginamas normalioms sąlygoms (0 °C; 0,1 MPa), naudojant idealių dujų lygtį:

V0 ir V yra atitinkamai iki įprastų sąlygų sumažintų dujų tūris (l) ir išmatuotas dujų tūris esant temperatūrai t (°C); p - atmosferos slėgis dujų tūrio matavimo metu, torr.

Jei dujose yra vandens garų arba jos buvo prieš matuojant tūrį inde virš vandens ar vandeninio tirpalo, tada jų tūris nustatomas iki normalių sąlygų, atsižvelgiant į vandens garų slėgį p1 eksperimento temperatūroje (žr. 37 lentelę). :

Lygtys taikomos, jei atmosferos slėgis matuojant dujų tūrį buvo santykinai artimas 760 torų. Slėgis tikros dujos visada mažiau nei idealu dėl molekulių sąveikos. Todėl į rastą dujų tūrio vertę įvedama dujų netobulumo korekcija, paimta iš specialių žinynų.

Rusijos Federacijos švietimo ir mokslo ministerija

federalinės valstybės biudžetas švietimo įstaiga aukštasis profesinis išsilavinimas

"rusas Valstijos universitetas naftos ir dujų juos. I. M. Gubkinas“

A.N. Timaševas, T.A. Berkunova, E.A. Mammadovas

DUJŲ TANKIO NUSTATYMAS

„Dujų gręžinių eksploatavimo technologija“ ir „Dujų ir dujų kondensato telkinių kūrimas ir eksploatavimas“ disciplinų laboratorinių darbų vykdymo gairės specialybių studentams:

WG, RN, RB, MB, MO, GR, GI, GP, GF

Redaguojant profesoriui A.I. Ermolajeva

Maskva 2012 m

Dujų tankio nustatymas.

Laboratorinių darbų gairės / A.N. Timaševas,

T.A. Berkunova, E.A. Mammadovas - M.: Rusijos valstybinis naftos ir dujų universitetas, pavadintas I. M. Gubkina, 2012 m.

Pateikiami laboratorinio dujų tankio nustatymo metodai. Jis pagrįstas dabartiniu GOST 17310 - 2002.

Metodiniai nurodymai skirti naftos ir dujų universitetų specialybių studentams: RG, RN, RB, MB, MO, GR, GI, GP, GF.

Leidinys parengtas Dujų ir dujų plėtros ir eksploatavimo departamente

zokondensato nuosėdos.

Išspausdinta fakulteto edukacinės metodinės komisijos sprendimu

botki naftos ir dujų telkiniai.

	Įvadas……………………………………………………………….
	Pagrindiniai apibrėžimai……………………………………………….
	Gamtinių dujų tankis esant atmosferos slėgiui………….
	Santykinis dujų tankis ……………………………………….
	Gamtinių dujų tankis esant slėgiui ir temperatūrai……….
	Laboratoriniai gamtinių dujų tankio nustatymo metodai….
	Piknometrinis metodas………………………………………………
	Skaičiavimo formulės…………………………………………………..
	Tankio nustatymo procedūra……………………………………
	Dujų tankio apskaičiavimas……………………………………………………
	Dujų tankio nustatymas ištekėjimo metodu…………………..
	Santykių išvedimas tirtų ha tankiui nustatyti
	atsilieka…………………………………………………………………………..
2.2.2. Darbo tvarka………………………………………….
2.2.3. Matavimo rezultatų apdorojimas…………………………………..
	Testo klausimai…………………………………………………..
	Literatūra…………………………………………………………….
	A priedas………………………………………………………………
	B priedas………………………………………………………….
	B priedas……………………………………………………………

Įvadas

Naudojamos gamtinių dujų ir angliavandenilių kondensatų fizikinės savybės

yra naudojami tiek projektavimo, tiek plėtros ir srities plėtros etape

gamtinių dujų tankį, analizuojant ir kontroliuojant lauko plėtrą,

produktų surinkimo ir paruošimo iš dujų ir dujų kondensato šulinių sistemos veikimas. Viena iš pagrindinių fizinių savybių, kurią reikia ištirti, yra nuosėdų dujų tankis.

Kadangi gamtinių dujų telkinių dujų sudėtis yra sudėtinga,

sudarytas iš angliavandenilių (alkanų, cikloalkanų ir arenų) ir ne angliavandenilių

komponentai (azotas, helis ir kitos retųjų žemių dujos, taip pat rūgštiniai komponentai).

nites H2 S ir CO2), reikia laboratoriškai nustatyti tankį

sti dujos.

Šiame Gairės apsvarstyti skaičiavimo metodus, kad nustatytų

dujų tankio nustatymas pagal žinomą sudėtį, taip pat du laboratoriniai dujų tankio nustatymo metodai: piknometrinis ir tekėjimo per kapiliarą metodas.

1. Pagrindiniai apibrėžimai

1.1. Gamtinių dujų tankis esant atmosferos slėgiui

Dujų tankis lygus masei M, esančiai medžiagos tūrio vienete v

va. Atskirkite dujų tankį esant normaliam n P 0,1013 MPa, T 273K ir

	standartinis su R 0,1013MPa, T 293K									sąlygomis, taip pat esant bet kokiam slėgiui
	leniya Р ir temperatūra Т Р,Т.									žinoma molekulinė masė
	tankis normaliomis sąlygomis yra
	standartinėmis sąlygomis

kur M yra dujų molekulinė masė, kg/kmol; 22,41 ir 24,04, m3 / kmol - atitinkamai molinis dujų tūris normalioje (0,1013 MPa, 273 K) ir standartinėje temperatūroje

(0,1013 MPa, 293 K) sąlygomis.

Gamtinių dujų, sudarytų iš angliavandenilių ir ne angliavandenilių komponentų (rūgštinių ir inertiškų), tariamasis molekulinis svoris M iki

nustatoma pagal formulę

				êã/ êì î ëü,

čia M i – i-ojo komponento molekulinė masė, kg/kmol, n i – i-ojo komponento molinė procentinė dalis mišinyje;

k – komponentų skaičius mišinyje (gamtinės dujos).

Gamtinių dujų tankis cm lygus

							esant 0,1 MPa ir 293 K
							esant 0,1 MPa ir 293 K

i yra i-ojo komponento tankis esant 0,1 MPa ir 293 K.

Duomenys apie atskirus komponentus pateikti 1 lentelėje.

Tankio konversija ties įvairios sąlygos temperatūra ir slėgis

0,1013 MPa (101,325 kPa) B priede.

1.2. Santykinis dujų tankis

Inžinerinių skaičiavimų praktikoje santykio sąvoka

tankis lygus dujų tankio ir oro tankio santykiui esant tos pačios vertybės slėgis ir temperatūra. Paprastai normalios arba standartinės sąlygos laikomos atskaitos taškais, o oro tankis yra

atsakingai siekia 0 1,293 kg / m 3 ir 20 1,205 kg / m 3. Tada giminaitis

Gamtinių dujų tankis lygus

1.3. Gamtinių dujų tankis esant slėgiui ir temperatūrai

Dujų tankis pagal sąlygas rezervuare, gręžinyje, dujose

laidai ir prietaisai esant atitinkamam slėgiui ir temperatūrai nustato

apskaičiuojamas pagal šią formulę

čia P ir T yra slėgis ir temperatūra toje vietoje, kur apskaičiuojamas dujų tankis; 293 K ir 0,1013 MPa - standartinės sąlygos radus cm;

z ,z 0 yra atitinkamai dujų supersuspaudžiamumo koeficientai esant Р ir Т ir

standartinėmis sąlygomis (reikšmė z 0 = 1).

Paprasčiausias būdas supersuspaudžiamumo koeficientui z nustatyti yra grafinis metodas. z priklausomybė nuo pateiktų parametrų yra

patalpintas pav. vienas.

Vienkomponentėms dujoms (grynoms dujoms) nustatomi nurodyti parametrai

padalintas pagal formules

	ir T c yra kritiniai dujų parametrai.
Daugiakomponentėms (gamtinėms) dujoms apskaičiuokite iš anksto
pseudokritiniai slėgiai ir temperatūros pagal priklausomybes
	T nskn iT ci /100,
	ir T c yra kritiniai i-ojo dujų komponento parametrai.
Kadangi gamtinių dujų sudėtis nustatoma butanui C4 H10											arba heksanas C6 H14

imtinai, o visi kiti komponentai sujungiami į likutį (pseudokomponentas

komponentas) C5+ arba C7+, šiuo atveju kritiniai parametrai nustatomi pagal formulę

100 M su 5 240 ir 700 d su 5 950,

М с 5 yra С5+ (С7+) kg/kmol molekulinė masė;

d c 5 – С5+ (С7+) pseudokomponento tankis, kg/m3.

Santykiai tarp M s		randama pagal Kreigo formulę

1 lentelė

Gamtinių dujų komponentų indikatoriai

Rodikliai

Komponentai

Molekulinė masė,

M kg/kmol

Tankis, kg/m3 0,1

Tankis, kg/m3 0,1

Santykinis siužetas -

kritinis tūris,

dm3 /kmol

kritinis spaudimas,

Kritinė tempera-

Kritinis suspaudimas

tiltas, zkr

Acentrinis faktorius

1 pav. Supersuspaudžiamumo koeficiento z priklausomybė nuo nurodytų parametrų Ppr ir Tpr 2. Laboratoriniai gamtinių dujų tankio nustatymo metodai 2.1. Piknometrinis metodas Piknometrinis metodas nustatytas GOST 17310-2002 standartu, pagal kuris lemia dujų ir dujų mišinių tankį (santykinį tankį). Metodo esmė yra 100–200 cm3 tūrio stiklinio piknometro svėrimas nuosekliai su džiovintu oru ir išdžiovinamas. kitos dujos toje pačioje temperatūroje ir slėgyje. Sauso oro tankis yra pamatinė vertė. Žinant piknometro vidinį tūrį, galima nustatyti nežinomos sudėties gamtinių dujų tankį (bandomosios dujos). Norėdami tai padaryti, vidinis piknometro tūris („vandens numeris“) iš anksto nustatomas pakaitomis sveriant piknometrą džiovintu oru ir distiliuotu vandeniu, kurio tankis yra žinomas. Tada pasverkite - siuvamas piknometras, užpildytas tiriamomis dujomis. Piknometro su bandomosiomis dujomis ir piknometro su oru masių skirtumas, padalytas iš piknometro tūrio vertės („vandens skaičiaus“), pridedamas prie sauso oro tankio vertės, kuris yra galutinis tiriamų dujų tankis. Skaičiavimo formulių išvedimas parodytas žemiau. 2.1.1. Skaičiavimo formulės Gamtinių dujų tankis nustatomas piknometriniu metodu, remiantis šiais santykiais: d – dujų tankis matavimo sąlygomis, g/dm3 kg; vz – oro tankis matavimų sąlygomis, g/dm3 kg; Mg – dujų masė piknometre, g; Mvz – oro masė piknometre, g;