Определение плотности топлив и масел нефтеденсиметрами

Абсолютной плотностью вещества называют количество массы, содержащейся в единице объема. В системе СИ плотность выражается в кг/м3. За единицу плотности принимается масса 1м дистиллированной воды при температуре 4°С.

Относительной плотностью веществаназывается, отношение его к массе чистой воды при 40° С, взятой в том же объеме. Численные значения абсолютной и относительной плотности совпадают, но относительная плотность - величина безразмерная.

Экспериментально установлено, что нефтепродукты и вода имеют неодинаковые коэффициенты расширения. Поэтому необходимо при определении плотности указывать температуру воды, нефтепродукта, при ко торой проводилось определение. В СССР плотность нефти и нефтепродуктов определяют при 20°С и относят к плотности воды при 4°С. Плотность принято обозначать через . На практике очень часто приходится определять плотность при температуре, отличающейся от 20°С. Чтобы получить сравнимые результаты, необходимо проводить пересчет плотности в по формуле

(1)

где - плотность при температуре испытания, кг/м²;

-средняя температурная поправка плотности на 1°С (см. таблицу);

t - температура, при которой проводится опыт, °С.

Формула (1) бала предложена Д. И. Менделеевым. Она показывает, что плотность нефти и нефтепродуктов уменьшается с повышением температуры и увеличивается с ее понижением .

Плотность является нормируемым показателем для некоторых неф­тепродуктов. К ним относятся топлива для реактивных двигателей (T-1,

ТС-1, :Т-2, Т-5, РТ, Т-6), топливо котельное, топливо для газотурбинных установок, некоторые марки мазута, бензины-растворители, авиационные, отдельные марки дизельных масел и т.д.

Применение нефтеденсиметров основано на законе Архимеда, согласно которому на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, направленная вертикально вверх и равная массе вытесненной жидкости в объеме погруженной части тела. Нефтеденсиметр представляет собой стеклянную трубку с делениями, в нижнюю часть которой помещен груз. За счет груза и симметричной формы нефтеденсиметр всегда находится в вертикальном положении. Нефтеденсиметры выпускаются с ценой деления от 0,0005 до 0,005 с термометрами и без них. Масса денсиметра подбирается таким образом, чтобы при погружении в испытуемые жидкости он не тонул и не всплывал бы выше

той части, где нанесена градуировочная шкала плотности. Таким об разом, по закону Архимеда, плавая в жидкости, нефтеденсиметр будет погружаться на наибольшую глубину в более легкой жидкости и на наименьшую - в более тяжелой. В равновесном состоянии по верхнему краю мениска отсчитывают на шкале плотность жидкости.

В стеклянный цилиндр, диаметр которого в два и более раза больше диаметра поплавка нефтеденсиметра, осторожно по стенке или по палочке наливают испытуемый нефтепродукт, причем в таком количестве, чтобы при погружении в него нефтеденсиметра уровень жидкости не поднялся выше края цилиндра. Чистый и сухой нефтеденсиметр берут за верхний конец и осторожно помещают в жидкость. После того, как нефтеденсиметр установится и прекратятся его колебания, производят отсчет по верхнему краю мениска. Глаз наблюдателя при этом должен находиться на уровне мениска.

Одновременно с этим отмечают температуру нефтепродукта. Если плотность определяют не при 20°С, а при какой-нибудь другой температуре, то полученную так называемую видимую плотность пересчитывают по формуле (I) в . При этом значение температурной поправки для нефтепродуктов берут из таблицы.

В очень вязкие нефтепродукты (более 200 мм²/с при 50°С) нефтеденсиметр не погружается. Предварительное нагревание нефтепродукта выше 40°С не дает должного эффекта, т.к. погрешность при вы­числения действительной плотности по формула (I) может превысить допускаемую. Поэтому перед определением плотности вязкие нефтепро­дукты предварительно разбавляют равным объемом тракторного или осветительного керосина. Плотность разбавителя должна быть опре­делена тем ке нефтеденсиметром.

Принимая, что плотность испытуемого вязкого продукта и разбавителя равны и подчиняются правилу аддитивности, т.е. плотность смеси равна среднему, арифметическому из плотнос­ти компонентов: , находим .

Таблица 1 - Температурные поправки при определении плотности