Näidatud on gaaside suhteline tihedus. Gaasi tihedus: absoluutne ja suhteline

Maagaas on segu peamiselt süsivesinikgaasidest, mis esinevad aluspinnas eraldi lademete ja lademete kujul, samuti lahustunud kujul naftamaardlates või nn "gaasikorkidena". Maagaasi peamised füüsikalised ja keemilised omadused on:

Gaaside tihedus on aine mass ruumalaühiku kohta - g / cm 3. Praktilistel eesmärkidel kasutatakse gaasi suhtelist tihedust õhu suhtes, s.o. gaasi tiheduse ja õhu tiheduse suhe. Teisisõnu näitab see, kui palju gaas on õhust kergem või raskem:

kus ρ in standardtingimustes on 1,293 kg / m 3;

Metaani suhteline tihedus on 0,554, etaani 1,05 ja propaani suhteline tihedus 1,55. Seetõttu koguneb majapidamisgaas (propaan) lekke korral majade keldrisse, moodustades seal plahvatusohtliku segu.

Põlemissoojus

Kütteväärtus ehk kütteväärtus on soojushulk, mis eraldub 1 m 3 gaasi täielikul põlemisel. Keskmiselt on see 35160 kJ / m 3 (kilodžauli 1 m 3 kohta).

Gaasi lahustuvus

Lahustuvus õlis

Gaasi lahustuvus õlis oleneb õli ja gaasi rõhust, temperatuurist ja koostisest. Rõhu tõustes suureneb ka gaasi lahustuvus. Temperatuuri tõustes gaasi lahustuvus väheneb. Madala molekulmassiga gaase on õlides raskem lahustada kui rasvasemaid.

Õli tiheduse suurenemisega, s.o. makromolekulaarsete ühendite sisalduse suurenedes selles väheneb gaasi lahustuvus selles.

Gaasi õlis lahustuvuse näitaja on gaasitegur - G, mis näitab gaasi kogust 1 m 3 (või 1 tonni) degaseeritud õlis. Seda mõõdetakse m 3 / m 3 või m 3 / t.

Selle näitaja järgi jagunevad hoiused järgmisteks osadeks:

1) õli - G<650 м 3 /м 3 ;

2) gaasikorgiga õli - G-650 - 900 m 3 / m 3;

3) gaasikondensaat - G>900 m 3 /m 3.

Vee lahustuvus surugaasis

Vesi lahustub surugaasis kõrge rõhu all. Selline rõhk võimaldab aluspinnases vett liigutada mitte ainult vedelas, vaid ka gaasifaasis, mis tagab selle suurema liikuvuse ja läbilaskvuse läbi kivimite. Vee mineraliseerumise suurenedes väheneb selle lahustuvus gaasis.

Vedelate süsivesinike lahustuvus surugaasides

Vedelad süsivesinikud lahustuvad hästi kokkusurutud gaasides, tekitades gaasikondensaadi segusid. See loob võimaluse vedelate süsivesinike ülekandmiseks (migratsiooniks) gaasifaasis, tagades selle lihtsama ja kiirema liikumise läbi kivimassi.

Rõhu ja temperatuuri tõustes suureneb vedelate süsivesinike lahustuvus gaasis.

Kokkusurutavus

Moodustava gaasi kokkusurutavus on maagaaside väga oluline omadus. Gaasi maht reservuaari tingimustes on 2 suurusjärku (st ligikaudu 100 korda) väiksem kui selle maht tavatingimustes maapinnal. Seda seetõttu, et gaasil on kõrgel rõhul ja temperatuuril kõrge kokkusurutavus.

Kokkusurutavuse aste on kujutatud reservuaari gaasi mahu suhtena, mis on gaasi mahu suhe reservuaari tingimustes ja sama koguse gaasi mahu suhe atmosfääritingimustes.

Kondensaadi teke on tihedalt seotud gaaside kokkusurutavuse ja neis vedelate süsivesinike lahustuvusega. Mahuti tingimustes lähevad vedelad komponendid rõhu suurenemisel gaasilisse olekusse, moodustades "gaasis lahustunud õli" või gaasikondensaadi. Kui rõhk langeb, läheb protsess vastupidises suunas, s.t. gaasi (või auru) osaline kondenseerumine vedelasse olekusse. Seetõttu tõmmatakse gaasi tootmisel pinnale ka kondensaat.

Kondensaadi tegur

Kondensaaditegur - CF - on toorkondensaadi kogus cm 3 1 m3 eraldatud gaasi kohta.

Eristage toor- ja stabiilset kondensaati. Toorkondensaat on vedel faas, milles gaasilised komponendid on lahustunud.

Stabiilne kondensaat saadakse toormaterjalist selle degaseerimise teel. See koosneb ainult vedelatest süsivesinikest - pentaanist ja kõrgematest.

Standardtingimustes on gaasikondensaadid värvitud vedelikud tihedusega 0,625 - 0,825 g / cm 3, mille keemistemperatuur on algselt 24 0 C kuni 92 0 C. Enamiku fraktsioonide keemistemperatuur on kuni 250 0 C.

Tiheduseks nimetatakse tavaliselt sellist füüsikalist suurust, mis määrab objekti, aine või vedeliku massi ja nende ruumis hõivatud ruumala suhte. Räägime sellest, mis on tihedus, kuidas erineb keha ja aine tihedus ning kuidas (millise valemi abil) füüsikas tihedust leida.

Tiheduse tüübid

Tuleks selgitada, et tiheduse saab jagada mitmeks tüübiks.

Sõltuvalt uuritavast objektist:

• Keha tihedus - homogeensete kehade puhul - on keha massi ja selle ruumis hõivatud ruumala otsene suhe.
• Aine tihedus on sellest ainest koosnevate kehade tihedus. Ainete tihedus on konstantne. Seal on spetsiaalsed tabelid, kus on märgitud erinevate ainete tihedus. Näiteks alumiiniumi tihedus on 2,7 * 103 kg / m 3. Teades alumiiniumi tihedust ja sellest valmistatud keha massi, saame arvutada selle keha ruumala. Või teades, et keha koosneb alumiiniumist ja teades selle keha mahtu, saame kergesti arvutada selle massi. Kuidas neid väärtusi leida, kaalume veidi hiljem, kui tuletame tiheduse arvutamise valemi.
• Kui keha koosneb mitmest ainest, siis selle tiheduse määramiseks on vaja arvutada selle detailide tihedus iga aine kohta eraldi. Seda tihedust nimetatakse keha keskmiseks tiheduseks.

Sõltuvalt aine poorsusest, millest keha koosneb:

• Tõeline tihedus on tihedus, mis arvutatakse ilma kehas leiduvaid tühimikke arvesse võtmata.
• Erikaal ehk näivtihedus on see, mille arvutamisel võetakse arvesse poorsest või rabedast ainest koosneva keha tühimike.

Kuidas siis tihedust leida?

Tiheduse valem

Valem, mis aitab leida keha tihedust, on järgmine:

• p = m / V, kus p on aine tihedus, m on keha mass, V on keha ruumala ruumis.

Kui arvutame konkreetse gaasi tiheduse, näeb valem välja järgmine:

• p \u003d M / V m p on gaasi tihedus, M on gaasi molaarmass, V m on molaarmaht, mis tavatingimustes on 22,4 l / mol.

Näide: aine mass on 15 kg, see võtab enda alla 5 liitrit. Mis on aine tihedus?

Lahendus: asendage väärtused valemis

• p = 15/5 = 3 (kg/l)

Vastus: aine tihedus on 3 kg / l

Tihedusühikud

Lisaks teadmisele, kuidas leida keha ja aine tihedust, on vaja teada ka tiheduse mõõtühikuid.

• Tahkete ainete puhul - kg / m 3, g / cm 3
• Vedelike jaoks - 1 g / l või 10 3 kg / m 3
• Gaaside puhul - 1 g / l või 10 3 kg / m 3

Lisateavet tihedusühikute kohta saate lugeda meie artiklist.

Kuidas leida tihedust kodus

Kodus keha või aine tiheduse leidmiseks vajate:

1. Kaalud;
2. sentimeeter, kui keha on tahke;
3. Anum, kui soovite mõõta vedeliku tihedust.

Kodus kehatiheduse leidmiseks peate mõõtma selle mahtu sentimeetri või anumaga ja seejärel asetama keha kaaludele. Kui mõõdate vedeliku tihedust, ärge unustage enne arvutamist lahutada selle anuma massi, kuhu vedeliku valasite. Kodus on gaaside tihedust palju keerulisem arvutada, soovitame kasutada valmis tabeleid, milles on juba märgitud erinevate gaaside tihedused.

ρ = m (gaas) / V (gaas)

D järgi Y (X) \u003d M (X) / M (Y)

Sellepärast:
D õhuga. = M (gaas X) / 29

Gaasi dünaamiline ja kinemaatiline viskoossus.

Gaaside viskoossus (sisehõõrdumise nähtus) on hõõrdejõudude ilmnemine gaasikihtide vahel, mis liiguvad üksteise suhtes paralleelselt ja erineva kiirusega.
Kahe gaasikihi vastastikmõju käsitletakse protsessina, mille käigus kantakse hoog üle ühest kihist teise.
Hõõrdejõud pindalaühiku kohta kahe gaasikihi vahel, mis on võrdne impulsiga, mis sekundis kihist kihti läbi pinnaühiku kantakse, määratakse Newtoni seadus:

Kiiruse gradient suunas, mis on risti gaasikihtide liikumissuunaga.
Miinusmärk näitab, et hoog liigub kiiruse vähenemise suunas.
- dünaamiline viskoossus.
, kus
on gaasi tihedus,
- molekulide aritmeetiline keskmine kiirus,
on molekulide keskmine vaba tee.

Viskoossuse kinemaatiline koefitsient.

Gaasi kriitilised parameetrid: Тcr, Рcr.

Kriitiline temperatuur on temperatuur, millest kõrgemal ei saa gaas ühelgi rõhul vedelasse olekusse üle kanda. Gaasi veeldamiseks kriitilisel temperatuuril vajalikku rõhku nimetatakse kriitiliseks rõhuks. Antud gaasi parameetrid. Antud parameetrid on mõõtmeteta suurused, mis näitavad, mitu korda on gaasi oleku tegelikud parameetrid (rõhk, temperatuur, tihedus, erimaht) kriitilistest suuremad või väiksemad:

Puurkaevu tootmine ja maa-alune gaasihoidla.

Gaasi tihedus: absoluutne ja suhteline.

Gaasi tihedus on üks selle olulisemaid omadusi. Gaasi tihedusest rääkides mõeldakse tavaliselt selle tihedust normaaltingimustes (st temperatuuril ja rõhul). Lisaks kasutatakse sageli gaasi suhtelist tihedust, mille all mõeldakse antud gaasi tiheduse ja õhu tiheduse suhet samadel tingimustel. On lihtne mõista, et gaasi suhteline tihedus ei sõltu selle asukoha tingimustest, kuna gaasi oleku seaduste kohaselt muutuvad kõigi gaaside mahud rõhu ja temperatuuri muutumisega samas gaasis. tee.

Gaasi absoluuttihedus on normaaltingimustes 1 liitri gaasi mass. Tavaliselt mõõdetakse gaaside puhul g / l.

ρ = m (gaas) / V (gaas)

Kui võtame 1 mool gaasi, siis:

ja gaasi molaarmassi saab leida, korrutades tiheduse molaarmahuga.

Suhteline tihedus D on väärtus, mis näitab, mitu korda on gaas X raskem kui gaas Y. See arvutatakse gaaside X ja Y molaarmasside suhtena:

D järgi Y (X) \u003d M (X) / M (Y)

Sageli kasutatakse arvutustes gaaside suhtelist tihedust vesiniku ja õhu jaoks.

Vesiniku suhteline gaasitihedus X:

D H2 = M (gaas X) / M (H2) = M (gaas X) / 2

Õhk on gaaside segu, nii et selle jaoks saab arvutada ainult keskmise molaarmassi.

Selle väärtuseks on võetud 29 g/mol (ligikaudse keskmise koostise alusel).
Sellepärast:
D õhuga. = M (gaas X) / 29

Gaasi tihedus B (pw, g / l) määratakse teadaoleva mahuga väikese klaaskolbi kaalumisel (mv) gaasiga (joonis 274, a) või gaasipüknomeetriga (vt joonis 77), kasutades valemit.

kus V on koonuse (5–20 ml) või püknomeetri maht.

Koonust kaalutakse kaks korda: esmalt evakueeritakse ja seejärel täidetakse uuritava gaasiga. Saadud 2 massi väärtuste erinevuse järgi selgitatakse välja gaasi mass mv, g. Koonuse täitmisel gaasiga mõõdetakse selle rõhku ja kaalumisel ümbritseva õhu temperatuuri, mis võetakse kui koonuses oleva gaasi temperatuur. Gaasi leitud p ja T väärtused võimaldavad arvutada gaasi tiheduse normaaltingimustes (0 °C; umbes 0,1 MPa).

Gaasiga õhus oleva koonuse massikadu korrigeerimise vähendamiseks konteinerina kaalumisel asetatakse tasakaalustustala teisele õlale täpselt sama mahuga suletud koonus.

Riis. 274. Seadmed gaasi tiheduse määramiseks: koonuse (a) ja vedeliku (b) ja elavhõbeda (c) effuiomeetrid

Selle koonuse pinda töödeldakse (puhastatakse) iga kord täpselt samamoodi nagu gaasiga kaalumisel.

Evakueerimisprotsessi ajal kuumutatakse koonust veidi, jättes selle mitmeks tunniks vaakumsüsteemiga ühendatuks, kuna ülejäänud õhku ja niiskust on raske eemaldada. Tühjendatud koonus võib seinte atmosfäärirõhu mõjul kokkusurumise tõttu muuta mahtu. Sellise kokkusurumisega kergete gaaside tiheduse määramise viga võib ulatuda 1% -ni. Mõnel juhul määratakse gaasi jaoks ka suhteline tihedus dv, st antud gaasi tiheduse p suhe teise gaasi tihedusse, mis on valitud standardina p0, võttes samal temperatuuril ja rõhul:

kus Mv ja Mo on vastavalt uuritava gaasi B ja standardi, näiteks õhu või vesiniku, molaarmassid, g/mol.

Vesiniku puhul M0 = 2,016 g/mol, seega

Selle suhte järgi saate määrata gaasi molaarmassi, kui võtame selle ideaalseks.

Kiire meetod gaasi tiheduse määramiseks on mõõta selle väljavoolu kestust väikesest rõhu all olevast avast, mis on võrdeline väljavoolu kiirusega.

kus τv ja τo ~ vastavalt gaasi B ja õhu väljavoolu aeg.

Gaasi tiheduse mõõtmine selle meetodiga toimub effusioonimeetri ribaga (joonis 274.6) - laia, umbes 400 mm kõrguse silindriga b, mille sees on anum 5, mille alus on 7, mis on varustatud avadega sisselaskeava ja vedeliku väljalaskeava. Anul 5 on kaks märgistust M1 ja M2 gaasi mahu lugemiseks, mille aega jälgitakse. Klapp 3 on mõeldud gaasi sisselaskmiseks ja ventiil 2 vabastamiseks läbi kapillaari 1. Termomeeter 4 juhib gaasi temperatuuri.

Gaasi tiheduse määramine selle väljahingamise kiiruse järgi toimub järgmiselt. Silinder b on täidetud vedelikuga, milles gaas on peaaegu lahustumatu, nii et anum 5 on täidetud ka märgist M2 kõrgemal. Seejärel pressitakse uuritava gaasi abil läbi kraani 3 vedelik anumast 5 välja M1 märgi all ja kogu vedelik peaks jääma silindrisse. Pärast seda, kui kraan 3 on suletud, avage kraan 2 ja laske liigsel gaasil läbi kapillaari 1 väljuda. Niipea kui vedelik jõuab märgini M1, käivitage stopper. Gaasi välja tõrjuv vedelik tõuseb järk-järgult M2 märgini. Sel hetkel, kui vedeliku menisk puudutab märki M2, on stopper välja lülitatud. Katset korratakse 2-3 korda. Sarnased toimingud tehakse õhuga, pestes sellega anum 5 põhjalikult katsegaasi jääkidest. Gaasi väljavoolu kestuse erinevad vaatlused ei tohiks erineda rohkem kui 0,2–0,3 s.

Kui uuritavale gaasile ei ole võimalik valida vedelikku, milles see vähe lahustuks, kasutatakse elavhõbeda efusioonimõõturit (joonis 274, c). See koosneb kolmesuunalise kraaniga 1 klaasanumast 4 ja elavhõbedaga täidetud surveanumast 5. Anum 4 asub klaasanumas 3, mis toimib termostaadina. Gaas juhitakse läbi ventiili 1 anumasse 4, tõrjudes elavhõbeda alla märgi M1. Katsegaas või -õhk vabastatakse läbi kapillaari 2, tõstes tasandusanumat 5. Tundlikumad seadmed gaaside tiheduse määramiseks on Stock gaasi hüdromeeter (joon. 275, a) ja gaasikaalud.

Stock Alfred (1876-1946) – saksa anorgaaniliste ainete keemik ja analüütik.

Stock hüdromeetris pumbatakse kvartstoru üks ots õhuga täidetud õhukeseseinaliseks kuuliks 1, mille läbimõõt on 30–35 mm, ja teine ​​tõmmatakse karvasse 7. Väike raudvarras 3 on tihedalt kinni. pigistatakse toru sees.

Riis. 275. Varraste hüdromeeter (a) ja paigaldusskeem (b)

Palliga lõike ots toetub kvarts- või ahhaattoele. Kuuliga toru asetatakse poleeritud ümmarguse korgiga kvartsnõusse 5. Anumast väljas on raudsüdamikuga solenoid 6. Solenoidi läbiva erineva tugevusega voolu abil joondatakse nookuri asend kuuliga nii, et karv 7 osutab täpselt nullindikaatorile 8. Juuste asendit jälgitakse teleskoobi või mikroskoobi abil. .

Varre hüdromeeter on vibratsiooni kõrvaldamiseks keevitatud toru 2 külge.

Pall ja toru on tasakaalus ümbritseva gaasi antud tihedusega. Kui anumas 5 asendatakse üks gaas konstantsel rõhul teisega, siis tasakaal gaasi tiheduse muutumise tõttu rikutakse. Selle taastamiseks tuleb kas gaasi tiheduse vähenemisel varras 3 elektromagnetiga 6 alla tõmmata või tiheduse kasvades lasta ülespoole. Solenoidi läbiva voolu tugevus tasakaalu saavutamisel on otseselt võrdeline tiheduse muutusega.

Seade on kalibreeritud teadaoleva tihedusega gaaside jaoks. Varda hüdromeetri täpsus on 0,01–0,1%, tundlikkus on umbes DO "7 g, mõõtmisvahemik on 0 kuni 4 g / l.

Paigaldamine varraste hüdromeetriga. Tüve hüdromeeter / (joonis 275.6) kinnitatakse vaakumsüsteemi külge nii, et see ripub toru 2 küljes nagu vedrul. Toru 2 põlv 3 on sukeldatud Dewari anumasse 4 jahutusseguga, mis võimaldab hoida elavhõbedaauru kondenseerumiseks temperatuuri mitte kõrgemal kui -80 o C, kui hüdromeetris vaakumi tekitamiseks kasutatakse difusioonelavhõbedapumpa. Klapp 5 ühendab hüdromeetri uuritavat gaasi sisaldava kolviga. Püüdur kaitseb difusioonipumpa katsegaasiga kokkupuute eest ja kinnitusseade 7 on mõeldud rõhu peenreguleerimiseks. Kogu süsteem on toru kaudu ühendatud difusioonipumbaga.

Gaasi mahtu mõõdetakse kalibreeritud gaasibarettidega (vt joonis 84) koos termostaadiga juhitava veesärgiga. Kapillaarnähtuste korrigeerimiste vältimiseks valitakse gaasi 3 ja kompensatsiooni 5 bürett sama läbimõõduga ja asetatakse kõrvuti termostaadiga juhitavasse kesta 4 (joonis 276). Barjäärivedelikena kasutatakse elavhõbedat, glütseriini ja muid vedelikke, mis uuritavat gaasi halvasti lahustavad.

Kasutage seda seadet järgmiselt. Esmalt täitke büretid vedelikuga kraanist 2 kõrgemale tasemele, tõstes anumat b. Seejärel ühendatakse gaasibürett gaasiallikaga ja see sisestatakse, langetades anumat b, mille järel klapp 2 suletakse. Büretis 3 oleva gaasi rõhu võrdsustamiseks atmosfäärirõhuga viiakse anum b büreti lähedale ja seatakse sellisele kõrgusele, et elavhõbeda meniskid kompensatsiooni 5 ja gaasi 3 bürettides oleksid samal tasemel. Kuna kompensatsioonibürett suhtleb atmosfääriga (selle ülemine ots on avatud), on meniski sellise asendi korral gaasi rõhk gaasibüretis võrdne atmosfäärirõhuga.

Samal ajal mõõdetakse õhurõhku baromeetri ja ümbrises 4 oleva vee temperatuuri termomeetri 7 abil.

Leitud gaasi maht viiakse normaaltingimustesse (0 ° C; 0,1 MPa), kasutades ideaalse gaasi võrrandit:

V0 ja V on vastavalt normaaltingimustele taandatud gaasi maht (l) ja gaasi mõõdetud maht temperatuuril t (°C); p - atmosfäärirõhk gaasimahu mõõtmise ajal, torr.

Kui gaas sisaldab veeauru või oli enne ruumala mõõtmist anumas vee või vesilahuse kohal, siis viiakse selle maht normaaltingimustesse, võttes arvesse veeauru rõhku p1 katsetemperatuuril (vt tabel 37):

Võrrandid kehtivad juhul, kui õhurõhk gaasimahu mõõtmisel oli suhteliselt lähedane 760 Torrile. Reaalse gaasi rõhk on molekulide vastasmõju tõttu alati väiksem kui ideaalsel gaasil. Seetõttu viiakse gaasimahu leitud väärtuses sisse spetsiaalsetest teatmeraamatutest võetud gaasi ebatäiuslikkuse parandus.

Vene Föderatsiooni haridus- ja teadusministeerium

Föderaalne riigieelarveline kõrgharidusasutus

Venemaa Riiklik Nafta- ja Gaasiülikool sai nime A.I. I.M. Gubkin"

A.N. Timašev, T.A. Berkunova, E.A. Mammadov

GAASI TIHEDUSE MÄÄRAMINE

Juhend erialade "Gaasipuurkaevude töötehnoloogia" ja "Gaasi- ja gaasikondensaadiväljade arendamine ja käitamine" laboritööde läbiviimiseks erialade üliõpilastele:

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

Professor A.I. toimetuse all. Ermolaeva

Moskva 2012

Gaasi tiheduse määramine.

Laboritööde juhend / A.N. Timašev,

T.A. Berkunova, E.A. Mammadov - M.: Venemaa Riiklik Nafta- ja Gaasiülikool sai nime I.M. Gubkina, 2012.

Välja on toodud meetodid gaasitiheduse laboratoorseks määramiseks. See põhineb kehtival GOST 17310-2002.

Metoodilised juhendid on mõeldud nafta- ja gaasiülikoolide erialade üliõpilastele: RG, RN, RB, MB, MO, GR, GI, GP, GF.

Väljaanne on koostatud gaasi ja gaasi arendamise ja käitamise osakonnas

zokondensaadi ladestused.

Trükitud teaduskonna haridus- ja metoodilise komisjoni otsusel

botki nafta- ja gaasiväljad.

Sissejuhatus

Kasutatakse maagaaside ja süsivesinikkondensaatide füüsikalisi omadusi

kasutatakse nii projekteerimisetapis, arenduses kui ka valdkonna arendamisel

maagaaside tihedused ning põllu arendamise analüüsi ja kontrolli,

gaasi- ja gaasikondensaatkaevudest toodete kogumise ja ettevalmistamise süsteemi toimimine. Üks peamisi uuritavaid füüsikalisi omadusi on maardlate gaasitihedus.

Kuna maagaasiväljade gaasi koostis on keeruline,

mis koosneb süsivesinikest (alkaanidest, tsükloalkaanidest ja areenidest) ja mittesüsivesinikest

komponendid (lämmastik, heelium ja muud haruldased muldmetallid, samuti happelised komponendid).

nites H2 S ja CO2), on vaja tiheduse laboratoorset määramist

sti gaasid.

Käesolevas metoodilises juhendis käsitletakse määramise arvutusmeetodeid

gaasi tiheduse määramine teadaoleva koostise järgi, samuti kaks laboratoorset meetodit gaasitiheduse määramiseks: püknomeetriline ja kapillaari läbimise meetod

1. Põhimõisted

1.1. Maagaasi tihedus atmosfäärirõhul

Gaasi tihedus võrdub massiga M, mis sisaldub aine ruumalaühikus v

va. Eristada gaasi tihedust normaalväärtusel n P 0,1013 MPa, T 273K ja

kus M on gaasi molekulmass, kg/kmol; 22,41 ja 24,04, m3 / kmol - gaasi molaarmaht vastavalt normaalsel (0,1013 MPa, 273 K) ja standardtemperatuuril

(0,1013 MPa, 293 K) tingimustes.

Maagaaside puhul, mis koosnevad süsivesinikest ja mittesüsivesinikest komponentidest (happelised ja inertsed), on näiv molekulmass M kuni

määratakse valemiga

kus M i on i-nda komponendi molekulmass, kg/kmol, n i on i-nda komponendi molaarprotsent segus;

k on komponentide arv segus (maagaas).

Maagaasi tihedus cm on võrdne

i on i-nda komponendi tihedus 0,1 MPa ja 293 K juures.

Andmed üksikute komponentide kohta on toodud tabelis 1.

Tiheduse muundamine erinevatel temperatuuri- ja rõhutingimustel

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

1.2. Gaasi suhteline tihedus

Inseneriarvutuste praktikas kasutatakse suhtelise mõistet

nye tihedus, mis võrdub gaasi tiheduse ja õhu tiheduse suhtega samadel rõhu ja temperatuuri väärtustel. Tavaliselt võetakse võrdluseks tava- või standardtingimused, õhutihedus aga

vastutustundlikult on 0 1,293 kg / m 3 ja 20 1,205 kg / m 3. Siis sugulane

Maagaasi tihedus on võrdne

1.3. Maagaasi tihedus rõhul ja temperatuuril

Gaasi tihedus reservuaari, puuraugu, gaasi tingimuste jaoks

juhtmed ja seadmed sobiva rõhu ja temperatuuriga määravad

arvutatakse järgmise valemi järgi

kus P ja T on rõhk ja temperatuur gaasitiheduse arvutamise kohas; 293 K ja 0,1013 MPa - standardtingimused leidmisel cm;

z ,z 0 on gaasi ülikokkusurutavuse koefitsiendid, vastavalt Р ja Т ning

standardtingimustes (väärtus z 0 = 1).

Lihtsaim viis ülikompresseeritavuse teguri z määramiseks on graafiline meetod. Z sõltuvus etteantud parameetritest on

asetatud joonisele fig. üks.

Ühekomponendilise gaasi (puhas gaas) puhul määratakse antud parameetrid

valemitega jagatud

kaasa arvatud ja kõik muud komponendid ühendatakse jäägiks (pseudokomponendiks

komponent) C5+ või C7+, sel juhul määratakse kriitilised parameetrid valemiga

100 m kõrgusel 5 240 ja 700 d 5 950-ga,

М с 5 on molekulmass С5+ (С7+) kg/kmol;

d c 5 on pseudokomponendi С5+ (С7+) tihedus, kg/m3.

Tabel 1

Maagaasi komponentide indikaatorid

MÄÄRATLUS

atmosfääriõhk on paljude gaaside segu. Õhk on keerulise koostisega. Selle põhikomponendid võib jagada kolme rühma: konstantne, muutuv ja juhuslik. Esimeste hulka kuuluvad hapnik (hapnikusisaldus õhus on umbes 21% mahust), lämmastik (umbes 86%) ja nn inertgaasid (umbes 1%).

Koostisosade sisaldus praktiliselt ei sõltu sellest, kus maailmas kuiva õhu proov võeti. Teise rühma kuuluvad süsinikdioksiid (0,02 - 0,04%) ja veeaur (kuni 3%). Juhuslike komponentide sisaldus oleneb kohalikest tingimustest: metallurgiatehaste läheduses segatakse sageli õhku märgatavates kogustes vääveldioksiidi, kohtades, kus lagunevad orgaanilised jäägid, ammoniaak jne. Lisaks erinevatele gaasidele sisaldab õhk alati rohkem või vähem tolmu.

Õhutihedus on väärtus, mis on võrdne gaasi massiga Maa atmosfääris jagatud ruumalaühikuga. See sõltub rõhust, temperatuurist ja niiskusest. Seal on standardne õhutiheduse väärtus - 1,225 kg / m 3, mis vastab kuiva õhu tihedusele temperatuuril 15 o C ja rõhul 101330 Pa.

Teades kogemusest liitri õhu massi tavatingimustes (1,293 g), saab arvutada molekulmassi, mis oleks õhul, kui see oleks üksik gaas. Kuna mis tahes gaasi grammmolekul võtab normaalsetes tingimustes enda alla 22,4 liitrit, on õhu keskmine molekulmass

22,4 × 1,293 = 29.

Seda numbrit - 29 - tuleks meeles pidada: seda teades on lihtne arvutada mis tahes gaasi tihedust õhu suhtes.

Vedela õhu tihedus

Piisava jahutamise korral muutub õhk vedelaks. Topeltseintega anumates, mille vahelt õhku soojusülekande vähendamiseks välja pumbatakse, võib vedelat õhku säilitada päris kaua. Sarnaseid anumaid kasutatakse näiteks termostes.

Normaalsetes tingimustes vabalt aurustudes on vedela õhu temperatuur umbes (-190 o C). Selle koostis on ebastabiilne, kuna lämmastik aurustub kergemini kui hapnik. Lämmastiku eemaldamisel muutub vedela õhu värvus sinakast kahvatusiniseks (vedela hapniku värvus).

Vedelas õhus muutuvad etüülalkohol, dietüüleeter ja paljud gaasid kergesti tahkeks olekuks. Kui näiteks süsinikdioksiid lastakse läbi vedela õhu, muutub see valgeteks helvesteks, mis on välimuselt sarnased lumega. Vedelas õhus sukeldatud elavhõbe muutub tahkeks ja tempermalmist.

Paljud vedela õhuga jahutatud ained muudavad oma omadusi dramaatiliselt. Nii muutuvad killud ja tina nii hapraks, et muutuvad kergesti pulbriks, pliikell teeb selget helinat ja külmunud kummipall puruneb põrandale kukkudes.

Näited probleemide lahendamisest

NÄIDE 1

NÄIDE 2

Õhutihedus on füüsikaline suurus, mis iseloomustab õhu erimassi looduslikes tingimustes või gaasi massi Maa atmosfääris ruumalaühiku kohta. Õhutiheduse väärtus sõltub mõõtmiskõrgusest, õhuniiskusest ja temperatuurist.

Õhutiheduse standard on väärtus, mis on võrdne 1,29 kg/m3, mis arvutatakse selle molaarmassi (29 g/mol) ja molaarmahu suhtena, mis on kõigi gaaside puhul sama (22,413996 dm3), mis vastab kuiva õhu tihedus temperatuuril 0 °C (273,15 °K) ja rõhul 760 mmHg (101325 Pa) merepinnal (st normaaltingimustes).

Õhutiheduse määramine ^

Mitte nii kaua aega tagasi saadi teavet õhutiheduse kohta kaudselt aurorade, raadiolainete levimise ja meteooride vaatluste kaudu. Alates kunstlike Maa satelliitide tulekust on õhutihedust arvutatud tänu nende aeglustamisest saadud andmetele.

Teine meetod on jälgida meteoroloogiliste rakettide tekitatud kunstlike naatriumaurupilvede levikut. Euroopas on õhu tihedus Maa pinnal 1,258 kg/m3, viie km kõrgusel - 0,735, kahekümne km kõrgusel - 0,087, neljakümne km kõrgusel - 0,004 kg/m3.

Õhutihedust on kahte tüüpi: mass ja kaal (erikaal).

Õhutiheduse valem ^

Kaalutihedus määrab 1 m3 õhu massi ja arvutatakse valemiga γ = G/V, kus γ on massi tihedus, kgf/m3; G on õhu mass, mõõdetuna kgf; V on õhu maht, mõõdetuna m3. Määras selle 1 m3 õhku standardtingimustes(õhurõhk 760 mmHg, t=15°С) kaalub 1,225 kgf, selle põhjal on 1 m3 õhu massitihedus (erikaal) võrdne γ = 1,225 kgf / m3.

Mis on suhteline tihedus õhus? ^

Sellega tuleks arvestada õhu kaal on muutuv ja varieerub sõltuvalt erinevatest tingimustest, näiteks geograafilisest laiuskraadist ja Maa pöörlemisel ümber oma telje tekkivast inertsijõust. Poolustel on õhu mass 5% suurem kui ekvaatoril.

Õhu massitihedus on 1 m3 õhu mass, mida tähistatakse kreeka tähega ρ. Nagu teate, on kehakaal püsiv väärtus. Massiühikuks loetakse plaatinairidiidist valmistatud raskuse massi, mis asub Pariisis Rahvusvahelises Kaalude ja Mõõtude Kojas.

Õhumassi tihedus ρ arvutatakse järgmise valemi abil: ρ = m / v. Siin m on õhu mass, mõõdetuna kg × s2/m; ρ on selle massitihedus, mõõdetuna kgf × s2/m4.

Õhu mass ja massitihedus sõltuvad: ρ = γ / g, kus g on vaba langemise kiirenduse koefitsient 9,8 m/s². Siit järeldub, et õhu massitihedus standardtingimustes on 0,1250 kg×s2/m4.

Kuidas muutub õhu tihedus temperatuuriga? ^

Baromeetrilise rõhu ja temperatuuri muutudes muutub õhu tihedus. Boyle-Mariotte'i seaduse kohaselt on õhu tihedus seda suurem, mida suurem on rõhk. Rõhu vähenedes kõrgusega aga väheneb ka õhutihedus, mis toob sisse omad kohandused, mille tulemusena muutub rõhu vertikaalse muutumise seadus keerulisemaks.

Nimetatakse võrrandit, mis väljendab seda rõhu ja kõrguse muutumise seadust puhkeatmosfääris staatika põhivõrrand.

See ütleb, et kõrguse kasvades muutub rõhk allapoole ja samale kõrgusele tõustes on rõhu langus seda suurem, mida suurem on raskusjõud ja õhutihedus.

Selles võrrandis on oluline roll õhutiheduse muutumisel. Sellest tulenevalt võime öelda, et mida kõrgemale ronite, seda vähem langeb surve samale kõrgusele tõustes. Õhutihedus sõltub temperatuurist järgmiselt: soojas õhus langeb rõhk vähem intensiivselt kui külmas, seetõttu on soojas õhumassis samal kõrgusel rõhk kõrgem kui külmas õhus.

Temperatuuri ja rõhu väärtuste muutumisel arvutatakse õhu massitihedus valemiga: ρ = 0,0473xV / T. Siin on B õhurõhk, mõõdetuna elavhõbeda millimeetrites, T on õhutemperatuur, mõõdetuna kelvinites. .

Kuidas valida, milliste omaduste, parameetrite järgi?

Mis on tööstuslik suruõhukuivati? Lugege selle kohta kõige huvitavamat ja asjakohasemat teavet.

Millised on osoonteraapia praegused hinnad? Sellest artiklist saate teada:
. Osoonteraapia ülevaated, näidustused ja vastunäidustused.

Kuidas mõõdetakse aurutihedust õhus? ^

Tiheduse määrab ka õhuniiskus. Veepooride olemasolu toob kaasa õhutiheduse vähenemise, mis on seletatav vee madala molaarmassiga (18 g/mol) kuiva õhu molaarmassi (29 g/mol) taustal. Niisket õhku võib pidada ideaalsete gaaside seguks, millest igaühe tiheduste kombinatsioon võimaldab saada nende segule vajaliku tiheduse väärtuse.

Selline tõlgendus võimaldab temperatuurivahemikus –10 °C kuni 50 °C määrata tiheduse väärtusi veatasemega alla 0,2%. Õhu tihedus võimaldab teil saada selle niiskusesisalduse väärtuse, mis arvutatakse õhus sisalduva veeauru tiheduse (grammides) jagamisel kuiva õhu tihedusega kilogrammides.

Staatika põhivõrrand ei võimalda muutuva atmosfääri reaalsetes tingimustes lahendada pidevalt esilekerkivaid praktilisi probleeme. Seetõttu lahendatakse see erinevate lihtsustatud eelduste alusel, mis vastavad tegelikele tegelikele tingimustele, esitades mitmeid konkreetseid eeldusi.

Staatika põhivõrrand võimaldab saada vertikaalse rõhugradiendi väärtuse, mis väljendab rõhu muutust tõusul või laskumisel kõrgusühiku kohta, st rõhu muutust vertikaalse kauguse ühiku kohta.

Vertikaalse gradiendi asemel kasutatakse sageli selle pöördväärtust - baarisamm meetrites millibaari kohta (mõnikord on terminist "rõhugradient" endiselt vananenud versioon - baromeetriline gradient).

Madal õhutihedus määrab väikese takistuse liikumisele. Paljud maismaaloomad kasutasid evolutsiooni käigus selle õhukeskkonna omaduse ökoloogilisi eeliseid, tänu millele omandasid nad lennuvõime. 75% kõigist maismaaloomaliikidest on võimelised aktiivselt lendama. Enamasti on need putukad ja linnud, kuid on ka imetajaid ja roomajaid.

Video teemal "Õhutiheduse määramine"

Gaas on ühe gaasi suhtelise molekulmassi või molaarmassi võrdlus teise gaasi omaga. Reeglina määratakse see kõige kergema gaasi - vesiniku - suhtes. Gaase võrreldakse sageli ka õhuga.

Et näidata, milline gaas on võrdluseks valitud, lisatakse testi suhtelise tiheduse sümboli ette indeks ja sulgudesse kirjutatakse nimi ise. Näiteks DH2(SO2). See tähendab, et tihedus arvutati vesinikust. Seda loetakse "vääveloksiidi tiheduseks vesinikuga".

Gaasi tiheduse arvutamiseks vesinikust on perioodilisustabeli abil vaja määrata uuritava gaasi ja vesiniku molaarmassid. Kui see on kloor ja vesinik, näevad indikaatorid välja järgmised: M (Cl2) \u003d 71 g / mol ja M (H2) \u003d 2 g / mol. Kui vesiniku tihedus jagada kloori tihedusega (71:2), on tulemuseks 35,5. See tähendab, et kloor on 35,5 korda raskem kui vesinik.

Gaasi suhteline tihedus ei sõltu välistingimustest. Seda seletatakse gaaside oleku universaalsete seadustega, mis taanduvad asjaolule, et temperatuuri ja rõhu muutus ei too kaasa nende mahu muutumist. Nende näitajate muudatuste korral tehakse mõõtmised täpselt samal viisil.

Gaasi tiheduse empiiriliseks määramiseks on vaja kolbi, kuhu see asetada. Gaasikolbi tuleb kaaluda kaks korda: esimest korda - pärast kogu õhu väljapumpamist; teine ​​- täites selle uuritava gaasiga. Samuti on vaja eelnevalt mõõta kolvi maht.

Kõigepealt peate arvutama massi erinevuse ja jagama selle kolvi mahu väärtusega. Tulemuseks on gaasi tihedus antud tingimustes. Olekuvõrrandi abil saate arvutada soovitud indikaatori normaalsetes või ideaalsetes tingimustes.

Mõne gaasi tiheduse saate teada koondtabelist, kus on valmis teave. Kui gaas on tabelis loetletud, saab seda teavet võtta ilma täiendavate arvutusteta ja valemeid kasutamata. Näiteks veeauru tiheduse saab leida vee omaduste tabelist (Rivkin S.L. jt teatmik), selle elektroonilisest vastest või kasutades selliseid programme nagu WaterSteamPro jt.

Erinevate vedelike puhul tekib tasakaal auruga aga viimaste erineva tiheduse juures. See on tingitud molekulidevahelise interaktsiooni jõudude erinevusest. Mida kõrgem see on, seda kiiremini tasakaal saabub (näiteks elavhõbe). Lenduvates vedelikes (näiteks eeter) saab tasakaal tekkida ainult märkimisväärse aurutiheduse korral.

Erinevate maagaaside tihedus varieerub vahemikus 0,72 kuni 2,00 kg/m3 ja üle selle, suhteline - 0,6 kuni 1,5 ja üle selle. Suurim tihedus on kõige suurema raskete süsivesinike H2S, CO2 ja N2 sisaldusega gaasidel, kõige väiksem kuivades metaangaasides.

Omadused määratakse selle koostise, temperatuuri, rõhu ja tiheduse järgi. Viimase näitaja määrab labor. See sõltub kõigest ülaltoodust. Selle tihedust saab määrata erinevate meetoditega. Kõige täpsem on kaalumine täpsetel kaaludel õhukeseseinalises klaasnõus.

Rohkem kui sama maagaaside näitaja. Praktikas võetakse selle suhtena 0,6:1. Staatiline väheneb kiiremini kui gaas. Rõhul kuni 100 MPa võib maagaasi tihedus ületada 0,35 g/cm3.

On kindlaks tehtud, et tõusuga võib kaasneda hüdraadi moodustumise temperatuuri tõus. Madala tihedusega maagaas moodustab hüdraate kõrgemal temperatuuril kui suurema tihedusega gaasid.

Tihedusmõõtureid hakatakse alles kasutama ja nende töö ja kontrollimisega seotud küsimusi on endiselt palju.