5 Глава. Измерения физико-химических свойств жидкостей и газов

 

К числуфизико-химических свойств, автоматический контроль которых осуществляется в химико-технологических процессах, относятся: плотность, вязкость, давление насыщенных паров, теплота сгорания.

Измерение плотности жидкости и газовосуществляется для целей управления химико-технологическими процессами и выполнения операций учета количества сырья, топлива, реагентов.

         Вязкостьопределяет качество продукции в химико-технологических процессах, связанных с производством нефтяных масел, консистентных смазок, полимеров, растворителей.

         Давление насыщенных паров: для жидких однокомпонентных веществ используется в качестве характеристики их чистоты; для нефтепродуктов – характеризует склонность их к испарению и образованию паровых пробок в топливных системах двигателей.

         Теплота сгорания– определяет теплоценность жидких и газообразных топлив, что важно в настоящее время в связи с проводимыми мероприятиями по экономии топливо-энергетическими ресурсов.

                            

5.1 Средства измерения плотности

 

         Плотность вещества –физическая величина, определяемая отношением массы веществаm к занимаемому им объемуv

                                                = .                                                               (5.1)

                                                                      

Плотность жидкостей и газов уменьшается с уменьшением температуры. Плотность газов увеличивается с увеличением давления. Плотность жидкости практически от давления не зависит.

         СИ плотностиназываютсяплотномерамиилиденсиметрами(денситометрами)– от латинского densus – плотный, густой.

         Плотномерыбывают:  весовые, поплавковые, гидроаэростатические,         гидрогазодинамические, радиоизотопные, акустические, вибрационные и др.

Наиболее часто применяются автоматические плотномеры жидкостей и газов.

 

5.1.1 Весовые или пикнометрические плотномеры

 

         Принцип действия– непрерывное взвешивание постоянного объема анализируемого вещества в некоторой емкости или трубопроводе.

Плотность ( греч.- pyknos-плотный) определяется через удельный вес

                                                         g,               

где - плотность вещества;

          g  - ускорение свободного падения.                                                                                                                                                        

         

 

                                  Рисунок 5.1 - Схема весового плотномера

 

Обозначения на рисуноке 5.1: 1 - сильфоны; 2 - неподвижные патрубки; 3 - V-образная трубка; 4 – тяга; 5 – рычаг; 6 – преобразователь; 7 – противовес.

V-образная трубка из нержавеющей стали через тягу соединена с рычагом (см. рисунок 5.1). Наличие сильфонов позволяет трубке поворачиваться вокруг оси О-О. При увеличении плотности жидкости увеличивается масса трубки с жидкостью, что через рычаг  передается к механоэлектрическому или механопневматическому преобразователю. Выходной сигнал Свых пропорционален изменению плотности анализируемой жидкости. Противовес 7 служит для уравновешивания момента сил, создаваемого трубкой 6 при выбранном нижнем пределе измерения плотности.

Диапазоны измерения: 0,5 ¸ 2,5 г/см.      Класс точности: 1 ¸1,5.  Maксимальная рабочая температура:  t°раб=100°С.