Бработка результатов по ГОСТ 3900.

абораторная работа № 1-2

Определение плотности нефтепродуктов

по ГОСТ 3900

Рассмотрены и одобрены на заседании

кафедры «Горюче-смазочных материалов»

протокол №_____ от «___»______2010г.

Заведующий кафедрой _______ Г.З.Чёба

Красноярск 2010г.

- 1 –

Цель работы:

1. Определить с помощью ареометра плотность топлива при комнатной температуре и привести это значение к стандартной.

2. То же самое для масла.

еоретические сведения.

Плотность — это масса вещества, заключенная в единице объ­ема. Единица измерения плотности — килограмм на метр кубиче­ский или грамм на сантиметр кубический (кг/м³ или г/см³).

Плотность нефтепродуктов уменьшается с повышением температуры и увеличивается с ее понижением. Поэтому для получения сравнимых результатов плотность следует измерять при одной и той же температуре. Если измерения производятся при другой температуре, то результаты необходимо привести к стан­дартной температуре 20°С. В зарубежных и некоторых отечественных стандартах пределы плотности устанавливают при 15°С.

В процессе длительного хранения плотность нефтепродуктов прак­тически не изменяется, поэтому рас­хождения значений при определении плотности могут появляться только за счет возможных ошибок при ее изме­рениях, в результате неправильного отбора проб или при случайном сме­шении нефтепродуктов различ­ных марок.

Плотность получаемых и отпускаемых нефтепродуктов нужно знать для пересчёта из единиц массы в единицы объёма и обратно.

Плотность нефтепродуктов измеряется ареометром для нефти по ГОСТ 3900 (рис.1), гидроста­тическими весами или пикнометром. В лабораториях ГСМ предприятий гражданской авиации плотность нефтепродуктов обычно измеряется ареометром, определение основано на действии закона Архимеда.

Сущность метода заключается в погружении ареометра в испытуемый нефтепродукт, снятии показания по шкале ареометра и пересчете результатов на плотность при температуре 20 ⁰С.

Ареометр(нефтеденсиметр) представляет собой стеклянный пустотелый поплавок, внизу которого находится балласт, а сверху тонкая трубка со шкалой. Многие ареометры снабжены внутренним термометром.

Плотность авиационных топлив, согласно техническим услови­ям, не должна быть меньше определенной величины. Например, плотность топлива ТС-1 при темпера­туре 20⁰С не должна быть меньше 775 кг/м³. В стандартах на автомобильные и авиационные бензины плотность не нормирована, однако определять её обязательно.

Аппаратура, реактивы и материалы

Ареометр для нефти АНТ-1 или АНТ-2, или АН по ГОСТ 18481.

Цилиндр для ареометра стеклян­ный по ГОСТ 18481.

Термометр ртутный стеклянный с ценой деления не более 1 °С.

Термостат для поддержания температуры с погрешностью не более 0,2 ⁰С.

Растворители: бензин Б-70 или бензин для промышленно-технических целей по ГОСТ, или бензин—растворитель для резиновой промышленности.

- 2 -

Подготовка к испытанию

При испытании при температуре окружающей среды нефтепродукт в плотно закрытой бутылке выдержи­вают до тех пор, пока его температу­ра не будет отличаться от темпера­туры окружающей среды не более чем на ± 3°С.

Для измерения количества нефтепродуктов по объему (или обратного пересчета) плотность определяют при температуре, при которой известен объем.

В других случаях в зависимости от свойств испытуемого продукта пробу доводят до температуры испытания, указанной в таблице 1.

		Таблица1 1
Вид испытуемого продукта	Характеристика продукта	Температура испытания
Легколетучий   Средней лету­чести   Средней лету­чести и вязкий   Нелетучий	Давление насыщенных паров ниже 180 кПа   Температура начала кипения не выше 120 0С   Температура начала кипения не выше 120 0С, очень вязкий при 20 0С   Температура начала кипения выше 120 0С	Охлаждают в закрытом сосуде до 2 0С и ниже   Охлаждают в закрытом сосуде до 200С и ниже   Нагревают до минимальной температуры для приобретения достаточной текучести   Испытывают при любой темп - ре не выше90 0С

Цилиндр, в котором предполагается производить измерения плотности, выбирают такой вместимости, чтобы, при помещении в пробу испытуемого продукта объемом

250 см³ ареометра, последний мог погружаться на всю высоту и при этом не касать­ся стенок.

роведение испытания.

Цилиндр для ареометров устанавливают на ровной поверхности. Пробу испытуемого продукта наливают в цилиндр, имеющий ту же температуру, что и проба, избегая образования пузырьков и потерь от испарения. Пузырьки воздуха, которые образуются на поверхности, снимают фильтровальной бумагой.

Чистый и сухой ареометр медленно и осторожно погружают, держа его за верхний конец, в цилиндр с пробой нефтепродукта, не допуская смачивания части стержня, расположенной выше уровня погружения ареометра.

Температуру испытуемого нефтепродукта в цилиндре определяют по термометру ареометра. Если в ареометре нет термометра, температуру пробы определяют другим термометром до и после измерения плотности.

Таблица2

Наименование показателя

Диапазон измеряемой плотности

Цена деления ареометра

Допускаемая погрешность

измерения
Поправка на мениск

Плотность при

20 ⁰С, р, г/см³

От 0,60 до 1,00

> 0,60 » 1,10

0,0005 0,001

±0,0003 ±0,0006

+0,0007

+0,0014

- 3 -

Когда ареометр в состоянии покоя плавает, не касаясь стенок цилиндра, считывают показания шкалы ареометра с точностью до 0,0001. Верным показанием ареометра является точка на шкале ареометра, где поверхность жидкости разделяет эту шкалу. Эту точку определяют, глядя слегка ниже уровня жидкости и медленно поднимая взгляд до тех пор, пока поверхность жидкости будет представлять эллипс неправильной формы, а затем прямую линию, разделяющую шкалу ареометра (рисунок 2).

При испытании непрозрачных жидкостей (рисунок 3) смотрят немного выше плоской поверхности жидкости и определяют точку на шкале ареометра, до которой поднимается образец. Это показание, определяемое на верхней части мениска, требует поправки, так как ареометры калибруют на снятие показаний по основной поверхности жидкости. Эта поправка зависит от цены деления шкалы ареометра (таблица 2).

I

I

I

1 — жидкость; 2 — точка съема показа­ний; 3 — горизонтальная поверхность жидкости; 4 — основание мениска

Рисунок 2 — Показание шкалы ареометра для прозрачных жидкостей.

1 — жидкость; 2 — точка съема показа­ний; 3 — горизонтальная

поверхность жидкости; 4 — основание мениск

Рисунок 3 — Показание шкалы
ареометра для непрозрачных жидкостей.

.

- 4 -

бработка результатов по ГОСТ 3900.

Плотность нефтепродукта при температуре испытания определяется путем отсчета по шкале ареометра.

Измеренную температуру испытания округляют до ближайшего значения температуры, указанной в таблице обязательного приложения ГОСТ 3900.

В данной таблице представлены значения плотности в (г/см³) при температуре 20⁰С. Таблицу используют при определении плотности ареометрами, калиброванными при температуре 20⁰С. При подготовке таблиц учтены поправки на расширение стеклянного ареометра и расширение нефтепродуктов, поэтому данные таблицы не рекомендуются использовать для определения плотности других веществ (см. далее пример расчета).

Пересчет плотности при температуре испытания на плотность при температуре 20⁰С

ПРИМЕР. Плотность нефтепродукта при температуре 27,5 ⁰С равна 0,6448г/см³. Для пересчета плотности нефтепродукта, измеренной при 27,5 ⁰С на плотность при20⁰С необходимо:

округлить измеренную плотность до второй значащей цифры, например до 0,640 или до 0,650 г/см³;

по таблице в горизонтальной графе «Плотность по шкале ареометра, г/см³» найти округленную величину плотности, например, 0,640;

в графе «Температура испытания,⁰С» найти значение температуры испытания – 27,5⁰С;

по таблице найти плотность продукта при 20⁰С – 0,647г/см³. Так как при округлении измеренной плотности значение плотности фактически уменьшили на 0,6448-0,640=0,0048 или 0,005г/см³, необходимо прибавить это значение к найденному по таблице значению плотности при 20⁰С, то есть (0,647+0,005) г/см³=0,652г/см³.

Таким образом, плотность продукта при 20⁰С равна 0,652г/см³ =652 кг/м³.

Если измеренную плотность округлили до 0,650г/см³, фактическое увеличение значения плотности составляет 0,650-0,6448=0,0052 или 0,005г/см³. Поэтому из значения плотности при 20⁰С, найденного по таблице (0,6569 или 0,657г/см³), необходимо вычесть 0,005г/см³, то есть 0,657-0,005=0,652г/см³.

Плотность продукта при 20⁰С равна 0,652г/см³ =652 кг/м³.

Точность метода

Сходимость

Два результата определений, полученные одним и тем же исполнителем, признаются достоверными (с 95%-ной вероятностью), если расхождение между ними не превышает 0,0005г/см³для прозрачных продуктов;0,006г/см³ – для темных и непрозрачных продуктов.

Воспроизводимость

Два результата испытаний, полученные в двух лабораториях, признаются достоверными (с 95%-ной вероятностью), если расхождение между ними не превышает 0,0012г/см³ для прозрачных продуктов; 0,0015г/см³ – для темных и непрозрачных продуктов.

Обработка результатов с использованием расчетной формулы.

Для приведения измеренной плотности к плотности при темпера­туре 20 ⁰С (р₄ ²⁰) пользуются формулой:

ρ₄ ²⁰ = ρ^t + γ(t-20)

где ρ^t — плотность нефтепродукта при температуре испы­тания, г/см³;

γ — средняя температурная поправка плотности, которую определяют по табл. 3;

t — температура, при которой проводится испытание, °С.

Результат расчета округляют до тысячных долей.

- 5 –

Расхождения между последовательными определениями не должны превышать при измерении ареометрами: — АНТ-1 и АН — 0,5 кг/м³; -АНТ-2 — 1 кг/м³.

Данная формула, предложенная ещё Д.И.Менделеевым, дает правильные результаты при определении плотности нефтепродуктов только в температурном интервале не ниже 0⁰С и не выше 50⁰С.

Пример 1. Температура, при которой проводится испытание, равна 25 ⁰С, уста­новившийся уровень нефтепродукта на ареометре находится между делением 0,778 и 0,779. Можно выбирать любое значение. Выбрав значение 0,778, по табл.1 находим, что для данного значения плотности средняя темпе­ратурная поправка составляет 0,000805. Определяем плотность при температуре 20 °С.

ρ₄ ²⁰=0, 778 + 0,000805*(25 - 20) =0,782г/см³ = 782 кг/м³.

Средние температурные поправки плотности нефтепродуктов

Таблица № 3

#G0Плотность, г/см3	Температурная поправка на 1° С,	Плотность, г/см3	Температурная поправка на 1° С,
0.6900 - 0.6999	0.000910	0.8500 - 0.8599	0.000699
0.7000 - 0.7099	0.000897	0.8600 - 0.8699	0.000686
0.7100 - 0.7199	0.000884	0.8700 - 0.8799	0.000673
0.7200 - 0.7299	0.000870	0.8800 - 0.8899	0.000660
0.7300 - 0.7399	0.000857	0.8900 - 0.8999	0.000647
0.7400 - 0.7499	0.000844	0.9000 - 0.9099	0.000633
0.7500 - 0.7599	0.000831	0.9100 - 0.9199	0.000620
0.7600 - 0.7699	0.000818	0.9200 - 0.9299	0.000607
0.7700 - 0.7799	0.000805	0.9300 - 0.9399	0.000594
0.7800 - 0.7899	0.000792	0.9400 - 0.9499	0.000581
0.7900 - 0.7999	0.000778	0.9500 - 0.9599	0.000567
0.8000 - 0.8099	0.000765	0.9600 - 0.9699	0.000554
0.8100 - 0.8199	0.000752	0.9700 - 0.9799	0.000541
0.8200 - 0.8299	0.000738	0.9800 - 0.9899	0.000528
0.8300 - 0.8399	0.000725	0.9900 - 1.0000	0.000515
0.8400 - 0.8499	0.000712