Өндірістегі мұнай, газ, суды дайындау және тасымалдау
17
ρ° = ρ
м
/ρ
с
.
(2.2)
Тығыздық шамасының құрамын көрсетеді және ол оның
маңызды технологиялық сипаттамасы болып табылады. (2.2-
сурет).
Мұнайдың тығыздығы (ρ
м
) мен меншікті салмағының (d
м
)
мөлшерін қарастыру керек. Сұйықтықтың меншікті салмағы -
дегеніміз көлемнің барлық бірліктері айтылады (d
м
= G/v).
Олардың арасында байланыс ρ = m/v = G/v·g = d
м
·v/v·g = d
м
/g
болады. Меншікті салмақ заттың физика-химиялық сипаттамасы
болып табылмайды, себебі ол өлшеу орнына байланысты.
Көбінесе мұнайдың сепарациясы 800–940 кг\м
3
аралығында
ауытқиды. Мұнайдың тығыздығының шамасы бойынша шартты
түрде үш түрге бөлеміз: жеңіл (800–860), орташа (860–900),
ауыр 900–940 кг/м
3
.
Молекуладағы көміртек атом саны
2.2-cурет. Функциялардың көмірсутек атомдарының салыстырмалы
тығыздығына қатынасы:
1 – н-парафиндер, 2 – изопарафиндер; 3 – циклопентандар;
4 – циклогександар; 5 – ароматты
Мұнайдың тұтқырлығы қаншалықты аз болса, ақшыл
фракциялардың шығуы соншалықты жоғары. Температура
артқан сайын газсызданған мұнай тығыздығы төмендейді.
т
ы
ғы
зд
ы
қ
ρ
4
2
0
А.А. Исмаилов, Т.Н. Жарқынбеков, Г.Ж. Смаилова
18
Мұнай тұтқырлығы мен температураның байланысы келесідей
көрсетіледі:
ρ(Т) = ρ
20
·[1 + ζ (20 – Т)],
(2.3)
ρ
20
– 20С температура кезіндегі мұнай тұтқырлығы;
ζ – көлемдік кеңею коэффициенті (2.1-кесте).
Температура артқан сайын қысым қанығу қысымынан
төмен аймақтарда қабат мұнайының тығыздығы өсе
бастайды. Мұнай аз сығылатын сұйықтық болғанымен, қысым
артқан кезде мұнай тығыздығы артады, алайда бұл өзгерістер
олардың номиналды мәндерімен салыстырғанда өте аз.
2.1-кесте
Көлемдік кеңеюдің коэффициент мәндері
ρ, кг/м
3
ζ, 1/° С
ρ, кг/м
3
ζ, 1/° С
800-809
0,000937
900-919
0,000693
820-839
0,000882
920-939
0,000650
840-859
0,000831
940-959
0,000607
860-879
0,000782
960-979
0,000568
880-899
0,000738
980-999
0,000527
Мысал қарастырайық. Мұнай тұтқырлығы температура
20°С кезінде 870 кг/м
3
.
Табу керек: 10°С кезінде мұнай тұтқырлығы қаншаға тең?
Шешуі. (1.3) қолданып аламыз:
Ρ
10
= 870·[1 + 0,000782·(20 – 10)] = 876,8 кг/м
3
.
Мұнай – аз сығылатын сұйықтық, бірақ қысым артқанда
мұнай тұтқырлығы өседі, алайда бұл өзгерістер олардың
номиналды мәндерімен салыстырғанда өте аз. Мұнай тұтқырлық
шамасының
өзгерісін
қысым
өзгерген
кезде
мына
байланыстарды қолданып табуға болады:
ρ(Р) = ρ
20
·[1 + β·(Р – Ро)]
(2.4)
Өндірістегі мұнай, газ, суды дайындау және тасымалдау
19
немесе
ρ(Р) = ρ
20
·[1 + (Р – Ро)/К],
(2.5)
мұндағы, ρ
20
– стандарт жағдайдағы мұнай тұтқырлығы;
β – мұнайдың сығылу коэффициенті, 1/Па;
Р – қысым, Па;
Ро – атмосфералық қысым, Па;
К – мұнай серпімділік модулі, Па.
Мұнай сығылу коэффициенті 0,7-4ГПа
-1
, ал орташа мұнай
серпімділігі (К =1/β) ≈ 1,3·109 Па құрайды.
Мысал қарастырайық. 0,1 МПа қысым кезінде мұнай
тұтқырлығы 870 кг/м
3
.
Табу керек: Егер температура өзгермесе 6,0 МПа қысым
кезінде мұнай тұтқырлығы нешеге тең?
Шешуі. (2.5) формуласын қолданып аламыз:
Ρ
6
= 870·[1 + (6,0 – 0,1)·10
6
/1,3·10
9
] ≈ 874 кг/м
3
.
Газдалған мұнайлар үшін мұнайдың тығыздығы тек мұнай
құрамына ғана емес, сонымен қатар температурасына, ерітілген
газдың көлеміне байланысты болады. Ерітілген газдың
мөлшері артқан сайын тығыздықтың мөлшері азаяды.
Табиғи газдың көмірсутекті емес компоненттері мұнайда еріп,
оның тығыздығының мөлшеріне бірдей әсер етпейді. Ол әсіресе
азотқа қатысты. Мұнайдың тұтқырлығы – мұнай жүйесінің
маңызды техникалық қасиеті, оның аққыштығын анықтайды.
Тұтқырлықтың
мөлшері
тасымалдауға,
тасымалдаудың
жылдамдығын анықтауға кеткен энергетикалық шығындарды
бағалау кезінде анықталады.
Мұнай – идеалды жүйе емес. Химиялық тұрғыдан қарағанда
қоспаның көмірсутектері мен гетероатомды қосылыстары бір-
бірімен байланысады. Әсерлесу күштерінің табиғаты электростати-
калық және электродинамикалық. Тұтқырлықтың параметрі бұл
байланыстарды тығыз түрде көрсетеді және оның мөлшері
олардың пайда болу дәрежесімен коррелциялайды.
Математикалық тұрғыдан қарағанда барлық бақыланатын
мұнай жүйесінің макропараметрлерін аддитивтілік принципі
А.А. Исмаилов, Т.Н. Жарқынбеков, Г.Ж. Смаилова
20
бойынша есептеуге болмайды және ол тұтқырлықты анықтаған
кезде толығымен байқалады.
Тұтқырлық (абсолютті, динамикалық) үйкеліс күшін
сипаттайды (сұйықтықтың өзінің қозғалысына ішкі кедергісі),
ол сұйықтықтың ішінде екі ұқсас қабаттардың арасында пайда
болады немесе газ бірлігіндегі олар орын ауыстырғанда бетінде
байқалады. Сұйықтықтың тұтқырлығы тек ол қозғалған
кезде ғана байқалады.
Динамикалық тұтқырлық – Ньютонның теңдеуі арқылы
анықталады:
=
(2.6)
мұндағы, А – сұйықтық қабаттарының қозғалу ауданы;
F – dy мөлшеріне қозғалыс жылдамдықтарының айырма-
шылығын ұстап тұруға қажетті күш;
dy – қозғалыстағы сұйықтықтардың арасындағы арақашықтық;
dv – сұйықтықтың қозғалыстағы жылдамдық айырмашылығы;
μ – пропорционалдық коэффициент, динамикалық тұтқырлық.
Динамикалық тұтқырлықтың өлшемдері (2.6) теңдеуден
анықталады:
СИ жүйесі →[Па·с, мПа·с];
СГС жүйесі→[Пз (пуаз) = г/(см · с), сПз (сантипуаз)];
1 сПз = 10
-3
∙кг/м ∙с = 10
-3
∙Па ∙с
Көбінесе гидравликада есептеулер үшін кинематикалық
тұтқырлықты қолданады – ауырлық күшін ескере отырып,
сұйықтықтың бір бөлігінің екінші бөлігіне қатысты кедергіні
көрсету қасиеті.
υ=μ/ρ
(2.7)
Кинематикалық тұтқырлықтың өлшем бірліктері:
СИ жүйесі→ [м
2
/с, см
2
/с, мм
2
/с];
СГС жүйесі →[Ст (стокс), сСт (сантистокс)];
1 сСт = 10
-2
Ст=10
-6
м
2
/с = 1мм
2
/с.
Достарыңызбен бөлісу: |
