Таблица плотности воздуха

Программное обеспечение

Плотномеры оснащены внутренним программным обеспечением (ПО). Внутреннее ПО записано на микроконтроллере и программируется на заводе изготовителе. Влияние ПО учтено при нормировании метрологических характеристик преобразователей. Конфигурирование плотномеров осуществляется с помощью кнопок на встроенном индикаторе (при его наличии), либо по внешним протоколам Modbus RS485, HART, Wireless HART или Foundation Fieldbus (при наличии внешнего преобразователя Micro Motion 2700). Конфигурировать плотномеры можно с помощью ПО ProLink III (устанавливаемого на персональные компьютеры), либо HART коммуникаторов, либо с помощью любых иных устройств, поддерживающих вышеназванные протоколы.

Идентификационные данные ПО плотномеров указаны в таблице 1.

Таблица 1 — Идентификационные данные программного обеспечения плотномеров

Идентификационные данные (признаки)

Значение

Идентификационное наименование ПО

Встроенное ПО

Номер версии (идентификационный номер) ПО

Не ниже 1.62

Цифровой идентификатор ПО

Не доступно для отображения

Другие идентификационные данные (алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО)

Плотность сжиженного пропана

Плотность сжиженного пропана значительно больше, чем газообразного. При комнатной температуре она лишь немногим меньше плотности некоторых жидких углеводородных топлив и почти в два раза меньше плотности воды. Например, при температуре 20°С и давлении 20 бар (19,74 атм.) плотность пропана сжиженного составляет величину 510,7 кг/м3. 

При увеличении давления при постоянной температуре плотность пропана в жидком состоянии увеличивается. При нагревании сжиженного пропана при постоянном давлении его плотность снижается — пропан становиться менее плотным.

Зависимость изменения плотности жидкого пропана от давления менее существенна, чем от температуры. При росте давления в 10 раз (с 20 до 200 бар) его плотность увеличивается всего на 6…10%. Причем, это увеличение тем больше, чем выше температура жидкого пропана.

Плотность пропана сжиженного в кг/м3
↓ P, бар / t, °С → 20 40 60 80 100
20 510,7 476,9
40 515,2 483,3 445,8 393,5
60 518,9 489,7 456 412,7 347,6
80 523 495,3 464,7 427,7 381,2
100 526,9 500,5 472,4 439,8 401,1
120 530,2 505,1 479,2 449,6 416
140 533,6 509,4 485 458,1 427,5
160 536,8 513,3 490,2 464,9 436,7
180 539,7 517,1 495 471 444,4
200 542,6 520,6 499,2 476,2 450,9
  1. В. В. Сычев и др. Термодинамические свойства пропана. — М.: Издательство стандартов, 1989. — 268 с., с ил.
  2. Н. Б. Варгафтик Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей.
  3. Казанцев Е. И. Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования.

Определение расстояния между компрессорными станциями и числа компрессорных станций

Пользуясь данными таблицы 4 , определяем значения начального и конечного давления на линейном участке между компрессорными станциями

Рн =Рнаг-(дРвых+ дРохл)=7,46-(0,11+0,06)=7,29МПа,

где дРвых — потери давления в трубопроводе между компрессорным цехом и узлом подключения к линейной части магистрального газопровода (без учета потерь давления в системе охлаждения транспортируемого газа), дРвых=0,11МПа;

дРохл — потери давления в системе охлаждения газа, включая eго обвязку дРохл=0,06МПа.

Давление в конце участка газопровода

Рк = Рвс+? Рвс =5,1+0,12=5,22МПа ,

где ? Рвс — потери давления газа на входе КС с учетом потерь давления в подводящих шлейфах и на узле очистки газа, ? Рвс =0,12 МПа .

Полагая температуру газа на входе в линейный участок равной ТН=303K, определим ориентировочно среднюю температуру газа на линейном участке

,

где То — температура окружающей среды на глубине заложения газопровода, То =278 К (Юбилейное месторождение).

В первом приближении, полагая режим течения газа квадратичным, коэффициент сопротивления трению

где kэ — эквивалентная шероховатость труб, kэ=3·10-5м ;

Dвн — внутренний диаметр трубопровода.

Коэффициент гидравлического сопротивления л определяется по формуле

где Е — коэффициент гидравлической эффективности, принимается по результатам расчетов диспетчерской службы в соответствии с отраслевой методикой. При отсутствии этих данных коэффициент гидравлической эффективности принимается равным 0,95.

Среднее давление в линейном участке

Приведенные значения давления и температуры

,

,

где Р=РСР, Т=ТСР — средние давление и температура на линейном участке газопровода соответственно;

РПК, ТПК — псевдокритические давление и температура соответственно.

Коэффициент сжимаемости газа

,

где

Расчетное расстояние между компрессорными станциями составит

где Q — суточная производительность газопровода;

Д — относительная плотность газа по воздуху;

л — коэффициент гидравлического сопротивления;

ZСР — коэффициент сжимаемости газа;

ТСР — средняя температура на линейном участке газопровода.

Определяем расчетное число компрессорных станций

,

где L- протяженность газопровода, км.

Округляем расчетное число КС до целого значения п=7, после чего уточняем расстояние между КС

Технические характеристики

Таблица 2 — Метрологические и технические характеристики плотномеров

Характеристика

GDM

GDM-5

SGM

Диапазон измерений плотности газа, кг/м3

от 1 до 400

от 0 до 3

Диапазон измерений относительной плотности газа

от 0,05 до 3,0

Предел допускаемого СКО случайной составляющей относительной погрешности, %

0,02

0,02

0,02

Пределы допускаемой основной относительной погрешности, %

± 0,1 при совпадении измеряемого газа с калибровочным ± 0,15 при несовпадении измеряемого газа с калибровочным

± 0,1

Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности, кг/м3

± 0,0015

Диапазон измерений температуры

о/~’

газа в плотномере, С

от минус 25 до 125

Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения температуры газа в плотномере (t), °C

±(0,15+0,002 t)

Максимальное рабочее давление измеряемого газа, МПа

25 (избыточное)

Не ограничено (определяется внешним редуктором)

Давление газа в эталонной камере при +20 °С, МПа

от 0,12 до 0,7 (абсолютное)

Давление газа на входе преобразователя, МПа

до 25 (избыточное)

до 25 (избыточное)

от 0,14 до 1,2 (абсолютное)

Диапазон температуры измеряемого газа, °C

от минус 20 до + 85 (стандартная модель) от минус 20 до + 125 (высокотемпературная модель)

от минус 18 до + 50 (не ограничено при применении шкафа с обогре-вом/конди-циони-рованием)

Продолжение таблицы 2

Характеристика

GDM

GDM-5

SGM

Пределы допускаемой дополнительной погрешности за счет отклонения температуры измеряемой среды на ±1°С от температуры 20 оС

± 0,001 кг/м3

± 0,01 %

Выходные сигналы

Частотный Дискретный Аналоговый (4-20) мА Modbus RS485 HART на (4-20) мА

Пределы допускаемой основной приведенной погрешности измерений токового сигнала (4-20) мА,

%

±0,05

Пределы допускаемой дополнительной приведенной погрешности измерений токового сигнала (4-20) мА от изменения температуры окружающей среды на ±1°С от температуры 20 оС, %

±0,005

Рекомендуемый расход газа

3

от 1 до 10 дм /час (в рабочих условиях)

от 0,2 до 60 см3/с (в стандартных условиях)

Г абаритные размеры, мм, не более

125х163х376

254x452x201 (без кожуха) 500х500х320 (с малым кожухом) 602х800х310 (с большим кожухом)

Масса, кг, не более

5

7 (без кожуха) 20 (с малым кожухом)

31(с большим кожухом)

Рабочие условия эксплуатации: -температура окружающей среды, °С

от минус 40 до +65

от минус 18 до +50

(не ограничено при применении шкафа с обогре-вом/конди-ционирова-нием)

Срок службы, лет, не менее

10

Плотность газа при нормальных условиях может быть определена по его молярной массе М

                                    ,                               (1.2)

где 
М — молярная масса, кг/кмоль;  22,41 — объем, который занимаемый 1 кмоль
газа при нормальных условиях, м3/кмоль.

Приведение
плотности, объема и расхода газа к стандартным условиям выполняется по
следующим зависимостям

 ;;,

где 
Р и Рстабсолютные давления; Т и Тст
– абсолютные температуры газа; Z и
Zст
коэффициенты сжимаемости газа соответственно при двух состояниях.

Плотность
смеси
газов подчиняется закону аддитивности

                                    ,                             (1.6)

где 
 — молярная (мольная @
объемная) концентрация, ri
плотность I го
компонента (табл. 1.3).

Газовая
постоянная
  зависит от состава газовой смеси и определяется по
формуле( н×м/(кг×К) )

                                    ,                                    (1.7)

где  — универсальная газовая постоянная,

         Средние
псевдокритические температура и давление смеси также подчиняются закону
аддитивности

  (1.8)                    (1.9)

где Ткр
i и Ркр
i —
абсолютные критические температура и давление компонентов смеси.

Критическим
давлением
называется такое давление, при котором и выше которого
повышением температуры нельзя испарить жидкость.

         Критическая
температура
– это такая температура, при которой и выше которой при повышении
давления нельзя сконденсировать пар.

Описание

Принцип действия плотномеров газа GDM, SGM — вибрационный. Резонансная частота колебаний чувствительного элемента, погруженного в газ, изменяется в зависимости от плотности газа.

Плотномеры газа выпускаются трех модификаций, отличающихся назначением, составом и конструкцией:

—    плотномеры GDM, GDM-5 измеряют плотность газа в рабочих условиях измерения;

—    плотномеры SGM измеряют относительную плотность газа, удельный вес, молекулярный вес, или плотность газа, приведенного к стандартным условиям.

Плотномеры GDM, GDM-5 состоят из сенсорной части и двухкомпонентного корпуса электронной части, соединяемых друг с другом с помощью втулки с контргайкой.

Сенсорная часть плотномеров GDM, GDM-5 содержит заключенную в металлический корпус измерительную камеру, заполненную измеряемым газом, в которой соосно размещается цилиндрической формы чувствительный элемент в виде Ni-Span С-цилиндра, и блок первичного преобразования сигнала в виде залитого компаундом стакана, содержащего катушку возбуждения колебаний, катушки съема сигнала и сенсор температуры Pt100.

Корпус электронной части (называемой иначе трансмиттером или вторичным преобразователем сигналов) имеет цилиндрическую форму и состоит из 2-х герметически изолированных отсеков (для клеммного блока и для платы электроники), закрываемых круглыми крышками. Со стороны платы электроники может быть размещен индикатор. В отсеке клеммного блока имеются 2 резьбовых отверстия для монтажа кабельных вводов или заглушек.

Электронная часть плотномеров GDM, GDM-5 обеспечивает поддержку следующих интерфейсных сигналов: сигнал Modbus RS-485, аналоговый выходной сигнал (4-20) мА с наложенным цифровым сигналом HART, дополнительный сигнал (4-20) мА без протокола HART, или неконфигурируемый частотный выходной сигнал (называемый также сигналом периода времени (ПВ)), индицирующий частоту колебаний чувствительного элемента. Также GDM имеет возможность подключения внешнего преобразователя модели Micro Motion 2700 для обеспечения, в том числе, выходного протокола связи Foundation Fieldbus. С помощью HART протокола, при добавлении соответствующих конвертертеров сигнала есть возможность обеспечить интерфейсный сигнал Wireless HART или получить дополнительные сигналы (4-20) мА.

Плотномеры SGM имеют все элементы плотномера GDM и дополнительно блок пробоподготовки газа, содержащий камеру, в которую закачивается газ, шответствующий измеряемому, ограничительную диафрагму и мембрану для контроля давления. Блок проподготовки газа позволяет исключить влияние давления, температуры и сжимаемости измеряемого газа и обеспечить линейную чувствительность преобразователя к изменению молекулярной массы.

Плотномеры имеют возможность самостоятельно рассчитывать перечисленные в руководстве по эксплуатации дополнительные параметры (например, концентрацию для 2-х компонентного газа, теплотворную способность и число Воббе), а также объемный, массовый, или объемный, приведенный к нормальным условиям расход газа (при подключении к плот-

номеру по цифровому протоколу внешних расходомеров и опционных датчиков давления и температуры).

Степень защиты оболочки плотномеров от воздействия твердых предметов и воды соответствует IP66/67 по ГОСТ 14254-96. Плотномеры сертифицированы для работы в опасных средах. Плотномеры сертифицированы для работы во взрывоопасных условиях. Плотномеры SGM в зависимости от исполнения, могут иметь следующие маркировки взрывозащиты: 0Ex ia IIC T6 Ga X, 0Ex ia IIC T4 Ga X. Плотномеры GDM в зависимости от исполнения, могут иметь следующие маркировки взрывозащиты: 0Ex ia IIC T6.. .T4 Ga X, 0Ex ia IIC T4 Ga X.

Уточненный тепловой и гидравлический расчеты участка газопровода между двумя компрессорными станциями

Принимаем в качестве первого приближения значения л, ТСР и ZСР из первого этапа вычислений

; ;

Определяем в первом приближении значение Рк

Определяем среднее давление

Определяем средние значения приведенного давления и температуры

Удельная теплоемкость газа

где R — газовая постоянная.

Тогда

Коэффициент Джоуля-Томсона

где

Тогда

Рассчитываем коэффициент а

,

где кср — средний на линейном участке общий коэффициент теплопередачи от газа в окружающую среду, зависящий от того, в каких грунтах прокладывается трубопровод (для смешанных грунтов КСР=1 Вт/(м2·К)).

Вычисляем значение средней температуры с учетом теплообмена с окружающей средой и коэффициента Джоуля-Томсона

Вычисляем уточненные значения приведенной температуры ТПР и коэффициента сжимаемости Zcp

Рассчитываем коэффициент динамической вязкости и число Рейнольдса

где

Тогда

Вычисляем коэффициенты лТР и л

Конечное давление во втором приближении

Относительная погрешность определения конечного давления составляет

Полученный результат отличается от предыдущего приближения менее чем на 1 %, поэтому расчет считается законченным. Результаты расчётов приведены в таблице 1.

Таблица 1 — Результаты уточненного теплового и гидравлического расчета линейного участка газопровода

Наименование расчетного параметра

Первое приближение

Второе приближение

1

2

3

Конечное давление Рк, МПа

5,22

Среднее давление РСР, МПа

6,312

Приведенная температура Тпр

1,534

Приведенное давление Рпр

1,339

Теплоемкость газа Ср, кДж/(кг·К)

2,68

Коэффициент Джоуля-Томсона Di, К/МПа

4,245

Параметр а

2,627•10-3

Средняя температура Тср, К

289,53

Средний коэффициент сжимаемости Zср

0,872

Динамическая вязкость газа µ, Па·с

0,912·10-5

Число Рейнольдса Re

6,219·107

Коэффициент сопротивления трения лтр

9,241•10-3

Коэффициент гидравлического сопротивления л

0,01

Конечное давление Р’к, МПа

5,18

Относительная погрешность по давлению,%

0,77

Уточняется среднее давление

Определяем конечную температуру газа

=

На этом уточненный тепловой и гидравлический расчет участка газопровода можно считать завершенным.

Таблица: плотности газов, химические формулы газов и молекулярные веса основных распространенных газов — ацетилен, воздух, метан, азот, кислород и многих других.

Таблица: плотности, химические формулы и молекулярные веса основных распространенных газов — ацетилен, воздух, метан, азот, кислород и многих других
Газ Химическая
формула
Молекулярный
вес
Плотность
кг/м3 футов/фут3(lb/ft3) относительная плотность газа по воздуху
Азот / Nitrogen N2 28.02 1.1651)
1.25062)
0.07271)
0.0780722)
0,97
Ацетилен = этин / Acetylene (ethyne) C2H2 26 1.0921)
1.1702)
0.06821)
0.07292)
0,91
Аммиак / Ammonia NH3 17.031 0.7171)
0.7692)
0.04481)
0.04802)
0,60
Аргон / Argon Ar 39.948 1.6611)
1.78372)
0.10371)
0.1113532)
1,38
Бензол / Benzene C6H6 78.11 3.486 0.20643 2,90
Биогаз, генерируемый метантенком; метан, генерируемый метантенком / Digester Gas (Sewage or Biogas) 0.062
Бутан / Butane C4H10 58.1 2.4891)
2.52)
0.15541)
0.1562)
2,07
Бутилен = Бутен / Butylene (Butene) C4H8 56.11 2.504 0.1482) 2,03
Веселящий газ, закись азота / Nitrous Oxide N2O 44.013 1.9801) 0.114 1,65
Водород / Hydrogen H2 2.016 0.08992) 0.00562) 0,08
Водяной пар / Water Vapor, steam H2O 18.016 0.804 0.048 0,67
Водяной битуминозный газ= голубой водяной газ жирный / Water gas (bituminous) 0.054
Водяной карбюрированный газ = голубой водяной газ / Carbureted Water Gas 0.048
Воздух / Air 29 1.2051)
1.2932)
0.07521)
0.08062)
1
Газ Химическая
формула
Молекулярный
вес
Плотность
кг/м3 футов/фут3(lb/ft3)
Гелий / Helium He 4.02 0.16641)
0.17852)
0.010391)
0.0111432)
0,014
Гексан / Hexane 86.17
Двукосиь азота / Nitric oxide NO 30.0 1.2491) 0.07801) 1,04
Двуокись азота = перекись азота / Nitrogen Dioxide NO2 46.006
Доменный газ = колошниковый газ / Blast furnace gas 1.2502) 0.07802) 0,97
Дисульфид углерода = двусернистый углерод = сернистый углерод = сероуглерод / Carbon disulphide 76.13
Криптон / Krypton 3.742) 2,90
Коксовальный газ = коксовый газ / Coke Oven Gas 0.0342)
Метан / Methane CH4 16.043 0.6681)
0.7172)
0.04171)
0.04472)
0,56
Метиловый спирт / Methyl Alcohol 32.04
Пригодный газ = натуральный газ / Natural gas 19.5 0.7 — 0.92) 0.044 — 0.0562) 0,55-0,70
Продукты сгорания = смесь продуктов полного сгорания в виде CO2, Н2О, SO2 и золы + неполного сгорания в виде СО, Н2, и др., а также азота и кислорода / Combustion products 1.112) 0.0692) 0,86
Изопентан / Iso-Pentane 72.15
Газ Химическая
формула
Молекулярный
вес
Плотность
кг/м3 футов/фут3(lb/ft3)
Кислород / Oxygen O2 32 1.3311)
1.42902)
0.08311)
0.0892102)
1,11
Ксенон / Xenon 5.862) 4,54
Метилбензол = толуол / Toluene C7H8 92.141 4.111 0.2435 3,42
Неон / Neon Ne 20.179 0.89992) 0.0561792) 0,70
Н-гептан / N-Heptane 100.20
Н-октан / N-Octane 114.22
Н-пентан / N-Pentane 72.15
Озон / Ozone O3 48.0 2.142) 0.125 1,78
Оксид серы (II)= диоксид серы = двуокись серы = сернистый ангидрид = сернистый газ / Sulfur Dioxide SO2 64.06 2.2791)
2.9262)
0.17031)
0.18282)
1,90
Оксид серы (III)= триоксид серы = серный ангидрид = серный газ / Sulfur Trioxide SO3 80.062
Оксид серы (I)= моноксид серы / Sulfuric Oxide SO 48.063
Пропан / Propane C3H8 44.09 1.8821) 0.11751) 1,57
Пропен = пропилен / Propene (propylene) C3H6 42.1 1.7481) 0.10911) 1,45
Перокид азота / Nitrous Trioxide NO3 62.005
Светильный газ угольный газ (горючий газ, состоящий из 20-30% метана и 50% водорода
получаемый из каменного угля в процессе его полукоксования и частичного термического крекинга / Coal gas
0.5802) 0,45
Сера / Sulfur S 32.06 0.135
Соляная кислота = хлористый водород / Hydrochloric Acid = Hydrogen Chloride HCl 36.5 1.5281) 0.09541) 1,27
Сероводород = сернистый водород / Hydrogen Sulfide H2S 34.076 1.4341) 0.08951) 1,19
Угарный газ, моноксид углерода / Carbon monoxide CO 28.01 1.1651)
1.2502)
0.07271)
0.07802)
0,97
Углекислый газ = двуокись углерода, диоксид углерода / Carbon dioxide CO2 44.01 1.8421)
1.9772)
0.11501)
0.12342)
1,53
Газ Химическая
формула
Молекулярный
вес
Плотность
кг/м3 футов/фут3(lb/ft3)
Хладагент R-11 137.37
Хладагент R-12 120.92
Хладагент R-22 86.48
Хладагент R40 = хлористый метил / Methyl Chloride 50.49
Хладагент R-114 170.93
Хладагент R-123 152.93
Хладагент R-134a 102.03
Холодильный агент R160 =хлористый этил / Ethyl Chloride 64.52
Хлор / Chlorine Cl2 70.906 2.9941) 0.18691) 2,49
Циклогексан / Cyclohexane 84.16
Этан / Ethane C2H6 30.07 1.2641) 0.07891) 1,05
Этиловый спирт = этанол / Ethyl Alcohol 46.07
Этилен / Ethylene C2H4 28.03 1.2602) 0.07862) 0,98

1)NTP — Нормальная температура и давление (Normal Temperature and Pressure) — 20oC (293.15 K, 68oF) при 1 атм ( 101.325 кН/м2, 101.325 кПа, 14.7 psia, 0 psig, 30 in Hg, 760 мм.рт.ст)

2)STP — Стандартная температура и давление (Standard Temperature and Pressure) — 0oC (273.15 K, 32oF) при 1 атм (101.325 кН/м2, 101.325 кПа, 14.7 psia, 0 psig, 30 in Hg, 760 torr=мм.рт.ст)

Экспериментальное определение — плотность

Экспериментальное определение плотности или объема вещества в критической точке сопряжено с большими трудностями и проводится нередко с большой погрешностью. Поэтому Гавн и Ямада предложили вместо объема вещества в критической точке использовать другую постоянную масштабную величину, находящуюся вдали от критической точки и определяемую с большой точностью.

Экспериментальное определение плотности и пористости тел обычно проводят с помощью пикнометра.

Экспериментальные определения плотности узлов трехмерной сетки можно проводить различными химическими и физическими методами.

Экспериментальное определение плотностей и пористости тел обычно проводят с помощью пикнометра.

Прибор для определения плотности газа.

Экспериментальное определение плотности газа производят методом, основанным на том, что плотности двух газов, равные объемы которых при одинаковых условиях температуры и давления вытекают из узкого отверстия, пропорциональны квадратам продолжительности их истечения. За один из газов обычно принимают воздух.

Экспериментальное определение плотности гидратных кристаллов представляет значительные технические трудности, поскольку, во-первых, оно должно проводиться под давлением и, во-вторых, кристаллы должны быть выделены из гидратного шлама, который, по лабораторным данным, содержит только 10 — 20 % твердого вещества.

Экспериментальное определение плотности безводной хлорной кислоты весьма затруднительно вследствие нестойкости и взрывооласности этого вещества. Имеется всего две работы по определению плотности такой кислоты. Исследование выполнено методом пикнометра. Точность данных обеих работ не указана, однако в работе приведены значения плотности водных растворов хлорной кислоты при концентрациях ниже 70 % по массе, которые можно сравнивать с результатами других исследований плотности водных растворов.

На основе экспериментальных определений плотности газа, теплоемкости и теплоты испарения ( парообразования) были сделаны для важнейших технических газов расчеты величин энтальпии и энтропии как функций состояния. Результаты расчетов собраны в справочные таблицы, но для фактического пользования более удобны составленные по этим справочным данным диаграммы.

Предварительные результаты экспериментального определения плотности азота приведены ниже в сопоставлении с данными таблиц , интерполированных к тем же значениям параметров.

На основе экспериментальных определений плотности газа, теплоемкости и теплоты испарения ( парообразования) были сделаны для важнейших технических газов расчеты величин энтальпии и энтропии как функций состояния. Результаты расчетов собраны в справочные таблицы, но для фактического пользования более удобны составленные по этим справочным данным диаграммы.

Дисперсность эмульсий.

В табл. 2 приведены результаты экспериментального определения плотности, а также вязкости рассматриваемых нефтей в пределах температур от 0 до 50 включительно.

К настоящему времени известна лишь одна работа по экспериментальному определению плотности насыщенного пара Cs, когда цезий помещался в трубку, по длине которой были надеты шесть хомутиков.

Отражательная способность некоторых металлов в зависимости от длины волны.
Ссылка на основную публикацию