Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу! Архитектура Биология География Искусство История Информатика Маркетинг Математика Медицина Менеджмент Охрана труда Политика Правоотношение Разное Социология Строительство Физика Философия Финансы Химия Экология Экономика Электроника Кипение становится возможным только в том случае, если давление насыщенных паров жидкости равно внешнему давлению.   Поэтому любая жидкость, находясь под определенным давлением, кипит при вполне определённой температуре. Обычно температуру кипения той или иной жидкости, в том числе и для нефти и нефтепродуктов, приводят при атмосферном давлении. Пузырьки газа, возникающие в процессе кипения (рис 9), насыщены парами груза. Когда давление насыщенного пара внутри пузырьков превышает давление на поверхности жидкости, пузырьки всплывают и лопаются. Жидкость начинает кипеть. р = р b + (ρ · g · h),   Если мы увеличим давление над жидкостью, то температура кипения увеличится, если давление снизим, то и температура кипения уменьшится. В практике это факт используется очень часто. Например, в паровых установках вода кипит при температуре 281°С при давлении в 65 бар, а в установках по производству дистиллированной воды, наоборот, вода кипит при температуре 40°С и давлении насыщенных паров 0,0738 бар. На высоте около 5.000 метров атмосферное давление составляет 513 мбар, что соответствует температуре кипения воды 82°С. Простейший же способ охладить до наинизшей температуры сжиженный газ – сделать так, чтобы его давление насыщенных паров было равно атмосферному давлению, то есть, сообщить атмосферу грузового танка с окружающей атмосферой, что и достигается при срабатывании  предохранительного клапана на грузовом танке.                                                               рb   Рис. 9. Процесс кипения в жидкости. рb – барометрическое давление; h – высота столба жидкости; ρ – плотность жидкости; g – ускорение свободного падения.   Физическая величина, определяющая количество теплоты, необходимое для того, чтобы обратить жидкость массой 1кг в пар без изменения температуры, называется удельной скрытой теплотой парообразования, r (Дж/кг).   Для того чтобы подсчитать количество теплоты, необходимое для превращения в пар жидкости любой массы, нужно удельную теплоту парообразования умножить на массу.   Q = r · m, (Дж). Газовая фаза Атмосфера над поверхностью любого жидкого груза может быть представлена смесью молекул легких фракций, входящих в состав груза. Ниже приведена таблица 3. процентных соотношений углеводородов в атмосфере танка для различных сортов нефти. Давление каждого компонента смеси газов, если бы он один занимал объём сосуда полностью, называется парциальным давлением газа. И общее давление паров смеси определиться как сумма парциальных давлений каждого компонента смеси.     Название углеводорода	Процентное содержание углеводородов В % от объёма
Иракская нефть	Кувейтская нефть
Метан	30	11
Этан	11	24
Пропан	13	35
Бутан	25	18
Пентан	12	7
Гексан	9	5

Таблица 3. Состав газовой фазы сырой нефти.

В отличие от жидкости расстояние между молекулами в газовой фазе вещества довольно велико и силы притяжения между молекулами незначительны. Поэтому газ может расширяться до тех пор, пока молекулы вещества не достигнут стенок сосуда. Газ полностью занимает объём, в котором он находится. Давление газа на стенки сосуда объясняется соударениями движущихся молекул газа со стенками сосуда. Несмотря на то, что величина силы удара одной молекулы о стенку сосуда весьма незначительная, общее воздействие всех молекул в сосуде на его стенки будет значительным. Это воздействие и определяет давление газа в сосуде.

Пример:

В воздухе при нормальном атмосферном давлении и температуре содержится 21% кослорода и 79 % азота. Определить парциальное давление каждого газа.

Решение:

Общее давление Рсм = 1 бар. Поскольку кислород занимает 20 % объёма, то его парциальное давление составит:

Рсм х 0,2 = 0,2 бара, а парциальное давление азота составит 0,8 бара.

Плотность паров может быть определена различными способами. Плотность - масса единицы объёма вещества.

Используя закон Авогадро, мы можем рассчитать плотность любого газа при нормальных или же стандартных условиях.

Пример:

Определить плотность воздуха при стандартных условиях (20 ° С и 1013 мбар, молярный объём = 24,1 литра)

Решение:

Молярная масса кислорода О₂ составляет 32 г/моль, молярная масса азота N₂ составляет 28 г/моль. Определяем плотность каждого компонента:

Общую плотность воздуха определим по формуле:

Где Dn- плотность каждого компонента смеси, а Cn – процентное содержание компонента в смеси.

Плотность может быть определена относительно массы единицы объёма какого либо газа (обычно относительно водорода или воздуха).

Плотность воздуха (при 0° С и давлении 1 бар) относительно водорода составит 14, а относительно воздуха – 1. Относительная плотность величина безразмерная. На практике обычно используется плотность паров по отношению к воздуху, которая напрямую показывает насколько пары груза легче или тяжелее воздуха.

Пример:

Какое количество толуола (Mr = 92 кг/кмоль) необходимо для заполнения танка при температуре +20° С парами толуола, если объём танка составляет 1000 м³, плотность толуола 870 кг/м³, а давление насыщенных паров толуола при 20° С составляет 29 мбар.

Решение:

Определим объёмное содержание толуола в атмосфере танка после его испарения:

При давлении 1013 мбар, пары толуола займут 2,9% объёма танка или же 29 м³.

Количество толуола, которое потребуется для этого составит:

                                         или