Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 [ 62 ] 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284

1.12.5. Измерение плотности

1.12.5.1. Определение

Плотностью газа называется масса в единице объема этого газа. Она выражается обычно в ю* м- (система СИ) и является функцией свойств газа, температуры и давления.

Непосредственное измерение плотности газа осуществляется с помощью статических или динамических денсиметров.

1.12.5.2. Статические плотномеры

Речь идет о приборах, основанных на законе Архимеда.

Сила давления, с которой газ плотностью р действует на тело объемом v, равна

f2--pVg3

Это тело обычно имеет сферическую форму и крепится к концу коромысла весов (см. приведенный рисунок). Весы удерживаются в равновесии силой F3, приложенной к другому концу коромысла.

Если эта система уравновешена в пустоте, то в газе имеет место равенство

F3L.lpVg3

Момент уравновешивающей пвры пропорционален плотности; его величина зависит от геометрии прибора (через I и V) и места использования (через

Уравновешивающий момент создается приведением коромысла в горизонтальное положение при помощи:

- либо с помощью электромагнитной силы переменной величины, приложенной в фиксированной точке (Шлюмберже);

Принцип действия статического денсииетра.

- либо, в соответствии с принципом коромысла, при помощи передвигаемого противовеса (Дег-ранж и Гюо).

1.12.5.3. Динамические плотномеры

Наиболее употребляемыми в этой фуппе являются денсиметры с колеблющимися механическими элементами: заделанная по концам пластина (И.Т.Т. Бартон), или цилиндр (Солартрон, Шлюмберже, Ж. Агар).

В последнем случае тонкий никелевый цилиндр приводится в круговое колебательное движение с резонансной частотой при помощи электромагнитного поля; эти колебания детектируются приемной катушкой и поддерживаются при помощи усилителя (см. нижерасположенный рис.).

Резонансная частота цилиндра является функцией плотности газа, циркулирующего внутри и вне его.

Теоретическое определение этой функции весьма затруднено из-за сложности процесса обмена количеством движения на поверхности контакта металл-газ.

Передающая катушка

Измеряемый флюид

Приемная катушка

Частотомер

Усилитель

Денсиметр с колеблющимся цилиндром..

1.12.6. Измерение

относительной плотности

1.12.6.1. Определение

Плотность газа по отношению к воздуху представляет собой отношение массы газа, взятой в определенном объеме, к массе воздуха в том же объеме при одинаковых давлении и температуре. Эта величина является безразмерной.

Измерение относительной плотности выполняется либо весовым, либо динамическим методом.

1.12.6.2. Весовой метод

Определяется масса баллона известного объема сначала заполненного воздухом, а затем рассматриваемым газом. Не смотря на свою простоту это продолжительный и тонкий метод.

Диск с калиброванным отверстием

Плотномер Шиллинга.

1.12.6.3. Динамический метод

в этом методе используется закон, согласно которому скорость истечения газов через отверстие с острой кромкой обратно пропорциональна корню квадратному из их плотности, т.е.

где dg - относительная плотность газа, tg, ta - времена истечения газа и воздуха

1.12.6.4. Плотномер Шиллинга

Этот прибор, в котором происходит истечение под переменным давлением, состоит из бака с водой, в который пофужается пробирка, открытая снизу, а сверху имеющая отверстие с острой кромкой. Пробирку с используемым газом помещают в бак и отмечают время fg прохождения уровня воды через отметки а и Ь, нанесенные на стенке пробирки. Таким же образом для воздуха определяют время ta.

Этот прибор позволяет быстро получать результаты измерений, однако они корректны лишь для газов, изготовленных из угольных газов.

1.12.6.5. Плотномер Гидро

Переносный прибор, в котором происходит истечение под постоянным давлением, применимый для исследования природного газа. Он состоит из двух одинаковых колпаков, снабженных фадуиро-ванными рейками. Оба колпака погружены в баню с очень жидким маслом и могут быть одновременно соединены с патрубками, имеющими отверстия

Рейки

Крышка

Стрелки указатели

.Направляющие ролики

Воздушный колпак

Кран заполнения воздухом

.ВХОДН!

Кран заполнения газом

Вход

краны

Плотномер Гидро.

С острой кромкой. Один из колпаков заполняется воздухом, другой - исследуемым газом.

По измерению расстояний, пройденных каждым из колпаков, определяют относительную плотность исследуемого газа.

1.12.6.6. Гидростатические плотномеры

Они основаны на определении веса столба газа или разницы весов столбов газа и воз/ха. Эти веса, пропорциональные плотностям, определяются по записываемым измерениям соответствующих давлений.

1.12.6.7. Коромысловые плотномеры

в них используется вертикальная выталкивающая сила, действующая на любое тело, погруженное в какой-либо флюид. Эта сила, являющаяся функцией плотности газа, измеряется весами.

Денсиметры Поллю и Тестю основаны на этом принципе.

1.12.6.8. Турбинные плотномеры

Эти приборы имеют вентилятор, снабженный двумя прдооными колесами, вращающимися в двух различных камерах (одна для воздуха, другая для газа) и снабженные датчиками бокового давления. Эти давления, пропорциональные плотностям газов, передаются под два колокола с гидравлическими затворами, подвешенные на концах коромысла весов, смещения которого регистрируются.

Денсиметры Дебро и Ранарекс основаны на этом принципе.

1.12.7. Измерение шума

1.12.7.1. Шум

Согласно Afnor* акустический феномен, производящий слуховое ощущение, рассматриваемое как неприятное или мешающее. Шум может быть также определен как совокупность колебаний различной частоты.

1.12.7.2. Акустическое давление, или звуковое давление

При наличии акустических волн мгновенное давление р(1) в какой-либо точке атмосферы равно сумме атмосферного давления и мгновенного изменения р„ называемого акустическим или звуковым давлением.

Эффективное значение р звукового давления определяется как

plim

в случае чистого звука (синусоидального)

rpia Рс - амплитуда изменения давления. Afnor-Французское об1цество стандартизации. Прим. ред.

Уровень звукового давления определяется как

NPS = 20 Ig

где РЬ - эталонное звуковое давление, равное 2 X10 Па в воздухе **; единицей измерения уровня звукового давления является децибел (дб), что соответствует отношению давлений в 1,122 раза, или 1/20 Ig отношения давлений.

Уровень звукового давления является локальной характеристикой звукового поля.

1.12.7.3. Акустическая МОЩНОСТЬ

Акустической мощностью W (Вт) звукового источника называется излучаемое им количество звуковой энергии в единицу времени.

Уровень вкустической мощности NW определяется как

NW =10 Ig

где Wo - эталонная акустическая мощность, равная в воздухе 10"" Вт; единицей измерения уровня акустической мощности является децибел

Уровень акустической мощности является характеристикой звукового источника.

1.12.7.4. Акустическая интенсивность (сила звука)

Акустической интенсивностью I называется средняя звуковая мощность, проходящая через единицу пло1цади поверхности, перпендикулярной направлению распространения звука. Если мощность W (Вт) проходит через перпендикулярно расположенную площадку S (м, то акустическая интенсивность I (Вт • ыг) равна

Уровень акустической интенсивности N1 определяется соотношением

N1 = lOlogl о

где 1о - эталонная акустическая интенсивность, равная в воздухе 10~" Вт • м- (Порог слышимости. Ред.); единицей измерения уровня акустической интенсивности является децибел (дб).

Так же, как и уровень звукового давления, уровень акустической интенсивности является локальной характеристикой звукового поля.

Акустическая интенсивность и звуковое давление связаны между собой соотношением

где р - плотность среды. ** Условный порог звукового давления. Прим. ред.