ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ

Для индивидуальных жидких веществ давление насыщенного пара, т. е. пара, находящегося в равновесии с жидкостью, - физическая кон­станта, зависящая только от молекулярных свойств данной жидкости и от температуры. Для жидкостей неоднородного состава, таких, как бензины давление насыщенных паров при данной температуре является сложной функцией состава бензина и зависит от объема пространства, в котором находится паровая фаза. Это объясняется тем, что при раз­ных объемах будет испаряться, т. е. переходить в паровую фазу, разное количество компонентов с наибольшим давлением пара и, следовательно, состав жидкой фазы будет также различным. Таким образом, для каждого соотношения жидкой и паровой фаз равновесие паров будет устанавливаться с жидкостью разного состава, что повлияет и на дав­ление насыщенного пара. Для получения сравнимых результатов при определении давления паров это необходимо учитывать и поддерживать соотношение паровой и жидкой фаз постоянным, т. е. проводить опре­деления в стандартной аппаратуре.

Давление насыщенных паров авиационных и автомобильных топлив, а также топлива Т-2 является техническим показателем этих топлив. Этот нижний предел характеризует наличие пусковых фракций (нормируется только для авиационных бензинов), а верхний позволяет судить о стабильности данного топлива и о возможности возникновения газовых пробок. Определение давления насыщенных паров моторных топлив проводится в герметичной стандартной металлической «бомбе» путем замера давления по манометру при 38⁰С и соотношении жидкой и па­ровой фаз 1: 4.

 

Устройство прибора

Прибор для определения давления насыщенных паров (рис.1а) состоит из водяной бани 1, металлического аппарата (бомбы) 2 и манометра 3. Бомба (рис. 1б) состоит из двух частей: топлив­ной 5 и воздушной 6 камер, которое соединяются на резьбе. Отношение объема воздушной камеры к объему топливной

Рис.1. Прибор для определения давления насыщенных паров:

а- схема прибора; б – бомба; 1 – водяная баня, 2-бомба Рэйда, 3-ртутный манометр, 4 – термостат, 5-топливная камера, 6-воздушная камера, 7-ниппель, 8-газовый кран.

 

камеры может коле­баться от 3,8 до 4,2. Верхнее дно воздушной камеры снабжено привинчивающимся ниппелем 7 с газовым краном 8 и наконечником для на­девания резиновой трубки. Герметичность аппарата в собранном виде проверяют заполнением его воздухом под давлением 0,7 МПа и погру­жением в воду. Если аппарат не герметичен можно применить свин­цовые прокладки.

 

 

В бане при определении необходимо поддерживать постоянную температуру 38⁰С. Это достигается с помощью нагревательного устройства с терморегулятором.

 

Методика испытания

Топливную камеру ополаскивают 2 – 3 раза испытуемым топливом и заполняют пробой так, чтобы топливо переливалось через верх камеры. Затем быстро присоединяют воздушную камеру к топливной камере и манометру.

Собранную бомбу опрокидывают и сильно встряхивают несколько раз. Затем подготовленную бомбу полностью погружают в заранее нагретую водяную баню так, чтобы и кран находился в воде. При этом наблюдают, не происходит ли утечки топлива из аппарата. Если бомба оказалась негерметичной, то испытание повторяют с новой пробой топлива. После погружения бомбы в баню открывают кран и через 5 мин отмечают давление по манометру. Затем закрывают кран, вынимают бомбу из бани, опрокидывают ее и сильно встряхивают (это делают очень быстро, чтобы бомба не охлаждалась). Снова погружают бомбу в баню и от­крывают кран. Эту операцию повторяют через каждые 2 мин, наблюдая за давлением. Когда последовательные отсчеты по манометру стано­вятся постоянными, что происходит примерно через 20 мин, отмечают давление как «неисправленное давление насыщенных паров». Во время испытания замеряют также по барометру атмосферное давление.

В отсчитанное по манометру давление насыщенных паров необходимо ввести поправку на изменение давления воздуха и паров воды в воздушной камере, вызванное различием между начальной температурой воздуха и температурой водяной бани. Поправка Δр (в Па) вычисляется по формуле:

 

 

где р_ат – атмосферное давление, Па; р_t – давление насыщенных паров воды при температуре t, Па, (см. приложение 2); t – начальная температура, измеренная в воздушной камере, ⁰С; р₃₈ – давление насыщенных паров воды при 38⁰С, равное 6626 Па.

Поправка р вычитается из ''неисправленного давления насыщенных паров'', если начальная температура воздуха ниже 38⁰С, и прибавляется, если эта температура выше 38⁰С.

 

Результаты работы представить в виде таблицы:

Таблица 1

Номер опыта	Время, мин	Давление Р, Па	ΔР, Па
….

Вывод: …

 

 

Приложение 2.

Давление водяных паров

Температура, 0С	Давление пара	Температура, 0С	Давление пара
Па	мм.рт.ст.	Па	мм.рт.ст.
	1706,5 1813,2 1933,2 2066,5 2199,8 2333,1 2493,1 2639,8 2813,1 2986,4 3173,1 3359,7 3559,7 3786,3 3999,7 4239,6	12,8 13,6 14,5 15,5 16,5 17,5 18,7 19,8 21,1 22,4 23,8 25,2 26,7 28,4 30,0 31,8		4493,0 4759,7 4972,9 5319,6 5626,2 5946,2 6279,5 6626,1 6986,1 7372,7 7772,7 8199,3 8649,3 9105,9 9585,9	33,7 35,7 37,3 39,9 42,2 44,6 47,1 49,7 52,4 55,3 58,3 61,5 64,8 68,3 71,9