一、液化石油氣的狀態(tài)參數(shù)
液化石油氣所處的狀態(tài),是通過壓力、溫度和體積等物理量來反映的,這些物理量之間彼此有一定的內(nèi)在聯(lián)系,稱為狀態(tài)參數(shù)。
1.壓力
壓力是一物體垂直均勻地作用于另一物體壁面單位面積上力的量度。物理上用物體單位面積上受到的垂直壓力來表示,稱為壓強,用符號p表示。
p=F/A (1-2-1)
式中p——壓強,Pa;
F——均勻垂直作用在容器壁面的力,N;
A——容器壁面的總面積,m
2。
由于在工程實際中習慣地將壓強稱作壓力,因此,本書中后面提到的壓力,即指壓強。
測量壓力有兩種標準方法:一種是以壓力等于零作為測量起點,稱為絕對壓力,用符號“P絕”表示;另一種是以當時當?shù)氐拇髿鈮毫ψ鳛闇y量起點,也就是壓力表測量出來的數(shù)值,稱為表壓力,或稱相對壓力,用符號“P表”表示。液化石油氣儲灌工藝所講的壓力都是指表壓力。
絕對壓力與表壓力之間的關(guān)系為
絕對壓力=表壓力+當時當?shù)卮髿鈮毫?br />
(1)壓力的單位我國現(xiàn)行的法定壓力計量單位是國際單位制導出的壓力單位,即:帕斯卡(Pa),1Pa=1N/m
2。由于帕斯卡的單位太小(如:一粒西瓜子平放時對桌面的壓力約為20Pa,在實際中常使用兆帕斯卡(MPa)、千帕斯卡(kPa)。其關(guān)系為
1MPa=103kPa=106Pa
(2)壓力單位的換算在采取國際單位制以前,我國慣用的壓力單位有:標準大氣壓、工程大氣壓、毫米汞柱、毫米水柱及英制壓力單位等,其與法定單位的換算關(guān)系,見表1-2-4。
表1-2-4 壓力單位換算
千克力每平方厘米/(kgf/m2) | 帕斯卡/Pa | 巴/bar | 毫米汞柱/mmHg | 磅力每平方英寸/(1bf/in2) | 毫米水柱/mmH2O |
1 | 9.81×104 | 0.981 | 735.6 | 14.22 | 104 |
1×10-5 | 1 | 10-5 | 7.5×10-3 | 145×10-6 | 0.102 |
1.02 | 105 | 1 | 750 | 14.5 | 1.02×104 |
1.36×10-3 | 133.3 | 1.333×10-3 | 1 | 19.34×10-3 | 13.6 |
70.3×10-3 | 6.89×103 | 6.89×10-2 | 51.71 | 1 | 703 |
10-6 | 9.81 | 9.81×10-5 | 7.356×10-2 | 1.422×10 -3 | 1 |
2.溫度
溫度是物質(zhì)分子進行熱運動的宏觀表現(xiàn),它是對物體冷熱程度的量度。測量溫度的標尺稱為溫標。溫標的規(guī)定是選取某物質(zhì)兩個恒定的溫度為基準點,在此兩點之間加以等分,來確定溫度單位尺度,稱為度。
由于對兩個基準點之間所作的等分不同,因此出現(xiàn)了不同的溫度單位。常用的有以下幾種。
?、贁z氏溫標(℃),攝氏度溫標又稱百度溫標,是瑞典人攝爾休斯最先提出的;
?、谌A氏溫標(°F),華氏溫標是德國人華倫海特最早提出的;
?、坶_氏溫標(K),開氏溫度又稱絕對溫度,是英國人開爾文最先提出的。
上述3種溫標的相互關(guān)系,如圖1-2-1所示。
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圖1-2-1 3種溫標的關(guān)系
3種溫標的相互關(guān)系用公式表示為:
?
3.體積
體積是指一定數(shù)量的物質(zhì)占據(jù)空間位置的大小。由于氣體總是要充滿所盛裝的容器,所以氣體的體積由盛裝容器的容積來決定。
常用的體積單位是m
3(立方米)和L(升)。
1m3=1000L
?
二、液化石油氣的物理特性
1.比體積、密度和相對密度
(1)比體積是指單位質(zhì)量的某種物質(zhì)所占有的體積,用符號υ表示,其表達式為:
?
式中υ——某種物質(zhì)的比體積,m
3/kg;
V——該物質(zhì)的體積,m
3;
m——該物質(zhì)的質(zhì)量,kg。
(2)密度是指單位體積的某種物質(zhì)所具有的質(zhì)量。由于液化石油氣的生產(chǎn)、儲存和使用中經(jīng)常呈現(xiàn)氣態(tài)和液態(tài)兩種狀態(tài),因此,液化石油氣的密度就有氣體的密度和液體的密度兩種之分。
?、僖夯蜌鈿怏w的密度。其單位是以kg/m
3表示。它隨著溫度和壓力的不同而發(fā)生變化。因此,在表示液化石油氣氣體的密度時,必須規(guī)定溫度和壓力的條件。一些碳氫化合物在不同溫度及相應(yīng)飽和蒸氣壓下的密度見表1-2-5。
表1-2-5 一些碳氫化合物在不同溫度及相應(yīng)飽和蒸氣壓下的密度/(kg/m3)
溫度/℃ | 丙烷 | 正丁烷 | 異丁烷 |
-15 | 6.4 | 1.06 | 2.50 |
-10 | 7.57 | 1.85 | 3.04 |
-5 | 9.05 | 2.10 | 3.59 |
0 | 10.34 | 2.82 | 4.31 |
5 | 11.90 | 3.35 | 5.07 |
10 | 13.60 | 3.94 | 5.92 |
15 | 15.51 | 4.65 | 6.95 |
20 | 17.74 | 5.39 | 7.94 |
25 | 20.15 | 6.18 | 9.21 |
30 | 22.80 | 7.19 | 11.50 |
35 | 25.30 | 8.17 | 13.00 |
40 | 28.60 | 9.33 | 14.70 |
45 | 34.50 | 10.57 | 16.80 |
50 | 36.80 | 12.10 | 18.94 |
55 | 40.22 | 12.38 | 20.56 |
60 | 44.60 | 15.40 | 24.20 |
從表1-2-5 中可以看出,氣態(tài)液化石油氣的密度隨著溫度及相應(yīng)飽和蒸氣壓的升高而增加。
在壓力不變的情況下,氣態(tài)物質(zhì)的密度隨溫度的升高而減少,在101.3kPa下一些氣態(tài)碳氫化合物的密度見表1-2-6。