理论教育 密度、重度和相对密度解析

密度、重度和相对密度解析

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:比容是流体单位质量所占有的体积,它与密度的关系为重度和相对密度流体单位体积内具有的重量称为重度,以γ表示。表1.2列出了水在标准大气压下不同温度时的相对密度值。因此,给出一较为精确的回归方程式,即St=S20-×10-3式中,St为温度t℃时的相对密度;S20为温度20℃时的标准相对密度;t为温度,℃。

密度、重度和相对密度解析

(1)密度和比容

单位体积内所含有的流体质量称为流体密度,以ρ表示。对于均质流体,若在流体内任取一微元体积ΔV内所含有的质量为ΔM,则密度ρ表示为

对于非均质流体,根据连续介质的假设密度ρ表示为

该密度称为点密度。

一般而言,流体密度随空间位置和时间发生变化。密度的单位为kg/m3

比容是流体单位质量所占有的体积,它与密度的关系为

(2)重度和相对密度

流体单位体积内具有的重量称为重度,以γ表示。对于均质流体,如果微元体积ΔV中含有重力为ΔG,则

在SI制中,γ的单位为N/m3

对于非均质流体,点的重度为

根据重力与质量的关系,可得到γ、ρ及v的换算关系式,即

在γ、ρ及v中任知其一,即可求得其余两个数值。

此外,物理学上还有相对密度的概念,它是物体的密度与4℃蒸馏水的密度之比,是一个量纲一的纯量。如果用下标W代表4℃蒸馏水的相应物理量,则流体的相对密度S为

在SI制中:

4℃蒸馏水的密度ρW=1000kg/m3

4℃蒸馏水的重度γW=9810N/m3

4℃蒸馏水的比容vW=0.001m3/kg

由式(1.7)可知,若已知某流体的相对密度S,便可求得该流体的密度、重度和比容,即(www.daowen.com)

流体的密度、重度、比容均与流体的温度和压强有关,表1.1列出了常见流体在标准大气压下(p=1.01325bar)的密度及相对密度。表1.2列出了水在标准大气压下不同温度时的相对密度值。

表1.1 流体的平均密度与相对密度

表1.2 水的密度与温度的关系

石油及其产品的相对密度与温度的关系可用下式作近似计算,即

St=S20-β(t-20) (1.9)

式中 St——油品在油温为t℃时的相对密度;

S20——该油品在油温为20℃时的相对密度;

β——油品的温度校正系数,1/℃,其值随油温为20℃的相对密度S20的不同而不同,见表1.3;

t——油品的温度,℃。

表1.3 油品的温度校正系数

在油料的收发计量过程中,密度的温度特性对计量精度有着非常大的影响,式(1.9)给出的相对密度与温度关系近似计算式是一种线性关系式,其计算误差较大,精度不高,因此,用此式作为计量计算式是不合适的。因此,给出一较为精确的回归方程式,即

St=S20-(2.854-3.93S20+1.6S)×10-3(t-20) (1.10)

式中,St为温度t℃时的相对密度;S20为温度20℃时的标准相对密度;t为温度,℃。

式(1.10)的适用范围如下:

S20:0.6~0.766时,温度范围为-25~75℃;

S20:0.8~1.009时,温度范围为0~100℃。

利用上式得出的计算结果与标准值的相对误差小于0.01%。因此,对于油品的计算计量可以获得相当高的精度,且计算简便、实用。

表1.4给出了式(1.10)计算结果与标准值的对比。

表1.4 式 (1.10)计算结果与标准值的对比

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