Коэффициент объёмного сжатия

Содержание:

В коэффициент сжимаемости Z, или коэффициент сжатия для газов, представляет собой безразмерное значение (без единиц измерения), которое вводится как поправка в уравнение состояния идеальных газов. Таким образом, математическая модель больше напоминает наблюдаемое поведение газа.

В идеальном газе уравнение состояния, связанное с переменными P (давление), V (объем) и T (температура), выглядит следующим образом: П.В. _{идеальный} = n.R.T где n = число молей и R = постоянная идеального газа. Добавляя поправку на коэффициент сжимаемости Z, это уравнение принимает вид:

P.V = Z.n.R.T

Формула жидкости

Страницы:| 01 |

Многочисленные формулы предлагались изобретательными исследователями многие годы, и каждая формула имела свои преимущества и недостатки. Следующие 6 формул (таблица 1) выбраны, чтобы проиллюстрировать эволюцию концепции инфузионной терапии у детей с ожогами. Первые три формулы теперь имеют историческое значение, а остальные три использовались в настоящее время. В приложении дается более полный список формул.

Коуп и Мур (1947) были первыми, кто начали составлять формулу. Они первыми попытались сопоставить какое количество жидкости требуется на площадь ожоговой поверхности и дали убедительные подтверждения тому, сколько жидкостей нужно перелить больному в первые 48 часов. С годами они обнаружили, что их больные бывают перегружены жидкостью, поэтому максимально рекомендовали, расход жидкостей от 10 — 12 % веса тела в литрах жидкости.

Эванс (1952) разработал свою формулу используя данные Коупа и Мура, на основе состава жидкости ожоговых волдырей. Кроме этого он давал дневное количество жидкостей и ограничивал максимум жидкости, даваемой на ожог, который рассчитывался исходя из 50 % ожоговой поверхности.

Реисс (1953) работая в Военном госпитале ожогового отделения в Бруке, используя формулу Эванса в первые 48 часов, наполовину. Впоследствии ожоговое отделение в Бруке (Пруитт, 1970) исключило назначения коллоидных растворов в первые 24 часа, используя только один раствор Рингер лактата.

Бакстер (1968) предложил инфузионную терапию, используя большое количество только Рингер лактата, измеряя диурез и оценивая клиническое состояние, в первые 24 часа. Он добавлял коллоид в течение первых суток. Опыт показал, что эта формула может использоваться во многих случаях. Проблемы появляются когда ребенка перегружают жидкостью, дают слишком много жидкости сильно обожженному больному.

Карвагал (1975) считает, что введение жидкостей должно быть основано исключительно на расчете поверхности тела. Его формула, в которой используется один раствор, требует 2-х рассчетов: один — процент поверхности ожогов — ожоговое содержание; и другой расчет основан на общей площади поверхности тела — физиологическая потребность. Он рекоммендует раннее применение коллоида (альбумина) и считает, что формула имеет особые преимущества для ожоговых больных всех возрастов и с разной степенью ожога

При использовании этой формулы важно аккуратно вести оценку площади поверхности тела

Боусер и Колдуелл (1983) отстаивает применение гипертонического раствора для реанимации, особенно у детей с ожогами. Они считают, что при таком режиме избегается перегрузка жидкостью, и восстанавливаются потерянные ионы натрия. Поддержка нормальной осмолярности сыворотки и отношение нормальной внутриклеточной жидкости к экстра-клеточной считается преимуществом. Использование гипертонической жидкости для реанимации детей требует постоянного мониторинга за больным, чтобы избежать гипернатремии, гипертонических синдромов и возможных синдромов центральной нервной системы. Никаких коллоидов в первые 48 часов не применялось.

Теоретические модели [ править ]

Вириальное уравнение особенно полезно для описания причин неидеальности на молекулярном уровне (очень немногие газы являются одноатомными), поскольку оно выводится непосредственно из статистической механики:

Z=1+BVm+CVm2+DVm3+…{\displaystyle Z=1+{\frac {B}{V_{\mathrm {m} }}}+{\frac {C}{V_{\mathrm {m} }^{2}}}+{\frac {D}{V_{\mathrm {m} }^{3}}}+\dots }

Где коэффициенты в числителе известны как вириальные коэффициенты и являются функциями температуры.

Вириальные коэффициенты учитывают взаимодействия между последовательно увеличивающимися группами молекул. Например, учитывает взаимодействия между парами, взаимодействия между тремя молекулами газа и так далее. Поскольку взаимодействия между большим числом молекул редки, вириальное уравнение обычно усекается после третьего члена. B{\displaystyle B}C{\displaystyle C}

Коэффициент сжимаемости связан с потенциалом межмолекулярной силы φ следующим образом:

Z=1+2πNAVm∫∞(1−exp⁡(φkT))r2dr{\displaystyle Z=1+2\pi {\frac {N_{\text{A}}}{V_{\text{m}}}}\int _{0}^{\infty }\left(1-\exp \left({\frac {\varphi }{kT}}\right)\right)r^{2}dr}

В статье о реальном газе представлены более теоретические методы вычисления коэффициентов сжимаемости.

Физические свойства воды при температуре от 0 до 100°С

Физические свойства воды существенно зависят от ее температуры. Наиболее сильно эта зависимость выражена у таких свойств, как удельная энтальпия и динамическая вязкость. При нагревании значение энтальпии воды значительно увеличивается, а вязкость существенно снижается. Другие физические свойства воды, например, коэффициент поверхностного натяжения, число Прандтля и плотность уменьшаются при росте ее температуры. К примеру, плотность воды при нормальных условиях (20°С) имеет значение 998,2 кг/м 3 , а при температуре кипения снижается до 958,4 кг/м 3 .

Такое свойство воды, как теплопроводность (или правильнее — коэффициент теплопроводности) при нагревании имеет тенденцию к увеличению. Теплопроводность воды при температуре кипения 100°С достигает значения 0,683 Вт/(м·град). Температуропроводность H₂O также увеличивается при росте ее температуры.

Следует отметить нелинейное поведение кривой зависимости удельной теплоемкости этой жидкости от температуры. Ее значение снижается в интервале от 0 до 40°С, затем происходит постепенный рост теплоемкости до величины 4220 Дж/(кг·град) при 100°С.

t, °С →		10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
ρ, кг/м 3	999,8	999,7	998,2	995,7	992,2	988	983,2	977,8	971,8	965,3	958,4
h, кДж/кг		42,04	83,91	125,7	167,5	209,3	251,1	293	335	377	419,1
Cp, Дж/(кг·град)	4217	4191	4183	4174	4174	4181	4182	4187	4195	4208	4220
λ, Вт/(м·град)	0,569	0,574	0,599	0,618	0,635	0,648	0,659	0,668	0,674	0,68	0,683
a·10 8 , м 2 /с	13,2	13,7	14,3	14,9	15,3	15,7	16	16,3	16,6	16,8	16,9
μ·10 6 , Па·с	1788	1306	1004	801,5	653,3	549,4	469,9	406,1	355,1	314,9	282,5
ν·10 6 , м 2 /с	1,789	1,306	1,006	0,805	0,659	0,556	0,478	0,415	0,365	0,326	0,295
β·10 4 , град -1	-0,63	0,7	1,82	3,21	3,87	4,49	5,11	5,7	6,32	6,95	7,52
σ·10 4 , Н/м	756,4	741,6	726,9	712,2	696,5	676,9	662,2	643,5	625,9	607,2	588,6
Pr	13,5	9,52	7,02	5,42	4,31	3,54	2,93	2,55	2,21	1,95	1,75

Примечание: Температуропроводность в таблице дана в степени 10 8 , вязкость в степени 10 6 и т. д. для других свойств. Размерность физических свойств воды выражена в единицах СИ.

Коэффициент — объемное сжатие

Знак минус поставлен для того, чтобы коэффициент объемного сжатия жидкости был положительной величиной. В самом деле, при увеличении давления ( dp 0) объем жидкости уменьшается ( dVx 0) и наоборот, то есть дифференциалы в числителе и знаменателе равенства (19.22) имеют разные знаки. Коэффициент объемного сжатия жидкости обычно считается универсальной постоянной, то есть считается, что он не зависит ни от температуры, ни от давления, но для разных жидкостей он принимает разные значения.
 

При нагревании такого сосуда вследствие очень малого значения коэффициента объемного сжатия жидкого хлора в нем резко возрастает давление, которое во много раз превышает расчетное. Резкий рост давления внутри сосуда является причиной гидравлического разрыва его обечайки и других конструктивных элементов. Происходит выброс хлора в атмосферу и отравление людей.
 

Объемная деформация воды под действием сил давления характеризуется коэффициентом объемного сжатия pw 5 — 10 — 8 для давлений 1 — 500 am и коэффициентом температурного расширения рг: ( 14 -: — 719) 10 — 6 для интервала температур 0 ч — 100 С. Поэтому при рассмотрении движения воды в трещиноватой среде для обычно встречающихся в инженерной практике колебаний давлений и температур изменяемость объема воды весьма мала; и ею практически можно пренебречь.
 

Нельзя, однако, изменить характер зависимости, например, коэффициента объемного сжатия ( при постоянной температуре) от давления, изменяя единицы, в которых измеряются объем и давление. Если этот коэффициент уменьшается с увеличением давления при одном каком-нибудь выборе единиц, то он будет уменьшаться и при любом другом выборе их. Тогда надо ответить на вопрос, возникший фактически с момента изобретения термометра Галилеем: чем отличается измерение температуры от измерения такой величины, как, например, объем.
 

Модулем объемной упругости жидкости / С называется величина, обратная коэффициенту объемного сжатия.
 

Очевидно, что модуль объемной упругости — К является обратной величиной коэффициента объемного сжатия.
 

Винтовой пресс Рухгольца для тарировки пружинных манометров работает на масле с коэффициентом объемного сжатия р 6 25 10 — 5 см2 / кг.
 

Величина получаемых давлений пропорциональна мощности, обратно пропорциональна длительности импульса и зависит от коэффициента объемного сжатия жидкости. Средой для получения электрогидравлического эффекта может служить любая жидкость; наиболее удобной является техническая вода.
 

Найти приближенное значение частоты со первого тона вертикальных колебаний жидкости в трубе, если коэффициент объемного сжатия последней равен / ill / M J, а труба имеет круговое поперечное сечение площадью S. Считать, что амплитуды перемещений частиц жидкости по вертикали и изменяются но линейному закону ( смотри зпюру), растеканием жидкости в радиальном направлении пренебречь.
 

Поскольку непосредственное измерение сжимаемости жидкости в процессе испытаний затруднительно, НАТИ предложил методику определения коэффициента объемного сжатия по результатам специальных экспериментов. Так, при испытании гидромотора объем жидкости в под-поршневом пространстве, сжатый до рабочего давления, в конце рабочего хода поршня подключается к сливной магистрали с низким давлением и расширяется.
 

Здесь Ь, у-структурные параметры породы, зависящие от коэффициентов Юнга и Пуассона, коэффициентов объемного сжатия кварца и цемента породы, объемного содержания кварца и цемента породы, коэффициента пористости на контуре пласта; р, рк — текущее и контурное давление соответственно; kK — коэффициент проницаемости внешней границы.
 

Сжимаемостью называют способность жидкости изменять свою плотность при изменении давления или температуры; она характеризуется коэффициентом объемного сжатия Э1 / ( / Ср 273) ijepad. Если плотность при движении жидкости или газа не изменяется, то жидкость называют несжимаемой.
 

Для некоторых материалов, например глины, при деформации всестороннего сжатия между сжимающим давлением р и коэффициентом объемного сжатия 0 — div w также получается аналогичная зависимость.
 

Физически коэффициент объемного расширения fip показывает относительное изменение объема при изменении температуры на 1 С, а коэффициент объемного сжатия 3СЖ — относительное изменение объема при изменении давления на 0 1 МПа.
 

Относительное изменение объема жидкости при увеличении давления на 1 кг на каждый квадратный сантиметр ее поверхности характеризуется коэффициентом объемного сжатия ри.
 

Сжимаемость — пластовая вода

Зависимость коэффициента сжимаемости.

Сжимаемость пластовой воды несколько изменяется в различных интервалах давления, но в основном зависит от минерализации, химического состава, пластовой температуры и газосодержания. Коэффициент сжимаемо сти вод нефтяных и газовых месторождений обычно лежит в пределах ( Зч-5) — Ю-4 МПа-1. Но, поскольку в недрах существуют высокие пластовые давления, со сжимаемостью воды приходится считаться при ряде точных расчетов.
 

Сжимаемость пластовой воды характеризуется коэффициентом сжимаемости рв, который определяется как изменение объема 1 м3 воды при изменении давления на единицу.
 

Зависимость растворимости природного газа в воде от давления.

Сжимаемость пластовой воды изменяется в 1 5 — 2 раза в зависимости от температуры, давления и количества растворенного газа.
 

Коэффициент сжимаемости пластовой воды показывает изменение единицы объема воды в пластовых условиях при изменении давления на 0 1 МПа. Для пластовых вод нефтяных и газовых месторождений он находится в пределах ( 3 — 5) 10 — 4 МПа-1, зависит главным образом от газонасыщенности и температуры и выражается следующим образом; рв рв ( 1 0 05g), где рв — коэффициент сжимаемости воды, содержащей растворенный газ; рв — коэффициент сжимаемости дегазированной пластовой воды; g — газосодержание пластовой воды.
 

Коэффициент сжимаемости пластовой воды мало зависит от ве — личины пластового давления в таком узком интервале изменения давления, с которым мы имеем дело в данном случае. Однако если пластовое давление остается выше давления насыщения, то при небольшом изменении, давления можно пренебречь изменением сжимаемости нефти.
 

Коэффициент сжимаемости пластовой воды показывает изменение единицы объема воды в пластовых условиях при изменении давления на 0 1 МПа. Для пластовых вод нефтяных и газовых месторождений он находится в пределах ( 3 — 5) 10 — 4 МПа 1, зависит главным образом от газонасыщенности и температуры и выражается следующим образом; рв 3в ( 1 0 05 g), где рв — коэффициент сжимаемости воды, содержащей растворенный газ; рв — коэффициент сжимаемости дегазированной пластовой зоды; g — газосодержание пластовой воды.
 

Знание сжимаемости пластовой воды необходимо для подсчета объемов нефти, газа и воды в порах пласта и для определения скорости вторжения воды в нефтяную часть залежи.
 

Коэффициент сжимаемости пластовой воды показывает изменение единицы объема воды в пластовых условиях при изменении давления на 0 1 МПа. Для пластовых вод нефтяных и газовых месторождений он находится в пределах ( 3 — 5) — 1 0 4 МПа 1, зависит главным образом от газонасыщенности и температуры и выражается следующим образом: / ( 1 0 05g), где / — коэффициент сжимаемости воды, содержащей растворенный газ; Д, — коэффициент сжимаемости дегазированной пластовой воды; g — газосодержание пластовой воды.
 

Коэффициент сжимаемости пластовой воды Рд п, выражающий собой изменение единицы объема воды при изменении давления на единицу, существенно зависит от количества растворенного в воде газа. Эта зависимость отчетливо проявляется при давлениях, равных давлению насыщения или ниже его. Коэффициент сжимаемости пластовой воды следует определять по данным исследования глубинных проб пластовой воды.
 

Величина коэффициента сжимаемости пластовых вод заключена в пределах от 2 7 — 10 — 5 до 5 0 — 10 — 5 МПа-1, но при значительной газонасыщенности она может в несколько раз увеличиваться.
 

По данным В. Н. Щелкачева величина коэффициента сжимаемости пластовых вод заключена в пределах от 2 7 — 10 — 5 до 5 — Ю 5 1 / ( кгс / см2), но при большой газонасыщенности она может быть в несколько раз значительней ( см / гл.
 

В этом случае точность определения сжимаемости пластовой воды обоими методами для практических целей также достаточна. Однако результат, полуленный решением уравнения, более точен и поэтому он будет использован в последующих расчетах.
 

В последние несколько лет в ИГиРГИ проводилось систематическое изучение плотности и сжимаемости пластовых вод при различных температурах и давлениях. Установка эта состоит из трех основных аппаратов: бомбы равновесия PVT-8, конструкции ВНИИКанефтегаз, плотномера, сосуда с ультразвуковыми датчиками и ряда вспомогательных приборов.
 

4 Влияние погрешности исходных данных на погрешность расчета коэффициента сжимаемости

При измерении
расхода и количества природного газа, транспортируемого в газопроводах,
давление (р), температуру (T), плотность при стандартных условиях
(r_c)
и состав (х_i) измеряют с определенной погрешностью.
Перечисленные параметры являются исходными данными для расчета коэффициента
сжимаемости.

В
соответствии с рекомендациями ИСО 5168 погрешность расчета
коэффициента сжимаемости, которая появляется в связи с погрешностью измерения
исходных данных, определяют по формуле

d_ид
= ,                                     (82)

где    d_и.д —
погрешность расчета коэффициента сжимаемости, связанная с погрешностью
измерения исходных данных;

d_qk — погрешность измерения
параметра исходных данных;

 = ;                                                 (83)

,                                                  (84)

В формулах (82) —
(84):

q_k— условное обозначение k-го параметра исходных
данных (р. Т, r_c, х_i,);

`q_k — среднее значение k-го
параметра в определенный промежуток времени (сутки, месяц, год и т.д.);

q_kмакс
и q_kмин
— максимальное и минимальное значения k-го параметра в определенный
промежуток времени;

N_q —
количество параметров исходных данных.

При
вычислении частных производных по формуле (83) коэффициенты сжимаемости К_qk+ и К_qk—рассчитывают
при средних параметрах  и параметрах q_k+ =  + D и q_k— =  — D, соответственно. Рекомендуется выбирать D = 0,5×10-2 d_qk

Коэффициент
сжимаемости `К
(среднее значение) рассчитывают по выбранному рекомендуемому методу расчета при
средних параметрах q_k.

Для методов:

1) NX 19 мод. и УС GERG-91 мод. — N_q
= 5 и параметрами исходных данных являются давление, температура,
плотность при стандартных условиях, молярные доли азота и диоксида углерода;

2) УС AGA8-92DC и УС ВНИЦ СМВ — N_q = 2 + N (N — количество
компонентов) и параметрами исходных данных являются давление, температура и
молярные доли компонентов природного газа, причем для УС ВНИЦ СМВ учитываются
молярные доли только основных компонентов газа.

Общую погрешность
расчета коэффициента сжимаемости определяют по формуле

,                                                        (85)

где d
— погрешность расчета коэффициента сжимаемости, которая для каждого метода
приведена в 3.2.1.

Для методов NX19 мод. и УС GERG-91 мод.
допускается рассчитывать погрешность d_и.д по формуле

, (86)

где    d_Т, d_p,
d_rc,
d_xa
и d_xy — погрешности
измеряемых параметров, соответственно, температуры, давления, плотности
природного газа при стандартных условиях, содержания азота и диоксида углерода
в нем.

Коэффициенты К_T,
К_р, К_rc, К_xa и К_xув зависимости от метода, используемого для расчета коэффициента сжимаемости
K, определяются по следующим выражениям (см. формулы (34) — (38) или
(39) — (43) ГОСТ
30319.1):

— при расчете
К по методу NX19 мод.

,                                                 (87)

,                                                    (88)

,                                                       (89)

,                                                      (90)

,                                                       (91)

— при расчете К по методу
GERG-91

,                                                  (92)

,                                                   (93)

,                                                              (94)

,                                                      (95)

.                                                      (96)

Измененная редакция, Изм. № 1.

Влажность воздуха: испарение и конденсация

Такие процессы, как испарение и конденсация, становятся более логичными и простыми, если их рассмотреть на примере влажности воздуха.

Влажность воздуха говорит нам о том, сколько в воздухе содержится водяного пара. Любое количество пара в воздух не запихнешь, поэтому, во-первых, его там очень мало, а во-вторых, при избыточном количестве водяного пара происходит конденсация — это когда образуется роса.

Допустим, зимой при температуре -20 градусов в 1 литре воздуха содержится 1 миллиграмм пара. Относительная влажность в таком случае равна 100% — испарения не будет, больше пара в этот воздух уже не запихнешь. Но если мы тот же воздух поместим в помещение с температурой +20 градусов, то в него может испариться уже до 17 миллиграмм пара. Значит, что его влажность будет равна 1/17 = 6%. Человеку комфортнее всего находиться при значении влажности 40-50%.

Как влажность влияет на человека

Для человека влажность очень важна, потому что мы состоим из воды на 90%. Если окружающей среде нечего испарять, она будет испарять нас. Поэтому при низкой влажности мы чувствуем сухость во рту, а при высокой — волосы впитывают влагу, разбухают и начинают виться. На этом принципе построены некоторые гигрометры — приборы для измерения влажности. Они так и называются — волосяные гигрометры. Только внутри не человеческий волос, а конский, но принцип от этого не меняется.

При высокой влажности холод и тепло воспринимаются более чувствительно. Это связано с потливостью человека при высокой температуре. Такой механизм помогает нам бороться с жарой, но при высокой влажности пот не может испариться. При испарении пота мы теряем избыточное тепло, а в данном случае этого не происходит.

При низкой влажности происходит нечто похожее. Как ни странно, в мороз мы тоже потеем (намного меньше, но все-таки это происходит). Если влажность на улице низкая, то пот испарится из-под куртки и нам будет комфортно, а при высокой влажности — он там задержится и будет проводить тепло наружу, забирая у нас драгоценные Джоули тепла. Поэтому зимой в Петербурге холоднее, чем в Москве.

Влажностью можно управлять. Существуют мешочки с шариками адсорбентами, которые кладут в коробки с обувью, чтобы впитать лишнюю влагу. Чтобы окна не запотевали, можно насыпать в рамы соль, которая также впитает влагу. А если вам наоборот нужно больше влаги — берем увлажнитель воздуха (классная вещь!): он добавляет в воздух водяной пар.

Обобщенные графики коэффициента сжимаемости для чистых газов [ править ]

Обобщенная диаграмма коэффициента сжимаемости.

Уникальное соотношение между коэффициентом сжимаемости и пониженной температурой , и пониженным давлением , было впервые обнаружено Иоганном Дидериком ван дер Ваальсом в 1873 году и известно как двухпараметрический принцип соответствующих состояний . Принцип соответствующих состояний выражает обобщение, согласно которому свойства газа, зависящие от межмолекулярных сил, связаны с критическими свойствами газа универсальным образом. Это обеспечивает важнейшую основу для разработки корреляций молекулярных свойств.Tr{\displaystyle T_{r}}Pr{\displaystyle P_{r}}

Что касается сжимаемости газов, принцип соответствующих состояний указывает, что любой чистый газ при одинаковой пониженной температуре и пониженном давлении должен иметь одинаковый коэффициент сжимаемости.Tr{\displaystyle T_{r}}Pr{\displaystyle P_{r}}

Пониженные температура и давление определяются как

Tr=TTc{\displaystyle T_{r}={\frac {T}{T_{c}}}} и Pr=PPc.{\displaystyle P_{r}={\frac {P}{P_{c}}}.}

Вот и известны как критическая температура и критическое давление газа. Они являются характеристиками каждого конкретного газа с температурой, выше которой невозможно сжижить данный газ, и минимальным давлением, необходимым для сжижения данного газа при его критической температуре. Вместе они определяют критическую точку жидкости, выше которой не существует отдельных жидкой и газовой фаз данной жидкости.Tc{\displaystyle T_{c}}Pc{\displaystyle P_{c}}Tc{\displaystyle T_{c}}Pc{\displaystyle P_{c}}

Данные «давление-объем-температура» (PVT) для реальных газов варьируются от одного чистого газа к другому. Однако, когда коэффициенты сжимаемости различных однокомпонентных газов отображаются в зависимости от давления вместе с изотермами температуры, многие из графиков демонстрируют аналогичные формы изотерм.

Чтобы получить обобщенный график, который можно использовать для многих различных газов, значения пониженного давления и температуры, и используются для нормализации данных коэффициента сжимаемости. На рисунке 2 показан пример обобщенного графика коэффициента сжимаемости, полученного из сотен экспериментальных точек данных PVT для 10 чистых газов, а именно метана, этана, этилена, пропана, н-бутана, изопентана, н-гексана, азота, диоксида углерода и пар.Pr{\displaystyle P_{r}}Tr{\displaystyle T_{r}}

Существуют более подробные обобщенные графики коэффициента сжимаемости, основанные на 25 или более различных чистых газах, такие как графики Нельсона-Оберта. Утверждается, что такие графики имеют точность в пределах 1-2% для значений больше 0,6 и в пределах 4-6% для значений 0,3-0,6.Z{\displaystyle Z}Z{\displaystyle Z}

Графики обобщенного коэффициента сжимаемости могут иметь значительные ошибки для сильно полярных газов, то есть газов, для которых центры положительного и отрицательного заряда не совпадают. В таких случаях оценка может быть ошибочной на 15–20 процентов.Z{\displaystyle Z}

Квантовые газы — водород, гелий и неон — не соответствуют поведению в соответствующих состояниях, и пониженное давление и температура для этих трех газов следует переопределить следующим образом, чтобы повысить точность прогнозирования их коэффициентов сжимаемости при использовании обобщенных графиков:

Tr=TTc+8{\displaystyle T_{r}={\frac {T}{T_{c}+8}}} и Pr=PPc+8{\displaystyle P_{r}={\frac {P}{P_{c}+8}}}

где температуры указаны в градусах Кельвина, а давление — в атмосферах.

Растворимость газов в капельных жидкостях и пенообразование

Растворимость газа в капельной жидкости характеризуется коэффициентом растворения k. Коэффициент растворимости k рассчитывается при нормальных условиях 0°c и атмосферных ВИ. Давление), количество растворителя. Коэффициент растворения зависит не только от температуры и давления, но и от свойств жидкости и газа.

Растворимость газа в низковязких маслах выше, чем в высоковязких oils .As температура повышается, растворимость снижается slightly .As давление газа увеличивается, растворимость в жидкости увеличивается по линейному закону. Количество газа, которое может быть растворено перед каплей Полное насыщение выражается формулой yr =где p {и p-2- P1 Соответственно, начальное и конечное давление газа.

Бензин	0,2200	веретенное АУ	0,0759
Вода дистиллированная	0,1600	ГМЦ-2	0,1038
Керосин	0,1270	индустриальное 12	0,0759
Масло:		индустриальное 20	0,0755
АМГ-10	0,1038	трансформаторное	0,0828
вазелиновое велосит	0,0877 0,0959	Спирто-глицериновая смесь:	56

Растворимость масла к сатурации воздуха зависит от плотности oil .As плотность увеличивается, растворимость уменьшается .Приведены данные о коэффициенте воздушного растворения некоторых жидкостей при температуре 20°С и давлении 0, 1 МПа .

Снижение давления в любой точке системы (всасывающая труба и др.) сопровождается выделением воздуха в виде мелких пузырьков и образованием bubbles .In кроме того, пузырьки образуются, когда воздух всасывается из негерметичных соединений в системе или когда жидкость смешивается в резервуаре с помощью свободной струи .Наличие пузырьков в жидкости значительно повышает сжимаемость, снижает ее плотность, что приводит к нарушению непрерывности движения .

Экспериментальные значения [ править ]

Крайне сложно сделать обобщение, при каких давлениях или температурах отклонение от идеального газа становится важным. Как показывает практика, закон идеального газа достаточно точен до давления около 2 атм и даже выше для небольших неассоциированных молекул. Например, метилхлорид , молекула с высокой полярностью и, следовательно, со значительными межмолекулярными силами, экспериментальное значение коэффициента сжимаемости находится при давлении 10 атм и температуре 100 ° C. Для воздуха (небольшие неполярные молекулы) примерно в тех же условиях коэффициент сжимаемости равен только (см. Таблицу ниже для 10 бар , 400 K).Z=0.9152{\displaystyle Z=0.9152}Z=1.0025{\displaystyle Z=1.0025}

Сжимаемость воздуха

Нормальный воздух содержит в неочищенном виде 80 процентов азота N.₂и 20 процентов кислорода O₂. Обе молекулы маленькие и неполярные (и поэтому не связываются). Таким образом, можно ожидать, что поведение воздуха в широком диапазоне температур и давлений может быть приближено к идеальному газу с разумной точностью. Это подтверждают экспериментальные значения коэффициента сжимаемости.

• Z для воздуха как функция давления 1–500 бар

• Изотермы 75–200 К

• Изотермы 250–1000 К

Коэффициент сжимаемости воздуха (экспериментальные значения)

Температура (K)	Давление, абсолютное (бар)
1	5	10	20	40	60	80	100	150	200	250	300	400	500
75	0,0052	0,0260	0,0519	0,1036	0,2063	0,3082	0,4094	0,5099	0,7581	1.0125
80		0,0250	0,0499	0,0995	0,1981	0,2958	0,3927	0,4887	0,7258	0,9588	1,1931	1,4139
90	0,9764	0,0236	0,0453	0,0940	0,1866	0,2781	0,3686	0,4681	0,6779	0,8929	1,1098	1,3110	1,7161	2,1105
100	0,9797	0,8872	0,0453	0,0900	0,1782	0,2635	0,3498	0,4337	0,6386	0,8377	1,0395	1,2227	1,5937	1,9536
120	0,9880	0,9373	0,8860	0,6730	0,1778	0,2557	0,3371	0,4132	0,5964	0,7720	0,9530	1,1076	1,5091	1,7366
140	0,9927	0,9614	0,9205	0,8297	0,5856	0,3313	0,3737	0,4340	0,5909	0,7699	0,9114	1,0393	1,3202	1,5903
160	0,9951	0,9748	0,9489	0,8954	0,7803	0,6603	0,5696	0,5489	0,6340	0,7564	0,8840	1.0105	1,2585	1,4970
180	0,9967	0,9832	0,9660	0,9314	0,8625	0,7977	0,7432	0,7084	0,7180	0,7986	0,9000	1,0068	1,2232	1,4361
200	0,9978	0,9886	0,9767	0,9539	0,9100	0,8701	0,8374	0,8142	0,8061	0,8549	0,9311	1.0185	1,2054	1,3944
250	0,9992	0,9957	0,9911	0,9822	0,9671	0,9549	0,9463	0,9411	0,9450	0,9713	1,0152	1.0702	1,1990	1,3392
300	0,9999	0,9987	0,9974	0,9950	0,9917	0,9901	0,9903	0,9930	1,0074	1,0326	1,0669	1,1089	1,2073	1,3163
350	1,0000	1.0002	1.0004	1,0014	1,0038	1,0075	1,0121	1,0183	1,0377	1,0635	1.0947	1,1303	1,2116	1,3015
400	1.0002	1,0012	1,0025	1,0046	1.0100	1,0159	1.0229	1.0312	1,0533	1,0795	1,1087	1,1411	1,2117	1,2890
450	1.0003	1,0016	1,0034	1,0063	1,0133	1.0210	1,0287	1,0374	1,0614	1.0913	1,1183	1,1463	1,2090	1,2778
500	1.0003	1,0020	1,0034	1,0074	1,0151	1.0234	1.0323	1,0410	1,0650	1.0913	1,1183	1,1463	1,2051	1,2667
600	1.0004	1,0022	1,0039	1,0081	1,0164	1.0253	1.0340	1,0434	1,0678	1.0920	1,1172	1,1427	1,1947	1,2475
800	1.0004	1,0020	1,0038	1,0077	1,0157	1.0240	1.0321	1.0408	1,0621	1,0844	1,1061	1,1283	1,1720	1,2150
1000	1.0004	1,0018	1,0037	1,0068	1,0142	1.0215	1.0290	1.0365	1,0556	1,0744	1.0948	1,1131	1,1515	1,1889

Z{\displaystyle Z}значения рассчитываются по значениям давления, объема (или плотности) и температуры в Вассернане, Казавчинском и Рабиновиче, «Теплофизические свойства воздуха и компонентов воздуха»; Москва, Наука, 1966, и NBS-NSF Trans. TT 70-50095, 1971: и Vassernan, Rabinovich, «Теплофизические свойства жидкого воздуха и его компонентов», Москва, 1968, и NBS-NSF Trans. 69-55092, 1970. .