من سلام میگم به همه..این پست مربوط میشه به توضیحاتی درباره ی تعین دانسیته جامدات..امیدوارم که بدردتون بخوره..همین..

تعاریف:

دانسیته عبارتست از نسبت جرم یک ماده به حجم آن در دمای مشخص و فشار 1 اتمسفر.

o دانسیته نسبی:(Relative Density) دانسیته نسبی یا چگالی عبارت است از نسبت جرم واحد حجم ماده مورد نظر در دمای معین به آب خالص در یک دمای مرجع. دمای آب مرجع 4oC در نظر گرفته میشود، دمایی که در آن دانسیته نسبی و دانسیته واقعی آب برابر است و آب دراین شرایط بیشترین دانسیته را دارا ست.(d=0.999972 gr/cc)

o دانسیته نسبی یک گاز عبارت است از نسبت جرم حجمی گاز مورد نظر در دمای معین به دانسیته هوا در شرایط استاندارد([1]STP). شرایط STP برای گازها عبارت است از دمای 0oC و فشار 1.00atm فقط در صنایع گاز طبیعی شرایط استاندارد برای گاز را فشار 1atm و دمای 15oC در نظر میگیرند.

واحدها ی دانسیته:

عمومی ترین واحدهای بیان دانسیته lbm/ft3 lbm/gal gr/Cm3 kg/m3 می باشند.

هدف از اندازه گیری دانسیته:

درصد ترکیبات سبک و سنگین در یک برش نفتی نسبت مستقیم با دانسیته آن دارد هر چه اجزای سبک تر در یک برش نفتی بیشتر باشند دانسیته آن کمتر است و هر چه اجزای با جرم ملکولی بالاتر بیشتر باشند دانسیته مخلوط بیشتر خواهد بود. لذا با اندازه گیری دانسیته میتوان به حدود ترکیب درصد یک مخلوط نفتی و یا نفت خام پی برد همچنین در مورد گازها هر چه درصد اجزای سبک تر بیشتر باشد دانسیته گاز کمتر است. با توجه به نسبت دانسیته با در صد اجزای سبک تر این اندازه گیری مبنای قیمت گذاری ترکیبات نفتی میباشد.

یکی دیگر از کاربردهای اندازه گیری دانسیته استفاده از آن برای تعیین غلظت یک جزء در محلول میباشد برای مثال اندازه گیری غلظت MEG در آب غلظت اسید ها و نیز غلظت برخی نمک ها و بازها در آب با استفاده از تعیین دانسیته آنها صورت میگیرد.

لطفا به ادامه مطلب مراجعه کنید...

گزارش چگالی:

دانسیته نسبی یا چگالی مایعات علاوه بر اینکه به صورت Sp.Gr. میتواند گزارش شود در صنایع مختلف به صورت درجه API و درجه Be’ نیز گزارش میشود چگالی با هریک از درجات مذکور به صورت روابط ریاضی ذیل تعریف میشود:

Ø درجه API که در صنایع نفت کاربرد دارد و معیاری برای تعیین میزان سبک بودن نفت و قیمت گذاری آن است:

API=10 زمانیست که Sp.Gr=1.00 باشد و این مقدار چگالی آب است

API=100 برای سبک ترین مایع نفتی با Sp.Gr=0.6112 تعریف شده است که بیشترین مقدار درجه API است.

مثال : دانسیته یک نمونه میعانات گازی منطقه پارس جنوبی برابر 0.7454 است. چگالی نسبی و درجه API آنرا محاسبه کنید.

Ø درجه بومه: (Baume’): درجه بومهBe اولین بار توسط شیمیست فرانسوی بنام آنتونی بومه برای درجه بندی و کالیبراسیون هیدرومتر ها ابداع شد. این درجه بندی برای مایعات سبک تر و سنگین تر از آب با دو رابطه متفاوت بصورت زیر تعریف میشود.

o برای مایعات با دانسیته کمتر از یک(سبکتر از آب):

o برای مایعات با دانسیته بیشتر از یک (سنگین تر از آب):

مثال: Sp.Gr اسید سولفوریک 98% در دمای می باشد. درجه بومه آن چقدر است؟

دانسیته جامدات بشدت به اندازه ذرات جامد و نیز به ترکیب دانه بندی ذرات بستگی دارد. به همین دلیل دانسیته جامدات را همیشه با ذکر توزیع دانه بندی نمونه گزارش می نمایند.

برای یک جامد منفذ دار دانسیته های مختلفی تعریف می شود که عبارتند از: دانسیته توده ای. دانسیته ظاهری ( بر مبنای مجموع حجم قسمت جامد و حجم منافذ درون دانه ها ) و دانسیته حقیقی ( بر مبنای حجم قسمت جامد )

Ø دانسیته توده ای: Bulk Density

دانسیته توده ای عبارت است از وزن تقسیم بر حجم بستری که آن مقدار توده جامد در آن جای داده شده است. در آزمایشگاه معمولا با پر نمودن ظرفهای استوانه ای مخصوص با حجم مشخص و اتصال به ویبراتور بمدت 5 دقیقه ، و وزن نمودن نمونۀ جامد، دانسیته توده ای را اندازه گیری می کنند . این نوع دانسیته همچنین به VBD ( Vibrated BulkDensity) معروف است.

Ø دانسیته ظاهری

دانسیته ظاهری یک توده جامد عبارت است از وزن واحد حجم آن بدون در نظر گرفتن فضای بینا بینی دانه های جامد.(منافذ درون هریک از دانه ها جزء حجم جامد محاسبه میشود). برای نمونه های با شکل هندسی یک دست و یکنواخت وزن نمونه ای از آن برای محاسبه دانسیته کفایت می نماید زیرا در صورتیکه شکل هندسی ذرات نمونه مشخص باشد محاسبه حجم آن براحتی امکان پذیر است ولی در مواردیکه دانه های نمونه دارای شکل هندسی مشخص نیست این امر قدری مشکل تر می شود . در این شرایط نمونه را معمولا در سیالی بی اثر غوطه ور می نمایند و حجم جامد را با در نظر گرفتن حجم جابجایی سیال مشخص می سازند، ولی با در نظر گرفتن این موضوع که مایعات به طور جزئی و نه به طور کامل در داخل منافذ جامدات نفوذ می نمایند و این مساله حتی برای مایعی مثل جیوه نیز صادق است لذا روشهای دیگری برای اندازه گیری دانسیته ظاهری ابداع شده است .

قابل اطمینان ترین روش برای اندازه گیری دانسیته ذرات روش افت فشار است که در توده ای از جامد درون یک استوانه می تواند به وجود آید .

این روش بر مبنای محاسبه ضرایبa و bمعادله خطی افت فشار طبق فرمول زیر قرار دارد .

(1)

در این فرمول ، افت فشار ، L ارتفاع بستر ، Us متوسط سرعت خطی گاز بر مبنای مقطع ستون خالی و G میزان جریان گاز بر حسب سانتی متر مکعب بر ثانیه می باشند و از طرفی داریم :

(2)

دانسیته توده ای و دانسیته ظاهری است .

برای بدست آوردن دانسیته ظاهری در ابتدا محاسبه a و b ضروری است که این محاسبات با رسم معادله خطی (1) امکان پذیر خواهد بود .

با پر کردن سیلندری از جامد در شرایط مختلف دانسیته های توده ای متفاوتی حاصل می گردد و برای هر بار پر کردن دانسیته ظاهری مشخصی بدست می آید. حال اگر را بر حسب میزان جریان گاز G رسم نمائیم a و b قابل محاسبه اند و پس از آن با توجه به معادله (2) می توان دانسیته ظاهری را محاسبه نمود .

Ø دانسیته حقیقی

دانسیته حقیقی هر ماده منفذ دار عبارتست از وزن واحد حجم جزء جامد آن (منافذ بین دانه ها و منافذ داخل هر یک از دانه ها به عنوان حجم جامد محسوب نمیشود). این دانسیته با استفاده از وارد نمودن یک گاز ( مثل هلیم ) به فضای بینا بینی ذرات و نیز نفوذ آن به منافذ درون دانه های جامد، اندازه گیری می شود. اصول این روش به این شکل است که در یک ظرف با حجم V1 که پر از نمونه جامد و تحت فشار 2 میلیمتر جیوه است، گاز هلیم وارد می نمائیم. میزان گاز ورودی را V2 مینامیم، در این صورت حجم قسمت جامد برابر با V1- V2 است. این عمل با پیکنومترهای مخصوص انجام میگیرگزارش چگالی:

دانسیته نسبی یا چگالی مایعات علاوه بر اینکه به صورت Sp.Gr. میتواند گزارش شود در صنایع مختلف به صورت درجه API و درجه Be’ نیز گزارش میشود چگالی با هریک از درجات مذکور به صورت روابط ریاضی ذیل تعریف میشود:

Ø درجه API که در صنایع نفت کاربرد دارد و معیاری برای تعیین میزان سبک بودن نفت و قیمت گذاری آن است:

API=10 زمانیست که Sp.Gr=1.00 باشد و این مقدار چگالی آب است

API=100 برای سبک ترین مایع نفتی با Sp.Gr=0.6112 تعریف شده است که بیشترین مقدار درجه API است.

مثال : دانسیته یک نمونه میعانات گازی منطقه پارس جنوبی برابر 0.7454 است. چگالی نسبی و درجه API آنرا محاسبه کنید.

Ø درجه بومه: (Baume’): درجه بومهBe اولین بار توسط شیمیست فرانسوی بنام آنتونی بومه برای درجه بندی و کالیبراسیون هیدرومتر ها ابداع شد. این درجه بندی برای مایعات سبک تر و سنگین تر از آب با دو رابطه متفاوت بصورت زیر تعریف میشود.

o برای مایعات با دانسیته کمتر از یک(سبکتر از آب):

o برای مایعات با دانسیته بیشتر از یک (سنگین تر از آب):

مثال: Sp.Gr اسید سولفوریک 98% در دمای می باشد. درجه بومه آن چقدر است؟

دانسیته جامدات بشدت به اندازه ذرات جامد و نیز به ترکیب دانه بندی ذرات بستگی دارد. به همین دلیل دانسیته جامدات را همیشه با ذکر توزیع دانه بندی نمونه گزارش می نمایند.

برای یک جامد منفذ دار دانسیته های مختلفی تعریف می شود که عبارتند از: دانسیته توده ای. دانسیته ظاهری ( بر مبنای مجموع حجم قسمت جامد و حجم منافذ درون دانه ها ) و دانسیته حقیقی ( بر مبنای حجم قسمت جامد )

Ø دانسیته توده ای: Bulk Density

دانسیته توده ای عبارت است از وزن تقسیم بر حجم بستری که آن مقدار توده جامد در آن جای داده شده است. در آزمایشگاه معمولا با پر نمودن ظرفهای استوانه ای مخصوص با حجم مشخص و اتصال به ویبراتور بمدت 5 دقیقه ، و وزن نمودن نمونۀ جامد، دانسیته توده ای را اندازه گیری می کنند . این نوع دانسیته همچنین به VBD ( Vibrated BulkDensity) معروف است.

Ø دانسیته ظاهری

دانسیته ظاهری یک توده جامد عبارت است از وزن واحد حجم آن بدون در نظر گرفتن فضای بینا بینی دانه های جامد.(منافذ درون هریک از دانه ها جزء حجم جامد محاسبه میشود). برای نمونه های با شکل هندسی یک دست و یکنواخت وزن نمونه ای از آن برای محاسبه دانسیته کفایت می نماید زیرا در صورتیکه شکل هندسی ذرات نمونه مشخص باشد محاسبه حجم آن براحتی امکان پذیر است ولی در مواردیکه دانه های نمونه دارای شکل هندسی مشخص نیست این امر قدری مشکل تر می شود . در این شرایط نمونه را معمولا در سیالی بی اثر غوطه ور می نمایند و حجم جامد را با در نظر گرفتن حجم جابجایی سیال مشخص می سازند، ولی با در نظر گرفتن این موضوع که مایعات به طور جزئی و نه به طور کامل در داخل منافذ جامدات نفوذ می نمایند و این مساله حتی برای مایعی مثل جیوه نیز صادق است لذا روشهای دیگری برای اندازه گیری دانسیته ظاهری ابداع شده است .

قابل اطمینان ترین روش برای اندازه گیری دانسیته ذرات روش افت فشار است که در توده ای از جامد درون یک استوانه می تواند به وجود آید .

این روش بر مبنای محاسبه ضرایبa و bمعادله خطی افت فشار طبق فرمول زیر قرار دارد .

(1)

در این فرمول ، افت فشار ، L ارتفاع بستر ، Us متوسط سرعت خطی گاز بر مبنای مقطع ستون خالی و G میزان جریان گاز بر حسب سانتی متر مکعب بر ثانیه می باشند و از طرفی داریم :

(2)

دانسیته توده ای و دانسیته ظاهری است .

برای بدست آوردن دانسیته ظاهری در ابتدا محاسبه a و b ضروری است که این محاسبات با رسم معادله خطی (1) امکان پذیر خواهد بود .

با پر کردن سیلندری از جامد در شرایط مختلف دانسیته های توده ای متفاوتی حاصل می گردد و برای هر بار پر کردن دانسیته ظاهری مشخصی بدست می آید. حال اگر را بر حسب میزان جریان گاز G رسم نمائیم a و b قابل محاسبه اند و پس از آن با توجه به معادله (2) می توان دانسیته ظاهری را محاسبه نمود .

Ø دانسیته حقیقی

دانسیته حقیقی هر ماده منفذ دار عبارتست از وزن واحد حجم جزء جامد آن (منافذ بین دانه ها و منافذ داخل هر یک از دانه ها به عنوان حجم جامد محسوب نمیشود). این دانسیته با استفاده از وارد نمودن یک گاز ( مثل هلیم ) به فضای بینا بینی ذرات و نیز نفوذ آن به منافذ درون دانه های جامد، اندازه گیری می شود. اصول این روش به این شکل است که در یک ظرف با حجم V1 که پر از نمونه جامد و تحت فشار 2 میلیمتر جیوه است، گاز هلیم وارد می نمائیم. میزان گاز ورودی را V2 مینامیم، در این صورت حجم قسمت جامد برابر با V1- V2 است. این عمل با پیکنومترهای مخصوص انجاد.