Критическое давление и температура. Приведенные параметры смеси

Для однокомпонентных систем обе фазы (жидкость и пар) при данном объеме могут присутствовать только в том случае, если давление в паровой области равно ДНП при заданной температуре Т.

В некоторый момент времени свойства жидкости и пара становятся идентичны, исчезает понятие фаза, и эта точка называется критической.

Пространственные диаграммы сложны, поэтому для простоты используются парные диаграммы состояния.

 

- закритическая область

 

 

υ_к – тот максимальный объем, который может иметь вещество в жидком состоянии.

До открытия критической точки не понимали, почему из некоторых газов нельзя получить жидкость. Вывод: газ нужно охлаждать ниже Т_к. Критическое состояние у всех индивидуальных веществ свои. Кристаллические (твердые) вещества принципиально отличаются от жидкостей и газов анизотропией.

Наличие критической точки говорит, что нет принципиальных различий между газом и жидкостью.

Приведенные параметры смеси. В молекулярной физике описываются взаимодействия молекул иногда очень сложно построенных (особенно в случае многоатомных молекул). При таких сложных взаимодействиях для их описания и обозначения применяются методы термодинамического подобия. В основе метода лежат две идеи: 1) Описание явлений на основе масштабов, свойственных данному явлению или этой системе. Применение тех единиц измерения, которые задаются самой физической природой этой системы; 2) Следует из первой. Переход к использованию безразмерных, т.е. приведенных величин (если много систем, то сравнивать их можно только после обезразмеривания).

;

По смыслу параметр z_к – критерий термодинамического подобия. Две углеводородные системы, у которых z_к одинаков, будут термодинамически подобны.

Если 2 из 3 приведенных параметров (Т_п, Р_п, V_п) для разных веществ совпадают, то 3 тоже совпадает, а состояния этих веществ будут соответственными. Но поскольку , то для термодинамически подобных однокомпонентных систем состояние можно определить только по двум параметрам.

z_к – критерий термодинамического подобия

Для сложно построенных молекул силы взаимодействия этих молекул не действуют строго по линии, соединяющей центр молекул.

ω – ацентрический фактор

Для многокомпонентных систем закон соответственных состояний выполняется приближенно. Для смесей УВ газов приведенным параметром называется отношение действительного параметра к псевдопараметру.

В этих формулах любой критический параметр смеси находится чаще всего по правилу аддитивности Кэя. Здесь под аддитивностью понимается то, что суммарное свойство для смеси определяется как сумма произведений молярных долей каждого компонента смеси для данного свойства компонента.

;

 

11. Растворимость газа в жидкости. Закон Генри.

При контакте газовой и жидкой фаз в замкнутом сосуде с повышением P происходит растворение газа в ж-ти. Соответственно, при снижении давления возможен обратный процесс выделения газа из ж-ти. Один из основных параметров, характеризующий процесс растворения газа в ж-ти,-давление насыщения. Значение этого параметра определяет тот уровень давления, при котором весь газ, контактирующий с ж-тью, растворяется в последней. Т.о. если давление меньше давления насыщения, то система находится в двухфазном состоянии, если больше то-система однофазная.

Закон Генри: V_г=aV_жP, где a= V_г/V_жР –коэф-нт растворяемости газа [м²/Н]. Коэф-нт растворимости учитывает количество газа, растворяющегося в одинице объёма ж-ти при увеличении давления на единицу. Коэф-нт раст-ти реальных газов - величина непостоянная и зависит от рода ж-ти и газа, от давления, температуры и от др. факторов, которые сопутствуют растворению газа в ж-ти. Различные компоненты нефтяного газа обладают неодинаковой растворимостью, причём с увеличением молекулярной массы газа a возрастает. Особенно плохо растворяется азот. Чем тяжелее газ, тем лучше он растворяется в нефти. Чем легче нефть, тем лучше в ней растворяется газ. УВ газы хуже растворяются в нефти c повышением температуры.

 

 

12.Классификация нефтей по структурно – механическим свойствам.

Жидкость которая соответствует закону Ньютона, называется ньютоновской. Вязкость ньютоновских жидкостей зависит только от температуры и давления и косательное напряжение, развивающееся в движущихся в слоях жидкости, пропорционально градиенту скорости du / dy, т.е.

t=-m

В практике нефтедобычи существует достатолчно большой набор жидкостей, кот. Не соответствуют закону Ньютона – неньютоновские. Вязкость неньютоновских жидкостей зависит не только Р, Т, но от скорости деформации сдвига и истории состояния жидкости (от времени её нахождения в спокойном состоянии). В зависимости от вида функции f(τ) эти жидкости разделяются на 3 вида: бингамовские пластики, псевдо пластики и дилатантные жидкости. Кривая 1 относится к бингамовским пластикам, в состоянии равновесия обладающим некоторой пространственной структурой и способным сопротивлятся сдвигающему напряжению, пока оно не превысит значение τ0 статического напряжения сдвига. В последующие моменты (после достижения некоторой скорости сдвига) они начинают течь как ньютоновские жид-ти (линия 3). Псевдопластики(л2)характеризуются отсутствием предела текучести а т.ж. тем что вязкость их понижается с увеличением скорости сдвига.Дилатантные жид-ти т.ж. относятся к телам у которых отсутствует предел текучести, однако их вязкость в отличии от псевдопластиков повышается с возрастанием скорости сдвига. Такой тип течения характерен для суспензий с большим содержанием твердой фазы. Предполагается что в покое жид-ть равномерно распределяется м/у плотно упакованными частицами и при сдвиге с небольшой скоростью жид-ть служит смазкой, уменьшающей трение частиц. При больших скоростях сдвига плотная упаковка частиц нарушается, сис-ма расширяется и жид-ти становится недостаточно для смазки трущихся поверхностей.