氮?dú)獾?/span>PVT性質(zhì)測(cè)試 

p-V-T關(guān)系是流體基本的熱力學(xué)性質(zhì)。p-V-T性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的測(cè)定是與理論方法相輔相成的。在準(zhǔn)平衡狀態(tài)下，工質(zhì)的壓力P，比容V，和溫度t之間存在某種確定關(guān)系，即狀態(tài)方程F(P，V，t)=0。理想氣體的狀態(tài)方程具有簡(jiǎn)單的形式：PV=nRT。具體測(cè)試某種氣體的P，V，t關(guān)系，并將實(shí)測(cè)結(jié)果表示在坐標(biāo)圖上，是一種重要而有效研究氣體工質(zhì)熱力性質(zhì)的方法。

在進(jìn)行氣體性質(zhì)研究時(shí)，可通過定容積法、Burnett定溫膨脹法、Burnett定容膨脹法進(jìn)行測(cè)量。其中Burnett法是目前研究物質(zhì)狀態(tài)方程為常用，也是比較成熟可靠的方法。本文使用Burnett定溫膨脹法對(duì)氮?dú)獾?/span>pVT性質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。即在定溫條件下，讓初始物質(zhì)的量為n₀的試樣氣體通過多級(jí)膨脹，記錄各級(jí)膨脹后氣體的壓力，得到一系列的氣體壓縮因子，然后利用氣體壓縮因子的定義計(jì)算得到直接相應(yīng)的氣體密度。

DM1000 PVT測(cè)試儀的壓力范圍0~10MPa，溫度范圍-30~120℃，溫度壓力范圍較為寬廣。壓力測(cè)量精度0.02%FS。溫度測(cè)量精度0.01℃。可直接獲得被測(cè)樣品的氣相密度，并可以通過測(cè)量大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合進(jìn)而獲得第二維里系數(shù)B、第三維里系數(shù)C，以及EOS方程。

本文主要利用Burnett法對(duì)氮?dú)獾?/span>pVT性質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，通過對(duì)溫度的自動(dòng)控制和溫度、壓力的自動(dòng)化測(cè)量，結(jié)合公司自行開發(fā)的數(shù)據(jù)測(cè)試分析軟件，直接獲得高精度的pVT數(shù)據(jù)。

樣品準(zhǔn)備

樣品：原料：氮?dú)狻?/span>

測(cè)試條件

測(cè)試儀器：DM1000 PVT測(cè)試儀；

測(cè)試方法：Burnett定溫膨脹法；

初始?jí)毫Γ?/span>4.5MPa；

測(cè)試溫度：30℃~90℃；

測(cè)試過程

在定溫條件下，讓初始物質(zhì)的量為n₀的試樣氣體通過多級(jí)膨脹，記錄各級(jí)膨脹后氣體的壓力，得到一系列的氣體壓縮因子，然后利用氣體壓縮因子的定義計(jì)算得到相應(yīng)的氣體密度，避免了測(cè)量容積的體積標(biāo)定和氣體質(zhì)量的稱量，提高了實(shí)驗(yàn)測(cè)量的精度。

測(cè)試結(jié)果

圖1 氮?dú)庠诓煌瑴囟认碌?/span>pVT性質(zhì)

基于Burnett定溫膨脹原理，對(duì)氮?dú)庠诓煌瑴囟龋?/span>30、60和90℃）下進(jìn)行多級(jí)等溫膨脹測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，溫度一定時(shí)，氮?dú)獾拿芏入S壓力減小而逐漸降低；壓力一定時(shí)，氮?dú)獾拿芏入S溫度升高而逐漸降低。與參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，其密度測(cè)試的準(zhǔn)確性在±2%以內(nèi)。