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氮氣的PVT性質(zhì)測試
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)驗的測定是與理論方法相輔相成的。在準平衡狀態(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。具體測試某種氣體的P，V，t關(guān)系，并將實(shí)測結果表示在坐標圖上，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(guò)定容積法、Burnett定溫膨脹法、Burnett定容膨脹法進(jìn)行測量。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定溫膨脹法對氮氣的pVT性質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗研究。即在定溫條件下，讓初始物質(zhì)的量為n0的試樣氣體通過(guò)多級膨脹，記錄各級膨脹后氣體的壓力，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算得到直接相應的氣體密度。
DM1000 PVT測試儀的壓力范圍0~10MPa，溫度范圍-30~120℃，溫度壓力范圍較為寬廣。壓力測量精度0.02%FS。溫度測量精度0.01℃?？芍苯荧@得被測樣品的氣相密度，并可以通過(guò)測量大量實(shí)驗數據進(jìn)行擬合進(jìn)而獲得第二維里系數B、第三維里系數C，以及EOS方程。
本文主要利用Burnett法對氮氣的pVT性質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗研究，通過(guò)對溫度的自動(dòng)控制和溫度、壓力的自動(dòng)化測量，結合公司自行開(kāi)發(fā)的數據測試分析軟件，直接獲得高精度的pVT數據。
樣品準備
樣品：原料：氮氣。
測試條件
測試儀器：DM1000 PVT測試儀；
測試方法：Burnett定溫膨脹法；
初始壓力：4.5MPa；
測試溫度：30℃~90℃；
測試過(guò)程
在定溫條件下，讓初始物質(zhì)的量為n0的試樣氣體通過(guò)多級膨脹，記錄各級膨脹后氣體的壓力，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算得到相應的氣體密度，避免了測量容積的體積標定和氣體質(zhì)量的稱(chēng)量，提高了實(shí)驗測量的精度。
測試結果
圖1 氮氣在不同溫度下的pVT性質(zhì)
基于Burnett定溫膨脹原理，對氮氣在不同溫度（30、60和90℃）下進(jìn)行多級等溫膨脹測試。實(shí)驗結果表明，溫度一定時(shí)，氮氣的密度隨壓力減小而逐漸降低；壓力一定時(shí)，氮氣的密度隨溫度升高而逐漸降低。與參數數據進(jìn)行對比，其密度測試的準確性在±2%以?xún)取?/span>
