Физические свойства жидкостей, транспортируемых по трубопроводам

Основные физические свойства нефтей и нефтепродуктов характеризуются следующими параметрами:

1. Плотность , , в системе СИ .

2. Динамическая вязкость , , в системе СИ .

3. Кинематическая вязкость , , в системе СИ .

4. Давление насыщенных паров , , в системе СИ .

5. Температура застывания , .

6. Удельная теплоёмкость , в системе СИ .

7. Коэффициент теплопроводности - определяет перенос энергии более нагретых участков жидкости к менее нагретым, в системе СИ .

Физические свойства нефтей и нефтепродуктов зависят от их состава, то есть от соотношения между парафиновыми, нафтеновыми и ароматическими углеводородами и другими углеводородами, водящими в состав нефти и нефтепродуктов.

Параметр	Нефть	Бензин	Дизельное топливо	Керосин
Плотность, .
Кинематическая вязкость.
Температура застывания,
Удельная теплоёмкость, .
Коэффициент теплопроводности, .
Модуль упругости жидкости, .

Плотность нефтей и нефтепродуктов зависит от температуры: , где - температура в градусах Цельсия, - плотность при двадцати градусах Цельсия, - коэффициент объёмного расширения, который обычно берётся из справочников.

Плотность нефтей и нефтепродуктов зависит от давления в трубопроводе: , где - модуль упругости жидкости.

При одновременном отклонении температуры и давления от номинальных значений можно пользоваться следующей объединённой формулой: .

Зависимость кинематической вязкости от температуры выражается формулой Рейнольдса-Филонова: , где - известное значение вязкости при температуре , (каппа) – параметр термовязкограммы.

При изменении температуры и давления кроме плотности и вязкости жидкости меняются также геометрические параметры трубопровода. Для учёта объёмного расширения трубопровода при изменении температуры используется следующая формула: , где - объём при температуре , - коэффициент объёмного расширения металла трубы (для стали ). Вследствие разницы внутреннего и внешнего давлений в трубопроводе объём внутренней полости меняется, приращение площади поперечного сечения при этом может быть определено по следующей формуле: , где - внутренний диаметр трубопровода при начальном давлении , - модуль Юнга материала трубы (для стали ), - толщина стенки трубы.

Некоторые нефти и нефтепродукты при определённых условиях могут проявлять свойства неньютоновских жидкостей. Существует два основных типа неньютоновских жидкостей:

1. Степенная жидкость Освальда: , где - консистентность жидкости, - показатель степени. Параметры и зависят от температуры. При повышении температуры показатель степени стремиться к единице, а консистентность температуры становиться равной динамической вязкости и жидкость становится ньютоновской.

2. Бингамовский пластик: , где - предельное напряжение сдвига. При повышении температуры предельное напряжение сдвига стремиться к нулю и бингамовский пластик становиться ньютоновской жидкостью.