Плотность бензина
В повседневной жизни владельца легкового некоммерческого автотранспорта плотность бензина – не самый важный показатель, и в этом обзоре подробно разберем, почему не нужно тратить время на такие расчёты, если речь не идёт о крупных закупках топлива. При температурных колебаниях бензину свойственен определенный предел усадки, и некое изменение плотности происходит независимо от литража. Однако в ситуации с малыми объёмами бензина – например, приобретаемыми на АЗС для заправки авто – плотность горючего от температуры меняется незначительно.
Бензин, плотность и температура – как правильно считать
По какой формуле можно рассчитать плотность бензина
Пример расчёта плотности при температурных поправках
Требования к плотности в ГОСТ
Как измерить плотность бензина прибором ареометром
Бензин, плотность и температура – как правильно считать
Прежде чем приступить к несложным арифметическим подсчётам, нужно вспомнить, что в разных ситуациях бензин измеряется в разных количественных характеристиках.
✔ по массе (в килограммах и тоннах) – эту систему применяют производители нефтепродуктов перед отпуском топлива оптовым покупателям;
✔ по объёму (в литрах) – так производится розничный отпуск бензина от АЗС конечному потребителю.
Такая система упрощает жизнь автовладельцам, но становится камнем преткновения при расчётах за отпуск топлива между компаниями. В итоге знание коэффициента плотности бензина на практике имеет значение только между производителем и оптовым покупателем, то есть, между нефтеперерабатывающей компанией и АЗС.
По какой формуле можно рассчитать плотность бензина
В школьной программе физики значение плотности любого вещества объяснялось просто: в случае с топливом – это число, которое показывает, сколько килограммов бензина можно вместить в один кубический метр пространства. Например, если плотность в паспорте на горючее АИ 95 указывается как 748 кг/м3, это означает, что в условной ёмкости размером в один кубометр помещается 748 килограммов бензина.
Но в розницу на АЗС топливо отпускается в литрах, и на этот случай пригодится одна и та же формула, но в разных видах:
Перевести массу в объем (кг в литры)
V (объём) = m (масса) × p (плотность)
Узнать плотность вещества
p = m / V
Из того же курса начальной физики можно вспомнить и о расширении и сужении различных веществ относительно изменения температур. Ко всем маркам бензина это правило также применимо. Плотность снижается, если температура растёт и наоборот: показатель увеличивается, когда температура падает. В этом случае формула расчета намного сложнее и учитывает сторонние параметры. При этом погрешность в расчетах снижается незначительно, в среднем колебания фиксируются в пределах 7-10 килограммов или 10-13 литров бензиновых смесей на каждую тонну.
Определенное влияние имеет сорт нефти, из которого произведен бензин, наличие и вид присадок и дополнительно – температура окружающей среды со всеми следующими за ней поправками, применением многочисленных формул, промежуточной интерполяции.
Предельно точные расчёты проводятся на основании ГОСТ 8.599-2010 (Прил. А и Б), и важны при экспертизе качества или при расчетах за очень крупные партии топлива. На такие случаи разработаны государственные стандарты и методологии экспертиз бензиновых продуктов, существуют разные формулы и стандарты для определения разных видов плотности:
✔ для массы бензина при t +15C (до 2015 года замеры проводились при +20 градусах);
✔ отношение массы объёма топлива к массе такого же объема воды при равных температурах – относительная плотность или также называемая замерами удельного веса нефтепродуктов;
✔ измерение плотности в градусах API, вычисляется по отдельной формуле.
Однако на практике, при финансовых расчетах за поставки партий топлива между компаниями часто принимается правило трёх единиц:
В одной тонне бензина при изменении температуры на один градус объём содержания топлива меняется на один литр.
Пример расчёта плотности при температурных поправках
Чтобы рассчитать предельно точную фактическую плотность, необходимо обратиться к таблицам температурных поправок по формуле Менделеева.
p4t– относительная величина;
t – температура испытаний;
α – температурная поправка* на 10С.
*Поправка на температуру – значение табличное и такие данные необходимы только для профессиональных расчётов, взять эти данные можно из школьного учебника физики.
Пример
Исследуется горючее марки АИ -98, в документах на бензин указано значение p = 0,76 г/куб см. при температурном режиме +20 градусов. Для расчёта необходимо знать температуру в ёмкости (напр. цистерне), предположим её нулевой. Разница между температурами составит двадцать единиц. В этих условиях температурная поправка, согласно установленным коэффициентам, составит 0,000818 г/куб. см.
0,76 + 0,000818 × (20 - 0) = 0,776 г/куб. см или 776 литров бензина в каждой тонне при нулевой температуре окружающей среды.
Требования к плотности в ГОСТ
Государственные стандарты подробно описывают методики, позволяющие рассчитать плотность горючего разных марок, и основой для этого служит ГОСТ 32513-2013, описывающий все без исключения характеристики бензиновых смесей. В числе прочих параметров соответствия требованиям к качеству топлива в этом нормативном документе перечислены ГОСТы и стандарты, какими следует пользоваться для проведения исследований.
Показатель | Норма (кг/куб. м) | Нормативные документы |
Плотность при t +15С, кг/куб. м |
725.0-780.0
| ГОСТ 31072 ГОСТ 31392
стандарты 14-18: -ГОСТ Р 51069-97 - ГОСТ Р ИСО 3675-2007 - АСТМ Д 1298-12 - АСТМ Д 4052-11 -ИСО 3675:1998 |
Конечно, без приборов и подручных средств измерения, находясь непосредственно на АЗС, узнать плотность бензина не получится, тем более что для точного расчёта характеристик топлива нужно учесть и дополнительные параметры. Поэтому для замеров пользуются прибором, который называется нефтеденсиметр или проще ареометр, а методологии замеров и подробно описываются в ГОСТ Р 51069-97.
Как измерить плотность бензина прибором ареометром
Такой прибор часто называют плотномером и его можно приобрести для собственных нужд и измерений с его помощью плотности любых жидкостей, а не только топлива и в частности бензин всех марок. Действует устройство по закону Архимеда: если в жидкость погрузить твердый предмет, его вытолкнет подъёмная сила, которая и будет равна вытесненному предметом объёму жидкости.
Если нужно узнать плотность разных марок горючего для небольших его объёмов, удобнее пользоваться именно ареометром. Плотностные показатели для топлива будут отличаться незначительно, а причина разницы в основном зависит от состава присадок, применяемых при производстве бензинов.
Нормативные показатели указаны в ГОСТ Р 51105-97 на бензины Нормаль-80 и Регуляр-92, а также АИ (Премиум-95 и Супер-98)
