9. Расчет потерь от «малых дыханий».

9. Расчет потерь от «малых дыханий».

Определим потери от «малых дыханий» на 19 июня из резервуара РВС – 5000, расположенного в городе Тюмени. Диаметр резервуара – 21 м, высота – 15 м, высота взлива – 13,5 м. Географическая широта города Тюмени: ψ = 59^о. Максимальная температура воздуха – 303 К, минимальная – 291. Продолжительность дня – 16,7 часов. Резервуар окрашен алюминиевой краской ε = 0,5. Нагрузка дыхательных клапанов р_н.в.=196,2 Па, р_н.д. = 1962 Па. Барометрическое давление р_а=101325 Па, погода солнечная γ = 0,8. Температура начала кипения бензина – Т_н.к. = 313 К, ρ₂₉₃ = 835 кг/м³.

Площадь зеркала нефтепродукта:

Найдем среднюю высоту газового пространства:

Н = 15 – 13,5 = 1,5 м.

Объем газового пространства резервуара равен:

Вычисляем молярную массу бензиновых паров при:

Т_и = Т_н.к. – 30 = 313 – 30 = 283 К,

Определяем постоянную бензиновых паров по формуле:

где R = 8314,3 Дж/(кг·К) – универсальная газовая постоянная.

Определим теплопроводность и теплоемкость бензина при его средней температуре:

Рассчитываем коэффициент температуропроводности бензина:

здесь 832 кг/м³ – плотность бензина при 297 К, вычисленная по формуле:

Далее найдем m по формуле:

где τ_дн – продолжительность дня;

на 19 июня находим расчетное склонение Солнца – φ = 23⁰30’.

Вычислим интенсивность солнечной радиации по формуле:

где γ - коэффициент прозрачности атмосферы, зависящий от ее влажности (облачности), запыленности и т.д. при безоблачном небе γ = 0,7 – 0,8 примем γ = 0,75.

Найдем площадь проекции поверхности стенок, ограничивающих газовое пространство резервуара на вертикальную и горизонтальную плоскости,

F_в = 21·1,5 =31,5 м²,

F_н = 346,185 м².

Определим площадь проекции стенок газового пространства резервуара на плоскость, нормальную к направлению солнечных лучей в полдень:

(38)

Определим площадь поверхности стенок, ограничивающих газовое пространство:

F = 346,185+3,14·31,5 = 445,095 м².

Определим количество тепла, получаемого 1 м² стенки, ограничивающей газовое пространство резервуара, за счет солнечной радиации,

(39)

где ε_о – степень черноты внешней поверхности резервуара;

i_o – интенсивность солнечной радиации;

По графикам (см. рис. 21, [6]) находим коэффициенты теплоотдачи, в Вт/(м²·К):

α_г = 2,323

α_г’ = 2,285

α_в.л. = 4,650

α’_в.л. = 3,512

α_в.к. = 5,423

α’_в.к. = 2,428

α_р = 5,361

α’_р = 4,541

α_п = 5,448

α’_п = 5,448

где α’_п, и α_п – коэффициент теплоотдачи от паровоздушной смеси, находящейся в газовом пространстве резервуара, к поверхности жидкости соответственно для ночного и дневного времени;

α’_г, и α_г – коэффициент теплоотдачи от стенки резервуара к паровоздушной смеси, находящейся в газовом пространстве резервуара, соответственно для ночного и дневного времени.

α’_в.к., и α_в.к. – коэффициенты теплоотдачи конвекцией;

α’_в.л., и α_в.л. – коэффициенты теплоотдачи лучеиспусканием.

Найдем коэффициенты теплоотдачи от стенки емкости к внешнему воздуху соответственно в ночное и дневное время.

α’_в = α’_в.к. + α’_в.л.,

α_в = α_в.к. + α_в.л.,

α’_в = 2,428 + 3,512 = 5,940 Вт/(м² К),

α_в = 5,423 + 4,650 = 10,073 Вт/(м² К).

Определим приведенные коэффициенты теплоотдачи:

Определим избыточные температуры газового пространства и стенки резервуара:

или

Т_г.min = 297 – 0,97 = 296,03 K

T_г.max = 297 +15,99 = 312,99 K

определяем р_s при Т = Т_г.min;

p_s = 25000 Па.

Найдем минимальное парциальное давление в газовом пространстве резервуара p_min:

Так как степень заполнения резервуара равна 10,728/11,92 = 0,9, что менее 6,6, то расчет потерь ведем с учетом поправки ΔС/C_s, т.е. по p_min^*. Примем, что из резервуара бензин откачивался 2 дня назад с уровня 11 м до 10,728 м. Следовательно:

Н_г1 = 11,92 – 11 = 0,92 м

Так как резервуар простоял 48 часов и погода была переменной принимаем ΔС₂/C_s = 0,21. При υ_в = 2 м³/с ΔС₁/(C_s·τ­_в) = 0,01. При производительности выкачки 1320 м³/ч и ее продолжительности 7,8 часов определим относительную среднюю концентрацию в газовом пространстве резервуара в рассматриваемый момент времени:

Н_1г, Н_2г – высоты газового пространства в резервуаре соответственно до и после выкачки нефтепродукта;

ΔС₁/С_s – прирост средней относительной концентрации в газовом пространстве резервуара за время выкачки τ_в нефтепродукта;

ΔС₂/С_s - прирост средней относительной концентрации в газовом пространстве резервуара за время простоя.

Тогда р_min = р_min^*

при ψ – φ = 26^о30` находим температурный напор θ = 7,1 К

Вычисли почасовой рост концентрации в газовом пространстве резервуара:

Определяем продолжительность выдоха:

Найдем минимальную и максимальную концентрации:

Рассчитаем максимальное парциальное давление:

Определим среднее массовое содержание паров бензина в паровоздушной смеси:

Вычислим объем паровоздушной смеси вытесняемой из резервуара:

Найдем потери паров топлива при «малом дыхании»:

Но так как резервуары имеют понтон, эффективность которого – 80%, то потери бензина от малого дыхания составляют:

Потери от «малых дыханий» будут равны нулю, если на резервуаре установить клапан срабатывающий при:

Дата добавления: 2015-10-21