Главная страница
Навигация по странице:

  • Найти: Решение

  • Ответ

  • Решение

  • Найти: G м.б. -Решение

  • Ответ

  • контрольная работа по нефтебахам и терминалам. Решение Диаметр резервуара равен 4,73 м, высота 5,96 м. Масса нефтепродукта определяется по формуле


    Скачать 173.73 Kb.
    НазваниеРешение Диаметр резервуара равен 4,73 м, высота 5,96 м. Масса нефтепродукта определяется по формуле
    Анкорконтрольная работа по нефтебахам и терминалам
    Дата16.05.2023
    Размер173.73 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файла1,3,4,8,11,12.docx
    ТипРешение
    #1136204

    Задача № 1

    В вертикальном цилиндрическом резервуаре типа РВС номинальной емкости V хранится М нефтепродукта плотностью 20. Определить колебание уровня нефтепродукта в резервуаре, если его температура изменилась от t1 до t2 . Расширение резервуара не учитывать.

    Дано:

    V = 100 м3;

    М = 70 тн

    20 = 750 кг/м3;

    t1 = 30 0С;

    t2 = 00С.

    Найти:



    Решение:

    Диаметр резервуара равен 4,73 м, высота 5,96 м.

    Масса нефтепродукта определяется по формуле:



    где V1, V2 – объем нефтепродукта при заданной температуре, м3;

    – средняя плотность нефтепродукта при заданной температуре изменения уровня, кг/м3.



    г де – коэффициент объемного расширения (при заданной плотности = 0,000831 1/C)

    Изменение объема нефтепродукта при изменении температуры:



    Колебание уровня нефтепродукта в резервуаре:



    Ответ: Колебания уровня нефтепродукта в резервуаре составляет 0,116 м

    Задача № 3
    Определить пропускную способность самотеч­ного трубопровода диаметром Dн х  мм и длиной L км при разности нивелирных отметок начальной и конечной точек трубо­провода Z, м.

    Дано:

    Dн = 159 мм = 0,159 м;

    δ = 4 мм = 0,004 м;

    L = 1км = 1000 м;

    ΔZ = 10 м;

    v= 7∙10-6 м2/с;

    ρ20 = 850 кг/м3

    Найти:

    Q = ?

    Решение:

    Напишем уравнение Бернулли относительно плоскости сравнения 00, взятой по оси симметрии трубы на выходе жидкости из трубопровода, для сечений 11 (уровень жидкости в резервуаре) и 22 (выход жидкости из трубопровода).



    Сечения 11 и 22 выбраны потому, что давление в них известно и оно равно атмосферному рат, следовательно

    Скорость движения жидкости в резервуаре ϑ1 при достаточно больших его размерах по сравнению с выходным отверстием трубы можно считать близкой к нулю (ϑ1 ≈ 0), а значит,

    Координата сечения 11 над плоскостью сравнения z1= h, а сечения 22 z2= 0, так как плоскость сравнения 00 проходит по оси симметрии трубы.

    Принимаем α2 = 1, так как при турбулентном режиме α2 = 1,05÷1,10.

    С учетом выше изложенного уравнение Бернулли принимает следующий вид:



    или после сокращения получаем



    В связи с тем, что про местные потери напора в трубопроводе ничего не сказано, принимаем их равными 10% от потерь напора по длине. Тогда величину потерь напора hwопределим из выражения



    где dвн – внутренний диаметр трубы, определяемый из выражения

    При этом коэффициент сопротивления трения, с допущением того, что данная стальная труба эксплуатируется несколько лет, приближенно принимаем равным λ = 0,02



    Подставив данное значение в преобразованное уравнение Бернулли, получаем:



    Из полученного выражения определим скорость:

    Зная скорость движения жидкости на выходе из трубы, уточним, правильно ли мы приняли λ = 0,02.

    Определим число Рейнольдса из выражения

    Из полученного числа Рейнольдса следует, что режим движения турбулентный. Определим, по какой формуле необходимо рассчитывать коэффициент λ.

    Предположив, что это переходная область турбулентного режима, произведем проверку, при этом Δэкак для бывших в употреблении бесшовных стальных труб определим из таблицы, Δэ= 0,2 мм


    Так как неравенство выдерживается, то производим расчет коэффициента трения λ по формуле Альтшуля


    Так как коэффициенты трения λ расчетный и принятый нами полностью совпали, то уточнять скорость нет необходимости.

    Поэтому определяем расход из выражения


    Ответ: Q = 0,02 м3 /с.

    Задача № 4

    Определить расход нефтепродукта в трубопро­воде диаметром Dн х  и длиной L , если кинематическая вязкость нефтепродукта , плотность , а перепад дав­ления в трубопроводе равен Р.

    Дано:

    Dн = 426 мм = 0,426 м;

    δ = 7 мм = 0,007 м;

    L = 2,5 км = 2500 м;

    Δр = 0,04 МПа =40000 Па;

    v = 0, 5∙10-4 м2/с =5∙10-6 м2/с;

    ρ20 = 820 кг/м3

    Найти:

    Q = ?

    Решение:

    Напишем уравнение Бернулли относительно плоскости сравнения 00, взятой по оси симметрии трубы на выходе жидкости из трубопровода, для сечений 11 (уровень жидкости в резервуаре) и 22 (выход жидкости из трубопровода)



    Т. к про сечения 11 и 22 ничего не известно – открытая или закрытая емкость, выход под уровень или в атмосферу, неизвестны геодезические отметки, то уравнение Бернулли перепишем в следующем виде



    Скорость движения жидкости в резервуаре ϑ1 при достаточно больших его размерах по сравнению с выходным отверстием трубы можно считать близкой к нулю (ϑ1 ≈ 0), а значит,

    Принимаем α2 = 1, так как при турбулентном режиме α2 = 1,05÷1,10.

    А левую часть уравнения можно представить в виде



    С учетом выше изложенного уравнение Бернулли принимает следующий вид:



    или после сокращения и преобразования получаем



    Из полученного выражения определим скорость



    Расход определяем из выражения



    А внутренний диаметр трубы, из зависимости



    Подставив цифровые значения окончательно получаем



    Ответ: Q = 1,316 м3 /с.
    Задача № 8

    Определить время слива нефтепродукта из цистерны грузоподъемностью N через универсальный сливной прибор, трубопровод имеет длину L , диаметр Dн и вы­соту Н, температура слива t0С. Схема слива приведена на рис. 4. Вязкость нефтепродукта 20 и 50. Местные сопротивления: универсальный сливной при­бор, плавный переход, задвижка, два угольника.

    Дано:

    N = 50 м3;

    L = 15 м;

    Dн = 159 мм = 0,159 м;

    δ = 4 мм = 0,004 м;

    Н = 1,9 м;

    t = 25 °С;

    v20 = 34∙10-4 м2/с;

    v50 = 2,1∙10-4 м2/с = 210∙10-6 м2

    Найти:

    tслива= ?


    Решение:

    В нашем случае, т. к. ничего не известно про емкость предполагаем, что она открыта, т.е. давление на поверхности рат, высотой жидкости в емкости пренебрегаем.

    Т. е. при этих допущениях мы получаем максимальное время слива.

    Плоскость сравнения 00 проведем через место вытекания жидкости в атмосферу.

    Напишем уравнение Бернулли для сечений 11 сливное отверстие резервуара и 22 выход жидкости в атмосферу из трубопровода.



    Соотнесем полученное уравнение с нашими данными:



    т. к. считаем, резервуар достаточно большим по объему (60 м3) и соответственно ϑ1 ≈ 0;

    z1 = H , z2 = 0, принимаем α2 = 2, предполагая ламинарный режим движения жидкости (из-за относительно высокой вязкости).

    С учетом вышеизложенного уравнение Бернулли принимает следующий вид:



    или после сокращения получаем



    Определяем неизвестные показатели выражения:

    – скорость жидкости ϑ2 на выходе из трубы в первом приближении согласно рекомендаций приложения 4.3, принимаем равной 0,357 м/с.

    Тогда расход определим из выражения



    Причем внутренний диаметр трубы определим из выражения



    Тогда



    – величину потерь напора hwв трубопроводе определяем как суммарные потери, состоящие из потерь напора по длине hw и местных потерь напора hwм



    где ζУСП– коэффициент местного сопротивления универсального сливного прибора;

    ζперех– коэффициент местного сопротивления при плавном переходе;

    ζзадв коэффициент местного сопротивления задвижки;

    ζугол– коэффициент местного сопротивления угольника с углом поворота 900.

    Для определения коэффициента λ предварительно определим число Рейнольдса из выражения



    при этом коэффициент кинематической вязкости определим используя выражения 1.1 и 1.2 методических указаний.

    Основная расчетная зависимость:



    где vt – вязкость при температуре t, м2/с; v* – вязкость при известной температуре t*, м2/с; t – температура нефтепродукта, °С; u – показатель крутизны вискограммы, 1/°С.

    Причем



    где vt1– вязкость при температуре t1; м2/с; vt2 – вязкость при температуре t2, м2/с.

    Подставив Цифровые значения получаем:







    Из полученного числа Рейнольдса следует, что режим движения ламинарный. Поэтому λ определяем из выражения



    А коэффициенты местного сопротивления определяем из таблицы приложения 4.7, они будут равны: ζУСП= 5,0; ζперех= 0,30; ζзадв= 0,19; ζугол= 1,60.



    Определим скорость из полученного нами ранее уравнения Бернулли





    Т.к. скорости совпадают определяем время слива из выражения для определения расхода жидкости Q



    Ответ: t = 7824,89 с = 130,41 мин = 2,17 ч.


    Задача № 11

    Определить потери автобензина за одно «малое дыхание» в июле из резервуара типа РВС номинальной емкости V, расположенного в местности с географической широтой . Высота взлива нефтепродукта в резервуаре Hвзл . Максимальная температура воздуха – tв max, минимальная температура воздуха – tв min ,продолжительность дня - . Нагрузка дыхательных клапанов – Рк.д. и Рк.в. Барометрическое давление – Ра. Температура начала кипения бензина – tн.к. Плотность бензина - 20. Определить на какое давление должен быть установлен дыхательный клапан, чтобы при условиях данной задачи потери от «малых дыханий» были равны нулю.

    Дано:

    V, м3

    1000

    Нвзл, м

    3



    540

    tв max, 0С

    35

    tв min 0С

    17

    дн, час

    16,3

    Рк.д., Па

    2000

    Рк.в., Па

    250

    Ра, мм рт.ст

    740

    tн.е., 0С

    50

    20, кг/м3

    720

    Найти:

    G м.б.-?

    Решение:

    Резервуар –1000 м3

    степень заполнения резервуара –0,4

    среднее атмосферное давление: Ра =100000 Па

    давление насыщенных паров по Рейду: Рру =56000 Па

    Принимая Р1 ≈ Р2 ≈ Ра:


    Находим упругость паров Ру соответственно температуре верхних слоев бензина ( при tв.с.п.min и tв.с.п.max):

    Ру1 =0,33 атм

    Ру2 = 0,55 атм

    С1 = Ру1/Ра=0,33/1=0,33

    С2 = Ру2/Ра=0,55/1=0,55
    Определяем среднюю объемную конденсацию паров бензина:
    С=(С1+С2)/2=(0,33+0,55)/2=0,44
    Определяем среднюю объемную конденсацию паров бензина:
    Мб = 60 + 0,3tн.к. + 0,001t2н.к.= 60+0,3·50+0,001·502=77,5 кг/моль
    Объем газового пространства:

    V=400 м3

    абсолютные температуры газового пространства:

    Т1 =T+Trmin=273+17=290К

    Т2=T+trmax= 273+35=308 К

    Подставляя значения в формулу, определим потери бензина за одно малое "дыхание":

    Ответ: потери автобензина за одно "малое дыхание" 248,82 кг

    Задача № 12
    Определить потери автобензина за одно «большое дыхание» из резервуара типа РВС номинальной емкости V = 3000 м3. Первоначальный уровень нефтепродукта в резервуаре равен Нвзл 1 = 1 м. Закачка бензина в резервуар осуществляется с производительностью Q = 400 м3/ч. Резервуар заполняется с учетом коэффициента заполнения равным кзап= 0,95. Закачка производится в дневное время. Время простоя резервуара перед закачкой равно τ = 30 час. Барометрическое давление равно ра = 770 мм рт. ст., резервуар оборудован одним механическим дыхательным клапаном с диаметром штуцера d = 300 мм. Средняя температура закачиваемого нефтепродукта равна tн = 27 °С. Температура начала кипения бензина tн. к. = 43 °С.

    Дано:

    V = 3000 м3;

    Нвзл 1 = 1 м;

    Q = 400 м3/ч;

    кзап= 0,95;

    τ = 30 час;

    ра = 770 мм рт. ст.;

    d = 300 мм = 0,30 м;

    tн = 27 °С;

    tн. к. = 43 °С;

    Найти:

    Gб. д. = ?

    Решение:

    Потери нефти и нефтепродуктов от «больших дыханий» - это потери от испарения при вытеснении паровоздушной смеси из газового пространства резервуаров и транспортных емкостей в атмосферу вследствие заполнения резервуара нефтепродуктом.

    Масса паров нефтепродукта, вытесняемая из резервуара за одно «большое» дыхание определяется по формуле:



    где Vб– объем закаченного в резервуар нефтепродукта, м³; V1– объем газового пространства резервуара перед закачкой нефтепродукта, м³; р2– абсолютное давление в газовом пространстве в конечный момент времени закачки, Па; р1– абсолютное давление в газовом пространстве в начальный момент времени закачки, Па; рs– давление насыщенных паров нефтепродукта при температуре поверхности резервуара (при +30 °С – рs= 50,88 кПа = 50880 Па); Мбмолекулярный вес бензиновых паров, кг/моль; Т – средняя температура в газовом пространстве резервуара, К ; R – универсальная газовая постоянная, = 8,31.

    Объем закаченного в резервуар нефтепродукта определим из выражения



    где V – номинальной объем емкости, V = 3000 м3; кзап –коэффициент заполнения емкости кзап= 0,95; Vвзл 1 – первоначальный объем нефтепродукта в резервуаре, м³.

    Причем первоначальный объем нефтепродукта в резервуаре



    где Нвзл 1 – первоначальный уровень нефтепродукта в резервуаре Нвзл 1 = 1,5 м; ω – площадь дна резервуара м2; D – диаметр резервуара, D = 22,8 м³.





    Объем газового пространства V1резервуара перед закачкой нефтепродукта



    Абсолютные давления в газовом пространстве в конечный и начальный моменты времени закачки определяются по формулам:



    где ра – атмосферное (барометрическое) давление, принимается равным

    0,1 Мпа; рк.в, рк.д – вакуум и избыточное давление в резервуаре, при которых срабатывает дыхательный клапан, МПа (рк.в = 125 Па, рк.д = 2900 Па).



    Молекулярный вес бензиновых паров определяется по формуле:



    где tн.к– температура начала кипения нефтепродукта, °С (tн.к = 43 °С).



    Средняя температура в газовом пространстве резервуара определяется по формуле:



    где ТВтемпература воздуха в данный момент времени, К; ΔТВ– среднее изменение температуры воздуха, К; ΔТГ– среднее изменение температуры газового пространства, К.

    После подстановки цифровых значений окончательно получаем



    Ответ: Gб. д. = 3,9·107 Н.


    написать администратору сайта