3.2 Расчет длины ж/д эстакады

Длину железнодорожной эстакады рассчитываем по следующей формуле:

, (8)

где L_Э - длина железнодорожной эстакады.

а_i - число цистерн по типам, входящих в маршрут.

к - число цистерн в маршруте.

l_i - длина цистерн, различных типов по осям автосцепления (для цистерны грузоподъёмности 60 тонн l_i= 12,02м ([1], стр. 18, табл. 1.2).

Для слива светлых нефтепродуктов выбираем комбинированную двустороннюю эстакаду на 10 на 12 постов с 3 коллекторами:

коллектор №1 – 2 цистерны Аи-92 и 1 цистерна ТС-1; 2 2

коллектор №2 – 2 цистерны Аи-95 и 2 цистерны Аи-98; 2 2

коллектор №3 – 1 цистерны ДТЛ и 1 цистерны ДТЗ 2 2

L_Э =0,5∙10∙12,02 = 60,1 м. 0,5*12*12,02=72,12

Для слива темных нефтепродуктов выбираем комбинированную двустороннюю эстакаду на 12 постов с 2 коллекторами: на 18

коллектор №1 – 6 цистерны с нефтью; 9

коллектор №2 – 2 цистерны с мазутом флотским Ф-12.(стопочным мазутом 100 и 2 с топочным мазутом 40

Индивидуальные сливные устройства №1-5 по одной цистерны масел М-14Г₂, М-14В₂, МС-14, МС-20; Т-22,Т-46.

L_Э = 0,5∙14∙12,02 = 84,14 м. 0,5*18*12,02=108,18

Осуществляется нижний слив нефтепродуктов.

Установки для нижнего слива и налива нефтепродуктов шарнирно – сочлененного исполнения выпускают 3-х типов: УСН – без подогрева, УСПН – с подогревом; УСНПЭ – с электроподогревом. Условные проходы патрубков: 150, 175, 200, 250 и 300 мм. В настоящее время разработаны и выпускаются установки нижнего слива и налива нефтепродуктов типов АСН-7Б, АСН-8Б и СПГ-200.

Установки АСН-7Б применяются для слива и налива маловязких нефтепродуктов. Установка АСН-8Б оборудована паровой рубашкой, позволяющей подогревать сливаемый продукт и пропаривать внутреннюю полость сливного прибора цистерны в зимнее время. Эти устройства применяются для слива и налива вязких нефтепроводов.

Для слива светлых нефтепродуктов принимаем установку АСН-7Б; для слива темных нефтепродуктов и масел – АСН-8Б.

4 Расчет времени слива нефтепродуктов из железнодорожных цистерн

Расчет времени слива для светлых нефтепродуктов проводим при температуре самой холодной пятидневки года (-14°С (-28) [7], средняя температура наиболее жаркого месяца (+28,7°С); для мазутов, нефти – при температуре перекачки (+8°С) ; масел – при соответствующей температуре перекачки.

1. Сливное устройство АСН - 7Б имеет следующие размеры:

h – расстояние от оси коллектора до нижней образующей котла цистерны.

h = h_l+h₂+h₃, (9)

h=.,

где h_l =0,6 м – длина сливного патрубка цистерны;

h₂=0,315 м – длина присоединительной головки;

h₃ =0,541 м – расстояние от присоединительной головки до оси коллектора.

2. Находим площадь поперечного сечения сливного патрубка

, (10)

,

где d=0,212 м – внутренний диаметр сливного патрубка.

3. Для Аи-92 находим расчетную вязкость при данной температуре

_{Значения коэффициентов}

_{, (11)}

.

_{, (12)}

.

_{, (13)}

_,

,

где ν_т – расчетная кинематическая вязкость, мм²/с;

ν₁, ν₂ – кинематическая вязкость при абсолютных температурах Т₁, Т₂, мм²/с;

a, b – эмпирические коэффициенты.

Таблица 9 – Расчет кинематической вязкости нефтепродуктов

Тип нефтепродукта	ν1, мм2/с	T1,К	ν2, мм2/с	T2,К	Тр, К	b	а	ν, мм2/с
Автобензин Аи-92	0,64	283	0,58	293	259	-3,574	7,9622	0,8496
Автобензин Аи-95
Автобензин Аи-98
Дизельное топливо ДЛ	8	283	6	293	259	-3,6340	8,8850	19,3063
Дизельное топливо ДЗ	7	283	5	293	259	-4,4852	10,9473	20,4567
Керосин авиационный ТС-1	1,3	293	8	233	259	-4,6933	11,0860	2,9572
Мазут флотский Ф-12	4,43	353	3,04	373	288	-3,7507	9,4123	33,9867
Нефть	45	290	32	295	281	-5,3437	13,3785	91,5875
Масло моторное М-14В2	120	323	14	373	303	-4,0030	10,3628	488,0354
Масло моторное М-14Г2	120	323	14	373	303	-4,0030	10,3628	488,0354
Масло авиационное МС-14	9,6	323	14	373	303	-3,6743	9,5176	323,9906
Масло авиационное МС-20	160	323	20,5	373	308	-3,5251	9,1888	405,5701

4. Находим число Рейнольдса

, (14)

0,212/1 2*9,8(2,8+1,456) =1860394,1

5. При Re>10000 значение коэффициента расхода определяется по формуле

, (15)

6. При Re<10000 определяем число Рейнольдса при 5% заполнение цистерны

(16)

По полученным значениям чисел Рейнольдса для полной и заполненной на 5% цистерны определяем коэффициенты расхода по рисунку 6.

Средний коэффициент расхода определяется по формуле

(17)

Рисунок 6 – Коэффициент расхода патрубков сливных приборов железнодорожных цистерн и средств герметизации слива

где 1– универсальный сливной прибор по данным З.И.Геллера; 2– универсальный сливной прибор по данным ВНИИСПТнефть; 3– сливной прибор Утешинского по даннымЗ.И.Геллера; 4 – сливной прибор Утешинского по данным ВНИИСПТнефть; 5 – универсальный сливной прибор по данным В.М. Свистова;

6 – сливной прибор Утешинского по данным В.М. Свистова; 7 – установка АСН-7Б; 8 – установка УСН - 175М; 9 – установка УСН-175 с действующим монитором; 10 – установка СЛ-9.

7. Находим время полного слива цистерны с бензином

, (18)

где D=2,8 м – диаметр котла цистерны;

L=10,31 м – длина котла цистерны.

Если производится закрытый слив нефтепродуктов, необходимо ввести поправочный коэффициент в зависимости от отношения h/D

Рисунок 7–График зависимости поправочного коэффициентаот отношения

(19)

Аналогично произведем расчет времени слива остальных нефтепродуктов. Сведем полученные результаты в таблицу 10.

Таблица 10 - Расчет времени слива

Тип нефтепродукта	υ, мм2/с	Rе100%	μ1	Rе5%	μ2	μ0	τ0, с	τ, мин.
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Автобензин Аи-92	0,84	2280268,6	0,775	-		0,775	531,75	6
Автобензин Аи-95	0,84	2280268,6	0,775	-		0,775	531,75	6
Автобензин Аи-98	0,84	2280268,6	0,775	-		0,775	531,75	6
Дизельное топливо ДЛ	19,03	100343,3	0,772	-		0,772	533,72	6
Дизельное топливо ДЗ	20,45	94700,2	0,772	-		0,772	533,84	6
Продолжение таблицы 10
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Керосин авиационный ТС-1	2,95	655100,7	0,755	-		0,775	531,97	6
Мазут флотский Ф-12	33,98	57000	0,770	-		0,770	534,99	6
Нефть	91,58	21151,9	0,762	-		0,762	540,64	6
Масло моторное М-14В2	488,98	3969,5	0,695	2430,8	0,315	0,505	815,74	9
Масло моторное М-14Г2	488,98	3969,5	0,655	2430,8	0,315	0,505	815,74	9
Масло авиационное МС-14	323,9	5979,3	0,720	3661,6	0,325	0,523	788,50	8
Масло авиационное МС-20	405,57	4776,6	0,720	2925,1	0,325	0,516	798,91	8

5. Расчет времени слива наибольшей грузоподъемности

Количество цистерн, сливаемых по коллекторам.

Первый коллектор: слив Аи-92, Аи-95, Аи-98 и ТС-1 – 8 цистерн.

Второй коллектор: слив дизельного топлива ДЛ и ДЗ – 2 4цистерн.

Третий коллектор: слив мазута флотского Ф-12 – 4 цистерны.

Четвертый коллектор: слив нефти – 8 цистерн.9

Таким образом, время слива всего маршрута будет определяться временем слива нефти. Принимаем, что на каждом коллекторе работает по одной бригаде сливщиков. Обслуживание цистерны равно 4 минутам. Время слива будет складываться из времени обслуживания 7 цистерн и время слива последней цистерны.

T_н=7∙4+6= 34 мин. 8*4+5,32=37,32

Следовательно, время слива всего маршрута 34 минут. 37,32