1. Теплофизические характеристики мазута

Плотность

, кг/м³

где ρ_м20 – плотность мазута при t=20 °С, кг/м³;

- температурная поправка;

t - температура мазута, °С.

Удельная теплоемкость мазута

, Дж/(кг·К)

где t – температура мазута, °С.

Теплопроводность мазута

, Вт/(м·К)

где - теплопроводность мазута при t=20 °С,

Вт/(м·К);

t - температура мазута, °С;

α – температурный коэффициент теплопроводности, равный 0,21·10^-3 Вт/(м·К²).

Кинематическая вязкость

, м²/с

где t – температура мазута, °С.

2. Слив мазута из железнодорожных цистерн

2.1 Подбор сливных эстакад

Требуемое число эстакад для слива:

где G_ч – суммарный часовой расход мазута всеми котлами;

k_З – коэффициент неравномерности поступления составов с мазутом, kЗ=1,2;

  длительность слива одного состава с учетом времени на его подачу и отправку, равная обычно 1-2 ч.  = 2 часа [4], с. 113

G_дост – масса мазута в мазутохранилище, но не более весовой нормы налива состава мазута.

Суммарный часовой расход мазута принимается по справочной литературе, при этом необходимо его пересчитать на реальную теплоту сгорания мазута:

где G_пасп – расход мазута одним котлом по паспорту котла, кг/ч;

Q_пасп  низшая теплота сгорания рабочей массы мазута по паспорту котла, МДж/кг;

Q_факт – низшая теплота сгорания рабочей массы мазута данной марки, МДж/кг.

При числе котлов равным n_к суммарный часовой расход мазута составляет:

Количество цистерн в составе:

где _м – плотность мазута при температуре слива, кг/м³;

V_ц – емкость цистерны, м³.

Суммарная длина сливных эстакад:

где l_ц – длина цистерны по буферам, м.

2.2 Расчет сливных желобов гидрозатвор

Расчетная площадь межрельсового сливного желоба (без учета площади, занимаемой в нем паропроводами):

где v – скорость течения мазута в желобе, из рекомендуемого диапазона 0,10,6 м/с;

G_маз – количество топлива, которое должно проходить по желобу в единицу времени.

Определяется как соотношение емкости цистерны ко времени ее слива, принято время слива =2 ч (слив механизированный):

,

где V_ц – емкость цистерны, м³;   время слива цистерны.

Задавшись шириной желоба b, определяем высоту H₂ из соотношения:

Принимаем высоту лотка на 15 см больше расчетной. Проектируем лоток симметричным, то есть, принимаем H₂=H₃.

Исходя из величины уклона i=0,02, вычисляем высоту H₁:

где L – длина сливного желоба, м.

Выполним проверку высоты H₁:

Расход сливаемого мазута:

где V_ц – емкость цистерны, м³;

m1 – количество цистерн в составе;

  время слива цистерны,  = 2 часа.

где v – скорость течения мазута в желобе, из рекомендуемого диапазона 0,10,6 м/с.

Принимаем максимальное значение H1 из двух вычисленных.

2.3 Конструирование отводной трубы

Диаметр отводных труб определяют по формуле:

где   кинематическая вязкость мазута при температуре слива, м²/с;

G – расход сливаемого мазута, м³/с;

l – длина отводной трубы, м;

z – разность отметок оси отводной трубы у желоба и у сливного резервуара, м;

m и 1 – величины, зависящие от режима течения. Так как мазут является вязкой жидкостью, то в большинстве случаев реализуется ламинарный режим течения.

При ламинарном режиме:

Принимаем ближайший подходящий диаметр d_вн из стандартного ряда диаметров, м.

Проверяем режим течения по критериальному числу Рейнольдса:

- площадь поперечного сечения трубы

- скорость мазута в трубопроводе