3 Расчет потерь от «малых дыханий»

1.Определить потери от «малых дыхании» 1 июля из резервуара РВС-5000, расположенного в г. Челябинск. Максимальная температура воздуха 314 К, минимальная – 276 К.

Определяем геометрические размеры резервуара: ; высота ; высота конуса крыши ;

2. Находим площадь зеркала нефти в резервуаре:

3. Молярная масса нефтяных паров определяется по формуле:

.

4. Среднюю температуру нефти принимаем равной средней температуре воздуха:

,

где и – максимальная и минимальная температуры за июль.

5. Теплопроводность и теплоемкость нефти при его средней температуре:

;

.

6. Рассчитываем коэффициент температуропроводности по формуле:

,

где – плотность нефти при средней температуре :

₂₉₅= ₂₉₃+ = кг/м³ ,

где – температурная поправка,

= ₂₉₃= .

7. Количество суток до рассматриваемого дня включительно с начала года:

N_д =198 сут.

8. Расчетное склонение Солнца 15 января найдем по формуле:

.

9. Продолжительность дня найдем по формуле:

,

где – географическая широта места установки резервуара, для города Челябинск .

10. Расчетный параметр m₀ найдем по формуле:

.

11. Определяем интенсивность солнечной радиации без учета облачности:

,

где – коэффициент, учитывающий состояние облачности: при безоблачном небе =1; при облачности 50% =0,7…0,8; при сплошной облачности =0,5…0,6; -коэффициент прозрачности атмосферы, =0,7…0,8.

12. Расчетная высота газового пространства резервуара:

где Н_ВЗЛ – средний уровень взлива в резервуаре, определяемый по формуле:

,

где – соответственно максимальная и минимальная высота взлива нефтепродукта в резервуаре.

13. Находим площадь проекции поверхности стенок, ограничивающих газовое пространство резервуара на вертикальную плоскость:

.

14. Определяем площадь проекции стенок резервуара на плоскость, нормальную к направлению солнечных лучей в полдень:

.

15.Определяем площадь поверхности стенок, ограничивающих газовое пространство:

.

16.Количество тепла, получаемое 1м² стенки, ограничивающей газовое пространство резервуара, за счёт солнечной радиации:

,

где -степень черноты внешней поверхности резервуара; =0,5 для алюминиевой краски, подвергшейся воздействию атмосферы.

17. Найдем величины коэффициентов теплоотдачи по формулам:

где – эмпирические коэффициенты.

Коэффициенты теплоотдачи радиацией от стенки резервуара к нефти, через газовое пространство, соответственно для дневного и ночного времени:

;

;

Коэффициенты теплоотдачи от стенки резервуара к внешнему воздуху, соответственно для дневного и ночного времени:

;

Коэффициенты конвективного теплообмена от стенки резервуара к паровоздушной смеси, находящейся в газовом пространстве, соответственно для дневного и ночного времени:

;

;

Коэффициенты теплоотдачи от стенки резервуара к паровоздушной смеси, находящейся в газовом пространстве, соответственно для дневного и ночного времени:

;

.

Вычисляем коэффициенты теплоотдачи от стенки емкости в атмосферу соответственно в дневное и ночное время и

= + = 4,95+4,02 = 8,97 Вт/м^2.К;

= + = 2,44+7,25= 9,69 Вт/(м^2.К).

18. Приведённые коэффициенты теплоотдачи от стенки к нефти вычисляются по формулам:

; ,

где = = 5,35 Вт/м^2.К – соответственно коэффициенты теплоотдачи от паровоздушной смеси, находящейся в газовом пространстве резервуара, и поверхности жидкости для ночного и дневного времени;

,

.

19. Избыточные максим альная и минимальная температуры стенки резервуара, отсчитываемые от средней температуры нефти:

,

где К,

,

20. Избыточные температуры ГП, отсчитываемые от средней температуры нефти по формуле:

К;

.

21. Минимальная и максимальная температуры ГП резервуара:

,

.

22. Находим объемы жидкой и паровой фаз в резервуаре:

V_ж=F_н∙H_взл= ;

V_п=V_р -V_ж= .

23. Соотношение фаз и величина функции F(V_п / V_ж)

.

F(V_п / V_ж)= .

24. Давление насыщенных паров бензина при минимальной температуре в ГП резервуара T_гmin найдем по формуле:

,

где – давление насыщенных паров нефтепродукта по Рейду (T_R=311 K; соотношение объемов паровой и жидкой фаз равно 4); b_s – эмпирический коэффициент.

25. Соответствующие величины объемной и массовой концентрации углеводородов в ГП найдем по формулам:

- объемная концентрация насыщенных паров (доли)

- молярная масса паровоздушной смеси

,

где – молярная масса воздуха, ;

- массовая концентрация насыщенных паров (доли):

26. Параметры ПВС в ГП резервуара при температуре :

- плотность ПВС по формуле

- масса ПВС в ГП резервуара

кг;

- масса паров нефти в ГП резервуара

кг.

27. Продолжительность роста парциального давления в ГП:

.

28. Задаёмся средней объёмной концентрацией углеводородов в ГП в период роста парциального давления равной .

29. Параметры ПВС при этой концентрации и средней температуре хранения:

;

- средняя кинематическая вязкость ПВС:

;

;

- коэффициент диффузии паров:

,

где - эмпирические коэффициенты;

.

28. Число Шмидта найдем по формуле:

.

28. Движущая сила процесса испарения по формуле:

.

28. Величина Кt – критерия по формуле:

.

33.Плотность потока массы испаряющейся нефти найдем по формуле:

34.Масса нефти, испарившегося в период роста парциального давления в ГП:

35.Массовая и объёмная расчётные концентрации нефтяных паров в ГП к концу периода роста парциального давления найдём по формуле:

где – отношение молярной массы паров нефтепродукта к молярной массе воздуха, .

36.Проверяем, не превышает ли найденная величина концентрации насыщенных паров при максимальной температуре воздуха:

;

Так как , то расчетная объёмная концентрация углеводородов в ГП в рассматриваемый период определим по формуле:

Отклонение найденного значения от принято величины составляет:

∙100% =2%,

что меньше допустимой погрешности инженерных расчетов (5%).

37. Минимальное парциальное давление паров нефти в ГП резервуара . Максимальная величина этого параметра

.

Следовательно, среднее массовое содержание паров нефти в ПВС, вытесняемой из резервуара найдем по формуле:

.

38. Потери нефти от «малого дыхания» 19 июня определим по формуле:

За один месяц потери от «малых дыханий» при данных условиях хранения составят:

.