Задача 3.

Определить приращение давления в новом стальном трубопроводе, по которому транспортируется стирол. При эксплуатации трубопровода происходит уменьшение его сечения за счет образования отложений. Начальное давление в трубопроводе 1 МПа. Температура стирола 25 ⁰С. Длина трубопровода l = 130 м, начальная скорость движения жидкости ω₁ = 3 м/с, диаметр чистого (без отложений) трубопровода d₁ = 0,4 м, степень уменьшения диаметра трубопровода ε = 0,5 при образовании отложений. Плотность стирола 902,6 кг/м³, коэффициент кинематической вязкости при 25 ⁰С равен 0,72^.10^-6 м²/с.

Решение.

Определяем свободный диаметр трубопровода на участке с отложениями:

,

где – по условию.

Исходя из уравнения неразрывности потока определяем скорость движения продукта в суженном сечении:

,

где – по условию;

– сечение трубопровода до и после образования отложений, м .

Определяем режим движения продукта (числа Рейнольдса) на участке трубопровода диаметром :

,

где м²/с – коэффициент кинематической вязкости стирола, по условию.

Так как , коэффициент находим по формуле:

.

,

где величина – для новых стальных труб.

Определяем потери давления при увеличении сопротивления (по длине трубопровода) по формуле:

где – коэффициент i-го местного сопротивления (табл. 18 приложения [1]), в нашем случае ;

м – длина трубопровода, по условию;

кг/м³ – плотность стирола, по условию.

Тогда:

МПа.

Общее давления составит:

МПа.

Ответ: МПа;

МПа.

Задача 4.

Определить время аварийного опорожнения цилиндрического постоянного по высоте сечения аппарата (слив самотеком) и продолжительность аварийного слива. Вид горючей жидкости – ацетон, ее температура t = 15 ⁰С, диаметр аппарата Д = 2,5 м, его высота Н = 3,5 м, степень заполнения ε = 0,85, диаметр сливного трубопровода d = 70 мм, перепад высоты аварийного трубопровода ΔН = 10 м. Продолжительность операций по приведению слива в действие принять равным 300 с, коэффициент расхода системы φ = 0,3.

Решение.

1. Продолжительность опорожнения аппарата определяется по формуле:

,

где F – площадь поперечного сечения аппарата, м²:

м²;

– площадь проходного сечения труб системы аварийного слива:

м³;

– расстояние (по вертикали) от уровня жидкости в опорожняемом аппарате в начале слива до выходного сечения аварийного трубопровода:

м;

– расстояние (по вертикали) от выпускного отверстия аппарата до выходного сечения аварийного трубопровода:

м.

Тогда:

с.

2. Определяем продолжительность аварийного слива:

с,

где – продолжительность операций по приведению слива в действие.

Ответ: мин;

мин.

Задача 5.

Определить расчетом время аварийного выпуска горючих газов (паров) из аппарата и обосновать выполнимость условия безопасности аварийного режима при сбросе газа (пара) в газгольдер, избыточное давление среды в котором постоянно и не превышает 0,05 МПа. Вид газа – водород, его температура t_р = 30 ⁰С, давление Р_р = 0,8 МПа, объем газа V_г = 600 м³, диаметр трубопровода d_тр = 0,15 м. Продолжительность операции по приведению системы стравливания в действие принять равной 60 с, время аварийного режима – 600 с, коэффициент расхода системы .