58. Расчет сифонных трубопроводов

Задача проверки устойчивости работы стояков в условиях НБ возникает при верхнем самотечном или принудительном сливе ж/д цистерны. Такая же задача имеет место при расчете всасывающих трубопроводов насосных цехов НПС, а также при расчете сифонных ТП.

Под сифонным понимается безнапорный т/п, отдельные участки которого находятся выше уровней жидкости соединяемый им резервуаром.

P < P_a – условие всасывания сифонного т/п. (см.рис.)

Самотечный слив через верхний стояк – это пример работы сифонного т/п. Во всех перечисленных случаях устойчивое движение жидкостей будет наблюдаться, если не будет разрыва потока.

Поскольку н/пр имеют значительную величину давления насыщенных паров, то возможна ситуация, когда остаточное давление в какой-либо точке т/п будет меньше давления насыщенных паров: Р_ост < Р_s. В этом случае происходит образование газового мешка или газовой трубы, т.е. происходит разрыв потока.

P_s – это такое давление, которое устанавливается под поверхностью жидкости в закрытом сосуде, когда число понижающих молекул равно числу молекул возвращающихся в жидкость.

Следовательно, условием нормальной работы т/п явл-ся: Р_ост>Р_s. У н/пр величина Ps сильно зависит от температуры.

Предельная высота стояка, при которой не происходит образования газовых мешков опр-ся уравнением: , где h_c – потери напора в стояке до наивысшей его точки.

Проверка обеспечения данного условия выполняется обычно графоаналитическим способом для следующих наихудших условиях эксплуатации:

1)минимальное атмосферное давление;

2)максимальной температуры н/пр;

3)минимальный уровень н/пр в сливаемой цистерне или резервуаре. (см.рис.)

От минимального уровня в цистерне откладывают величину «Н_а» состоив. Р_а. Н_а = Р_а/(ρ·g).

От верхней линии откладывают вниз соответствующие потери напора, имеющие место в отдельных участках коммуникаций: h_ab, h_bc, h_cd, h_dc, h_cf – потери напора по участкам.

Оценивая, пересекает или нет линия упругости паров коммуникацию, делают вывод:

а) если не пересекает – то устойчивость потока обеспечена;

б) если пересекает – то возможно образование газовых мешков и разрыв потока.

Для предотвращение образования газовых мешков возможны следующие мероприятия:

1)изменение конфигурации стояка;

2)уменьшить потери напора (за счет увеличения диаметра труб);

3)приблизить насос к фронту слива;

4)обеспечить подпор в начале сливной коммуникации за счет применения эжектора.

59.Определение необходимой емкости резервуарного парка нб

Необходимость определения вместимости резервуарного парка появляется при процессе эксплуатации и при проектировании.

Для определения вместимости используют 2 метода:

1. Табличный (по графикам завоза-вывоза н/пр);

2. Аналитический (по формулам).

Определение вместимости по графикам завоза-вывоза применяется для действующих НБ, когда этот график известен.

Рассмотрим пример расчета. Чем меньше период времени, для которого известен график завоза-вывоза, тем точнее расчет.

Определяем месячный остаток, вычитая из графы завоза цифры графы вывоза с учетом знака. Вместимость резервуарного парка V = V_max – V_min.

Далее необходимо учесть степень заполнения резервуара. η = h/H = 0,95. V_ф = V/0,95 – фактическая емкость резервуарного парка.

При проектировании для новой НБ график завоза-вывоза может быть неизвестен. В этом случае ориентируются на графики завоза-вывоза в существующих НБ в данном районе, либо определяют вместимость резервуарного парка расчетным путем по формулам, т.е. аналитическим методом.

Для расчета используются формулы, в которые введены эмпирические коэффициенты, учитывающие реальные условия эксплуатации. Для каждого типа НБ используют соответствующие формулы. Для примера рассмотрим формулу определения объема резервуарного парка для ж/д распределительной НБ.

- вместимость резервуарного парка,

где Gмес – среднемесячная реализация данного н/пр;

К – коэффициент, учитывающий неравномерность завоза-вывоза, К > 1 всегда;

ρ – плотность данного н/пр.

Примечание: вместимость РП определяется для каждого н/пр. После определения общей вместимости РП принимается значения объемотиповых резервуаров и определяют их число. Для каждого н/пр должно быть не менее 2-х резервуаров.