1470

- при сборе разлившейся нефти в земляном амбаре с вертикальны­ ми стенками

- при сборе разлившейся нефти в земляном амбаре (обваловании) с наклонными стенками

где v - кинематическая вязкость растекающейся нефти, м2/с; Qy - расход утечки, м3/с; тр - продолжительность растекания нефти, с; 0 - угол наклона поверхности растечения, град; Ь0, £0 - ширина

и длина амбара, замеренные на уровне свободной поверхности не­ фти, м; b, I — то же по основанию амбара (обвалования); a - угол

наклона боковых стенок амбара (обвалования).

389

§10.8. Примеры расчетов

Пример 10.1. Определить потери от «малого ды­ хания» 19 июня из резервуара РВС 5000, расположенного в г. Уфе (гео­ графическая широта \j/=54°48’). Высота взлива автобензина Нвзл=7м. Максимальная температура воздуха 305К, минимальная - 291К. Ре­ зервуар окрашен алюминиевой краской годичной давности (ес =0,5). Уставка клапана вакуума Р|СВ=196Па, а клапана давления - 1962Па. Барометрическое давление равно Ра=101320Па. Облачность 50% (К0=0,8). Температура начала кипения бензина Тнк=319К, плотность р293=720кг/м3, давление насыщенных паров по Рейду Рк=44000Па. Бензин хранится в резервуаре без движения третьи сутки.

Решение

1.По табл. 1.8. определяем геометрические размеры резервуара: диаметр D P=22,8M; высота Н=11,92м; высота конуса крыши Нк=0,57м, геометрический объём Ур=4866м3.

2.Площадь «зеркала» бензина

3. Молярная масса паров бензина по формуле (10.3)

Принимаем, что средняя температура бензина равна среднесуточ­ ной температуре воздуха, т.е. Тб ср=Тв ср=298К.

5. Теплопроводность и теплоёмкость бензина при его средней

где 715,7 —плотность бензина при средней температуре по формуле (1.1)

390

_________ 720_________

Р298 — 1 + 0,001193-(298-293) = 715,7 кг/м3

7. Количество суток до рассматриваемого дня включительно с на­ чала года

Na= 31+28+31+30+31+19= 170 сут.

8.Расчетное склонение Солнца 19 июня по формуле (10.44) <р=-55,6+0,92-170-2,59'3-1702=26 град.

9.Продолжительность дня по формуле (10.52)

Тдн = ~ ' arccos(—tg26 • tg54'48') = 17,8 ч. 10. Расчетный параметр ш0 по формуле (10.37)

11. Интенсивность солнечной радиации по формуле (10.43)

12. Расчётная высота газового пространства резервуара

13. Площадь проекции поверхности стенок, ограничивающих газовое пространство резервуара, на вертикальную плоскость

FB= D pHr =22,8-5,11 = 116,5 м2

14.Площадь проекции стенок резервуара на плоскость, нормаль­ ную к направлению солнечных лучей в полдень, по формуле (10.42)

F0= l 16,5-sin (54°48’-26°)+408,l-cos (54°48’-26°)=413,8 м2.

15.Площадь поверхности стенок, ограничивающих газовое про­ странство,

F = F H+ TTF =408,1+3,14-116,5=773,9 м2.

16. Количество тепла, получаемого 1м2 стенки, ограничивающей ГП резервуара, за счёт солнечной радиации, по формуле (10.41)

q = 0 ,5 -^ -^ -7 8 6 ,5 = 210,3 Вт/м2. 773,9

17. По формулам (10.45), (10.46) с учётом табл. 10.6 находим ве­ личины коэффициентов теплоотдачи:

391

ар=3,05+9,01-10'3-210,3-7,65-10"6-210,32=4,61 Вт/ (м2-К ); а р = -9,19+4,59-10‘2-298=4,48 Вт/ (м2-К );

a M=2,70+8,07-10‘3-21,03-6,09-10'6210,32=4,13 Вт/ (мЧС);

2’30 1 5 ,2 - 0 ,1 5 8 -^ ^ 773,9

19. Избыточные максимальная и минимальная температуры стен­ ки резервуара, отсчитываемые от средней температуры бензина, по формулам (10.39):

(2,44+ 7,36)-(291-298)

0 cr.min

392

26,2

= 19,1 К .

1 + 773,9 ’ 2,30 ’ (5,35 +15,2 • 0,158)

21. Минимальная и максимальная температуры ГП резервуара по формулам (10.35):

Trml =298-2,3=295,7 К; Tr.max=298+19,1=317,1 К.

22.Объёмы жидкой и паровой фаз в резервуаре:

уж=РнНВзл=408,1-7=2856,7 м3; Vn=Vp-V*=4866-2856,7=2009,3 м3.

23.Соотношение фаз и величина функции F (Vn/Vx)

Vn 200963

= 0,703.

Уж ” 2856,7

Так как Уп/Уж<4, то согласно табл. 10.2

F(Уп/Уж)=1,41-0,25-0,703°-37= 1,19.

24.Давление насыщенных паров бензина при минимальной тем­ пературе в ГП резервуара по формуле (10.10)

Psmin= 1,22-44000-е*0,034' <3,,-295-7>-1,19=37970 Па.

25.Соответствующие величины объёмной и массовой концент­ рации углеводородов в J7I по формулам (10.6, (10.9), (10.26а):

кмоль *

Cmin =0,376 — = 0,575.

“42,6

26.Параметры ПВС в ГП резервуара при температуре Tr min:

-плотность паровоздушной смеси по формуле (10.2), в которой Му заменена на МП1С.mln

393

1= 0,5-17,8+3 = 11,9 ч.

28.Задаёмся средней объёмной концентрацией углеводородов

вГП в период роста парциального давления равной Схр=0,39.

29.Параметры ПВС при этой концентрации и средней темпера­ туре хранения по формулам (10.6), (10.7):

0,1 • 298 -14,1 0,0225 • 298 - 3,61

Ps ср= 1,22-44000-е'0’034' (311'298)-1,19=41058 Па;

30. Число Шмидта по формуле (10.16)

5,27-10"6 -3600

Sc = * — = 0,577 0,0329

31. Движущая сила процесса испарения по формуле (10.15)

0,398-0,39

= 0,0133.

1-0,398

32.Величина Kt - критерия по формуле (10.11) Ktnp= 2 ,17-10'3-0,01330’403-0,577°*0932=361,5-10'6.

33.Плотность потока массы испаряющегося бензина из форму­ лы (10.14)

34. Масса бензина, испарившегося в период роста парциального давления в ГП, по формуле (10.24)

Дшу= 0 ,172-408,1-11,9=835,3 кг.

35.Массовая и объёмная расчётные концентрации бензина в ГП

кконцу периода роста парциального давления по формуле (10.21)

2021,9 + 835,3 0,657;

пр 3516,3 + 835,3

394

36. Проверяем, не превышает ли найденная величина С^сч кон­ центрации насыщенных паров при максимальной температуре воз­ духа

Ps max= l,22-44000-е-0'034 (311-305)-1,19=52091 Па;

52091

= 0,504.

sm“ 101320 + 1962

Так как Cs max> Срасч , то расчётная объёмная концентрация угле­ водородов в ГП в рассматриваемый период

С_ 2-0,376 + 0,45

0,39

ности инженерных расчётов (5%). Если бы соотношение было об­ ратным, то необходимо было бы задать новое значение Схр и повто­ рить расчёты по п. п. 29...36.

37. Минимальное парциальное давление паров бензина в ГП резервуара Pmin=Ps min=37970 Па. Максимальная величина этого па­ раметра

Р™ = с ;р • (Р. + Р„ ) = 0,45 • (101320 +1962) = 46477 П а,

Следовательно, среднее массовое содержание паров бензина в ПВС, вытесняемой из резервуара, по формуле (10.35)

(46477+ 37970)-65,1

(101320 + 196246477)' 295,7

Пример 10.2. Используя данные примера 10.2, повторить рас­ чёт потерь от «малого дыхания», применяя упрощённые формулы (10.48)...(10.50)

395

2. Средняя высота взлива бензина в резервуаре при закачке и от­ качке:

Нсрот = 0,5■ (7 + 5) = 6 м;

Нф.1ш, =0,5 (5+ 9) = 7 м.

3. Средняя высота ГП резервуара при закачке и откачке бензина:

0 57

Hr Mlt = 1 1,92 -7 + - у - = 5,11 м .

4. Объемы жидкой и паровой фаз на момент начала откачки бен­ зина из резервуара:

УЖо =FH-HH=408,1-7=2856,7 м3;

УПо =Ур-У Жо =4866-2856,7=2009,3 м3.

5. Скорость закачиваемого бензина в приемо-раздаточном уст­ ройстве

“3600-3,14-0,362

6.Скорость струи воздуха в монтажном патрубке дыхательного клапана по формуле (10.18)

400 и 0 = 3600-3,14-0,0752 -2 = 3,15 м /с

7. Диаметр круга, эквивалентного площади поверхности бензи­ на, омываемой струей воздуха, подсасываемого в резервуар, по фор­ муле (10.19)

d3 =0,44-6,11-72 =3,8 м.

8. Скорость струи воздуха у поверхности откачиваемого бензина по формуле (10.17)

397

9. Так как откачка бензина производилась в тот же день, что и заполнение резервуара, то необходимо определить, как изменялась концентрация паров в ГП в ходе каждой из операций.

10.В процессе откачки средние объемы жидкой и паровой фаз

врезервуаре:

V„,„=F„-HC[,.„=408,1-6=2448,6 м1; v „. „= V p-V„=4866-2448,6=2417,4 Mj.

11. Соотношение фаз и величина функции F (Vn/V J в среднем за период откачки

Упот . 2417,4

0,987

У*.от 2448,6

12. Так как Vn От/Ужот<4, то согласно табл. 10.2

F(Vn/V J = 1,41-0,25 0,987037= 1,16.

13.Давление насыщенных паров бензина при средней темпера­ туре в ГП резервуара в процессе откачки по формуле (10.10)

Ps от=1,22-44000-е-0-034' <311’298)-1,16=40023 Па.

14.Концентрация насыщенных паров бензина при откачке поформуле (10.9)

рПВСо =2,66-0,356 + 1,18(1-0,356) = 1,71 кг/м3

18.Масса ПВС и паров бензина в ГП перед началом откачки:

тПВСо =1,71-2009,3 = 3435,9 кг;

398