1470
.pdfШУ0 =2,66-0,356-2009,3 = 1902,7 кг
19. Объем и масса воздуха, подсасываемого в резервуар при его опорожнении,
AVB=400-2,04 = 816 м3;
Атпв =1,18-816 = 962,9 м3
20. Если бы бензин в процессе опорожнения резервуара не ис парялся, то к концу опорожнения объемная концентрация паров в ГП составляла бы
с ,о, и 0,356.2009,3
"2009,3 + 816
Соответственно средняя объемная концентрация паров бензина была бы
|
|
(0, |
и 2-0,356 + 0,253 |
|
|
|
ср.сгт |
2 |
’ J • |
|
21. |
Поскольку в ходе опорожнения происходит донасыщение ГП |
||
парами бензина, то в качестве первого приближения принимаем, что |
||||
С(0) =0,355. |
|
|
||
|
При этой концентрации вычисляем: |
|||
- |
молярную массу ПВС по формуле (10.6) |
|||
|
|
|
|
кг |
|
|
Мпвс.от =65,1-0,35+29* (1-0,355)=41,8 |
||
- |
плотность ПВС по формуле (10.2) |
кмоль |
||
|
||||
|
|
( . о т о - И ^ |
о к г ; м З ; |
|
|
|
Ннвс.ог |
8314-298 |
|
- |
кинематическую вязкость ПВС по формуле (10.7) |
|||
|
|
|
10"6 |
= 5,61-10“б м2/с; |
|
|
1 |
0,355 |
|
|
|
|
||
|
|
|
+ |
|
|
|
0,1 • 298 -14,1 0,0225 • 298 - 3,61 |
||
- |
число Шмидта по формуле (10.16) |
|
||
|
|
Sc |
= ^бЫО^-ЗбОО = 0,613; |
|
|
|
|
0,0329 |
|
~ модуль движущей силы процесса испарения по формуле (10.15) |
||||
|
|
Ал |
0,396-0,355 |
= 0,0679; |
|
|
=• |
||
|
|
|
1 -0 ,3 9 6 |
|
399
- величину Kt - критерия при простое по формуле (10.11)
Ktnp= 2 ,17*10'3*0,0679°*403‘0,6130-0932=7,01 *10"4;
- среднее число Рейнольдса, характеризующее интенсивность омывания поверхности бензина воздухом, по формуле (10.16)
Re„ = 0,788 • ° ’534’3’8 • 72 = 403091;
v5,61-КГ6
-величину Kt - критерия при откачке бензина по формуле (10.12) KtOT=7,01T0'4- (1+7,45-10"3,0,613°’197-4030910,569)=80,4-10'4.
22.Плотность потока массы испаряющегося бензина в процессе откачки из формулы (10.14)
J =80,4 10“4 -1,7-0,0329 |
М !.:.6М — =з,508 -£■ |
|
|
^(5,61-Ю -6) -41,6 |
м _ ч |
23.Масса бензина, испарившегося за время откачки,
Дту от = 3,508 ■408,1 • 2,04 = 2920,6кг
24.Массовая и объемная концентрации углеводородов в ГП к моменту завершения откачки по формулам (10.22), (10.26а):
Сот = ■ |
1902,7 + 2920,6 |
= 0,659; |
3435,9 + 2920,6 + 962,9 |
||
|
41 6 |
|
С* = 0,659 — — = 0,421. |
||
от |
65,1 |
|
Так как Cs <0,421, то принимаем |
=0,396. |
|
25.Средняя расчётная объёмная концентрация углеводородов
вГП при откачке
Сср.от |
2-0,356 + 0,396 |
= 0,369. |
|
|
3 |
Проверим, каково расхождение ранее принятой и расчетной вели чин Сср.от
0,369-0,355
•100% = 3,9%.
0,355
Так как расхождение составляет менее 5%, то уточнять С^ нет не обходимости.
26. Парциальное давление паров бензина в ГП к началу простоя резервуара
Р(У°1Р= 0,396 • (101320 -160) = 4059Па.
400
27. |
Объёмы жидкой и паровой фаз в процессе простоя резервуа |
||||||
ра перед его заполнением, а также их соотношение: |
|||||||
|
|
|
|
V,„p =408,1-5 = 2040,5мэ; |
|
||
|
|
|
V |
= 4866-2040,5 = 2825,5м3; |
|
||
|
|
|
|
п.пр |
2825,5 |
|
|
|
|
|
|
V |
= 1,385. |
|
|
|
|
|
|
2040,5 |
|
|
|
|
|
|
|
ж.пр |
> |
|
|
28. Так как Vn пр/ |
Уж пр<4, то согласно табл. |
10.2 |
|||||
|
F <УП/ |
V J = |
1,41-0,25 |
1,3850’37 = |
1,13. |
||
29. Давление и концентрация насыщенных паров бензина при- |
|||||||
простое по формулам (10.9), (10.10): |
|
|
|||||
|
Р, |
пр = 1,22 • 44000 ■еч,’034(31 '"298) -1,13 = 38988Па; |
|||||
|
|
|
|
С,„р = ——— = 0,385. |
|
||
|
|
|
|
snp |
101320 |
|
|
Так как |
P |
D<Py°nD, то испарения |
бензина в процессе простоя |
||||
|
|
s.np |
|
|
|
|
|
происходить не будет. Следовательно начальная концентрация па |
|||||||
ров бензина в ГП в начале закачки |
=0,385, |
а Р ^ = 38988Па. |
|||||
30. |
Средние объёмы жидкой и паровой фаз в резервуаре в про |
||||||
цессе закачки, а также их соотношение: |
|
||||||
|
|
|
|
V*.MK= 408,1-7 = 2856,7м3; |
|
||
|
|
|
Упзак = 4866-2856,7 = 2009,Зм3; |
||||
|
|
|
|
V |
2009,3 |
|
|
|
|
|
|
V |
= 0,703. |
|
|
|
|
|
|
2856,7 |
|
|
|
|
|
|
|
ж.зак |
5 |
|
|
31. Так как Vn мк/ Уж юк<4, то согласно табл. |
10.2 |
||||||
F (Уп / |
Уж) = |
1,41-0,25 |
0,703°37 = |
1,19. |
|
||
32. Средние давление и концентрация насыщенных паров бен |
|||||||
зина в ГП при заполнении резервуара: |
|
|
|||||
|
Разах = 1,22-44000. е-°‘034(311-298) -1,19 = 41076Па; |
||||||
|
|
|
|
|
41076 |
= 0,399. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S3“ " 101320 + 1600 |
|
||
Так как Р |
< р|°|' |
то в процессе заполнения резервуара будет про- |
|||||
|
|
у.зак |
|
|
|
|
|
исходить донасыщение ГП парами бензина. |
|
||||||
33. |
Примем, что средняя концентрация углеводородов в ГП в |
||||||
процессе заполнения резервуара равна С^зак =0,392. При этом концентрации вычисляем, как и в п. 21:
401
- молярную массу ПВС по формуле (10.6)
кг
Мпвс.заК= 65,1-0,392+29- (1-0,392) = 43,2
кмоль
- плотность ПВС по формуле (10.2)
(1 0 1 3 2 0 ^ 1 6 0 0 ^ |
кг |
Нпвсзак 8314-298
- кинематическую вязкость ПВС по формуле (10.7)
1 0 ^
= 5,25-10 MV с;
1 0,392
+
0,1-298-14,1 0,0225-298-3,61
-число Шмидта по формуле (10.16)
ЗД З . ' О - . З Ш
эак 0,0329
—модуль движущей силы процесса испарения по формуле (10.15)
Ате |
0,399-0,392 |
= 0,0117; |
= • |
||
зак |
1-0,399 |
|
- величину Kt - критерия при простое резервуара по формуле (10.11) Ktnp = 2,17-10'3- 0,01170-403- 0,57500932 = 3,43-Ю'4;
—скорость бензина в приёмном патрубке резервуара
W = |
4-600 |
= 1,64м/с; |
3,14-0,362 -3600
—среднюю характерную скорость перемешивания бензина в резер вуаре по формуле (10.20)
W. = |
1,64 |
= 0,284м/с; |
1+ 408,1-7
600
- величину комплексного параметра Fr • Re по формуле (10.16)
Fr • Re = |
0,2843 |
= 2594; |
9,81-0,9-10"6
—величину Kt-критерия при заполнении резервуара по формуле (10.13)
Kt^ =3,43-10^ -(l + l,34-0,5751-327 • 0,0117‘ю>655 • 25940087) = 83,9• 10-4;
—плотность потока массы бензина, испаряющегося в процессе закачки,
402
|
9,81-65,1 |
кг |
|
J3 =83,9-10^-1,8-0,0329- |
= 4,0 |
|
^(5,25-10-6)2 -43,2 |
м2 -ч |
- |
массу бензина, испарившегося в процессе закачки, |
|
|
Ашумк =4,0-408,1-2,72 = 4440,9кг |
|
- |
массы углеводородов и ПВС в ГП резервуара на момент начала |
|
закачки: |
|
|
шуо =1902,7+ 2920,6 = 4823, Зкг;
тпвс0 =4823,3+ 962,9 = 5786,2кг
-объем закачиваемого бензина и массу вытесняемой в атмосферу ПВС:
VH= 600 2,72 = 163,2 м3;
Ат пвс =1,8-1632 = 2937,6кг
-среднюю массовую концентрацию углеводородов в ГП в процессе заполнения резервуара
с „ .„ = 0 ,3 9 2 -^ 4 = 0,591;
- массовую концентрацию паров бензина в ГП к моменту оконча ния закачки по формуле (10.23)
4823,3 + 4440,9-2937,6-0,591 |
, Л„ |
|
L-зак — |
’ " ' |
—LUJ J |
5786,2 |
+ 4440,9-2937,6 |
|
(учитывая, что Сзак не может быть больше единицы, принимаем См* =1); - соответствующую объемную концентрацию паров в ГП по фор муле (10.26а)
(так как величина получилась больше, чем CS3aK, принимаем CL =0,399);
- расчетную среднюю концентрация паров бензина в ГП в процес се закачки
|
2-0,385 + 0,399 |
ср.зак |
= 0,39; |
- отклонение расчётной величины Сср мк от ранее принятой
0,390-0,392 • 100% = 0,51 % < 5%, 0,392
403
следовательно, средняя концентрация паров бензина в ГП резервуа ра в процессе его заполнения выбрана правильно.
34. |
Абсолютные давления срабатывания клапанов вакуума и дав |
||
ления НДКМ-150 |
|
|
|
|
Р, =101320-160 = 101160Па; |
||
|
Р2 = 101320 +1600 = 102920Па. |
||
35. |
Среднее парциальное давление паров бензина в ГП в про |
||
цессе закачки |
|
|
|
|
Ру.,«= 0>392 • 102920 = 40345 Па. |
||
36. |
Плотность паров бензина в процессе закачки по формуле (10.2) |
||
|
|
102920-65,1 |
|
|
Ру |
2,7кг/м3 |
|
|
8314-298 |
|
|
|
|
|
|
37. |
Потери бензина от «большого дыхания» по формуле (10.1) |
||
Gб.д |
1632-2825,5 |
^102920-101160 |
40345 |
, 102920-40345 |
•2,7 = 1643,2кг. |
||
|
|
102920 |
|
Пример 10.4. Используя данные примеров 10.1 и 10.3 рассчитать потери от «большого дыхания» при условиях примера 10.3, но с одним
отличием - |
простой резервуара перед закачкой длился трое суток. |
||||
|
|
|
|
Решение |
|
|
1. |
Так как бензин хранился в резервуаре более 3-х суток, то рост |
|||
концентрации в ГП начинается с её значения при минимальной тем |
|||||
пературе воздуха Tmin = 291 К. Последовательно находим: |
|||||
- |
объём жидкой и паровой фаз в процессе простоя: |
||||
|
УЖ.ПР= 408,1 |
5 = 2040,5 м3; |
|
||
|
Vn пр = 4866-2040,5 = 2825,5 м3; |
|
|||
- |
соотношение фаз и величина функции F (Vn/V J в процессе простоя |
||||
|
|
|
Уяпр |
2825,5 |
|
|
|
|
У ,., |
2040,5 |
’ |
Так как V |
/V |
< 4 , то согласно табл. |
10.2 |
||
F(V„1У .) = 1.■41 - 0,25 • 1,390,57 =1,13
—давление насыщенных паров при данном соотношении фаз и тем пературе Тт|„ по формуле (10.10)
P,min = 1,22 • 44000 • е"°’034(зп_291) -1,13 = 30731Па;
- соответствующую объёмную концентрацию паров бензина в ГП
404
по формуле (10.9)
|
Сs.min |
30731 |
||
|
|
0,304; |
||
|
|
|
101124 |
|
- |
плотность паров бензина, воздуха и ПВС при температуре Tmin |
|||
по формулам (10.2), (10.6а): |
|
|
||
|
101124-65,1 |
|||
|
y.mm |
|
|
2,72кг/м3; |
|
|
8314-291 |
||
|
|
101124-29 |
||
|
|
|
|
= 1,21кг/м3; |
|
|
8314-291 |
||
|
Рпвс.тт = 2,72 - 0,304 +1,21 - (1 - 0,304) = 1,67кг/м3; |
|||
- |
молярную массу ПВС при температуре Tmin по формуле (10.6) |
|||
|
МПвс. min= 65,1 -0,304 + 29 |
(1-0,304) = 40,0 кг/кмоль; |
||
- |
массы ПВС и паров бензина в ГП резервуара при температуре Т^,, |
|||
|
т пвс.шш = |
|
Ь67 |
2825,5 = 4718,6 кг; |
|
т у min = 2,72 |
|
0,304 |
2825,5 = 2336,4 кг. |
2.Задаемся средней объемной концентрацией углеводородов в ГП
впериод роста парциального давления равной Сср = 0,32.
3.Параметры ПВС при этой концентрации и средней темпера туре хранения по формулам (10.2), (10.6), (10.7), (10.9), (10.10):
МПвс.пр = 65,1 • 0,32 + 29(1-0,32) = 40,6кг/кмоль;
vПВС.пр |
|
10** |
1 |
= 6-10“бм2/с; |
|
|
0,32 |
|
|
0,1 ■298 -14,1 + 0,0225 • 298 - 3,61 |
|
Psпр = 1,22 • 44000 • е"°’034'(3,1_298)-1,13 = 38988Па; |
||
|
С |
. = - ^ = 0,378; |
|
|
103282 |
|
|
103282-40,6 |
|
РпВС.пр — |
= 1,69кг/м3 |
|
пр |
8314-298 |
4. Число Шмидта в период простоя по формуле (10.16)
6.Ю -.3600 вр 0,0329
5. Движущая сила процесса испарения по формуле (10.15)
405
|
|
|
0,378 -0,32 |
з . |
|
|
|
|
пр |
1-0,378 |
|
|
|
6. |
Величина Kt - |
критерия по формуле (10.11) |
|
|
||
|
Ktnp = 2,17-10"3-0,09330’403-0,6570’0932=8,02-10'4. |
|
||||
7. |
Плотность потока массы испаряющегося бензина |
|
||||
т |
о л-, |
Л л__. / 9,81 • 65,1 ■298 |
. . . . |
кг |
||
J |
= 8,02 • 10^ ■1,69 • 0,0329 • з ---- ’ |
, ’------------ = 0,335 —;— . |
||||
пр |
|
|
\(6 -1 0 ^ )2 -40,6-298 |
|
м2 -ч |
|
8. |
Масса бензина, испарившегося в период роста парциального |
|||||
давления в ГП, по формуле (10.24)
Ашу = 0,335 • 408,1 • 11,9 = 1628,7кг
9. Массовая и объемная концентрации паров бензина в ГП к концу периода роста парциального давления по формуле (10.21):
|
с:р=З Ш 4 ± № =о,625; |
|
|
4718,6 + 1628,7 |
|
|
с . |
0,625 |
|
|
= 0,426. |
|
пр 2,25 -0,625(2,25-1) |
|
10. |
Проверяем, не превышает ли найденная величина С*р концен |
|
трации насыщенных паров при максимальной температуре воздуха: |
||
|
Psmax = 1,22-44000 •е"°’034 (311"305) -1,13 = 49465Па ; |
|
|
|
49465 |
|
'Smax |
= 0,479. |
|
|
103282 |
11. Так как CSmax > С * , то расчетная средняя объемная концен трация углеводородов в ГП в рассматриваемый период
^2-0,304 + 0,426
пр.расч |
= 0,345. |
Найденное значение отличается от принятого на
0,345-0,32
100% = 7,8%,
0,32
что больше, чем допустимая погрешность инженерных расчетов, рав ная 5%. Поэтому расчет Спр расч надо повторить.
12.Задаем Сср = 0,335 и повторяем расчёты по п. п. 2... 11:
МПВС.пр = 65,1 • 0,335 + 29(1 - 0,335) = 41,1кг/кмоль;
406
vПВС.пр |
|
ю -6 |
= 5,82-10_6м2/с; |
|
|
|||
1 |
0,335 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
0,1-298-14,1 + 0,0225 ■298 - 3,61 |
|
|
|
|
|
||
|
Рпвс.пр = |
103282-41,1 , |
. |
з |
|
|
|
|
|
=1,71кг/м |
; |
|
|
|
|
||
|
пр |
8314-298 |
|
|
|
|
|
|
|
Scnn = 5,82-10^-3600 |
= 0,637; |
|
|
|
|
|
|
|
пр |
0,0329 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
0,378-0,335 |
ЛЛ0, 0 |
|
|
|
|
|
|
Дти„-пр = —---------------= 0,0268; |
|
|
|
|
|
||
|
|
1-0,378 |
|
|
|
|
|
|
|
Ktn = 2 ,17-10-3 •0,02680i403-0,6370’0932=4,84-10 4; |
|
|
|
|
|||
|
|
9,81-65,1-298 |
= 0,208 |
кг |
’ |
|||
Jnp =4,84-10^-1,71-0,0329-з/ |
|
м |
2 |
-ч |
||||
|
|
(5,82-10-6)2 -41,1-298 |
|
|
||||
|
Ашу =0,208-408,1-11,9 = 1010,1кг; |
|
|
|
|
|||
|
Сп_ = |
^ М 1 М |
= о,584; |
|
|
|
|
|
|
|
4718,6 + 1010,1 |
|
|
|
|
|
|
|
с:пр.расч |
0,584 |
= 0,384; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
2,25 -0,584(2,25-1) |
|
|
|
|
|
||
|
Спр.расч |
2-0,304 + 0,384 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
0,331. |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Отклонение расчётного значения Сср от принятого ранее составляет
0,335-0,331
•100% = 1,2%,
0,335
что меньше погрешности инженерных расчетов.
13. Таким образом, к моменту начала закачки объемная концен трация паров бензина в ГП составляла С0=0,384, масса ПВС была
т пвсо= 4718,6+1010,1=5728,7 кг, масса паров бензина в ГП
туо=2336,4+1010,1=3346,5 кг,
апарциальное давление паров бензина в ГП
P(y°L = 0,384 • (101320 -160) = 38845Па .
14. Среднее давление и концентрация насыщенных паров бен-
407
зина в ГП при заполнении резервуара уже найдены нами в п.32 при мера 10.3: Ps юк=41076 Па; Cs 3aK=0,399.
Так как < Р мк, то в ходе закачки будет происходить донасыщение ГП резервуара.
15. Примем, что средняя концентрация углеводородов в ГП в
процессе заполнения резервуара равна |
=0,392. |
В этом случае |
можно воспользоваться результатами |
расчетов |
примера 10.3: |
Дт узак =4440,9кг; VH=1632м3;Д т пвс = 293 7,6кг; Сср.3ак =0,591.
16.Массовая и объёмная концентрации паров бензина к моменту окончания закачки по формулам (10.23), (10.26а):
g* ^ 3346,5 + 4440,9 - 2937,6 • 0,591 _ Q£3? .
*“ |
5728,7 + 4440,9-2937,6 |
43 2 С* =0,837- — = 0,555.
65,1
Так как С^к > С s зак, то принимаем С^к= 0,399 .
17. Расчётная средняя концентрация паров бензина в ГП в про
цессе закачки |
|
|
|
2-0,384 + 0,399 |
0,389. |
|
Сср.эак |
|
|
3 |
|
Так как отклонение расчётной средней концентрации от ранее при |
||
нятой составляет |
|
|
|
0,389-0,392 |
|
|
■100% = 0,77% <5%, |
|
|
0,392 |
|
то величина |
Ссрзак принята верно. |
|
18. |
Поскольку все величины, входящие в формулу (10.1), в дан |
|
ном случае те же, что и в примере 10.3, то величина потерь от «боль шого дыхания» будет такой же -1643,2 кг.
Пример 10.5. Используя данные примера 10.3, повторить расчет потерь бензина от «больших дыханий» по приближенной методике НИИТранснефть.
Решение 1. Объем жидкой и паровой фаз в резервуаре на момент начала
закачки:
Уж =408,1-5 = 2040,5м3;
Уп = 4866 - 2040,5 = 2825,5м3
408