книги из ГПНТБ / Кутыркин, В. А. Расчет параметров некоторых систем подогрева нефтепродуктов учебное пособие для курсов ИТР
.pdfростом температуры во время выгрузки можно пренебречь. Для определения оптимальной температуры предварительного подо грева возьмем производную dS/dtnp и приравняем ее нулю
|
|
G р с sT.я |
|
|
0,95 О |
Ч |
/rw Fw (^iпр |
K&Fa (^пр |
^в) |
Q; |
|
|
0.1 к. |
(0,78-10 |
и •V |
0,156-10 - 1 «-V ) = 0. (5.6) |
|
*Р « т + |
|
п р |
|
|
|
Исходные данные: G=4500 м5; |
|
|
|||
Fw = |
1600 м2; FB— 1700 м2; аг = |
|
|
||
= 0,53-10 |
* руб/сек; |
/бт = |
1,2- |
||
■10^руб, sT.п = 0,14* Ю |
руб!сек; |
||||
Г = 0,18 -108 сек; ср= |
1,2; £W= |
10°C; |
|||
4 = 1 5 °С ; |
р = 950 |
кг/м5; |
с — |
||
= 1880 Дж/(кг |
град.). |
Примем |
|||
v = 0,045 — 0,092 |
t. |
|
|
|
|
Решая уравнение методом по следовательного приближения,
получим температуру предвари
тельного подогрева |
tn. р от = |
= 50,2°С. Средняя производи тельность выгрузки при этом составит 0,124 м5/сек. Тот же
результат можно получить, по строив графическую зависи мость S ~ f ( t nр) (рис. 20).
Рис. 20. Влияние температуры подвгрева на величину приведенных за трат
§ 2. Расчет оптимальных температур подогрева нефтепродуктов в баржах
Отличие от рассмотренного выше варианта здесь состоит в том, что температура предварительного подогрева нефтепродукта существенно отличается от средней температуры во время выгруз ки. В то же время нельзя не учитывать непроизводительные про стои при предварительном подогреве, если они осуществляются
не в пути, а в пункте выгрузки. |
Оптимум |
определяется |
также из |
||
условия |
минимума |
приведенных |
затрат |
на подогрев и |
выгрузку |
за один рейс |
|
|
|
|
|
,S = |
|
0,1*6 |
(*п —ч. б)'+sT.нч . о= min, (5.7) |
||
S t . п + |
9 #б + |
||||
т
59
где |
% |
— время |
предварительного подогрева нефтепро |
|
|
дукта |
соответственно в пути и пункте выгрузки; |
|
'в. б — время |
выгрузки баржи. |
|
Время предварительного подогрева определяется по выраже нию, аналогичному (5.2), с учетом доли подогреваемых танков, а время выгрузки для барж зависит от типа их конструкции. Так, для судов с одинарным корпусом необходимо учитывать вязкость нефтепродукта, так как от нее существенным образом зависит стенание остатков. Для барж с двойным дном влияние вязкости сказывается в меньшей степени и им здесь впо*лне можно пре небречь, а формула для расчета времени выгрузки принимает тот же вид, что и для танкеров. Зависимость производительности на сосов нефтеперекачивающих станций от вязкости примем в следу ющем [6] виде:
Qn = \/ |
(5.8) |
*« %. б 7
где |
Мц— мощность |
привода грузовых |
насосов; |
|
'<]„— к. п. д. грузовых насосов; |
|
|
|
сс— величина, |
зависящая от |
условий работы по |
|
данному |
трубопроводу. |
|
Среднюю температуру нефтепродукта при выгрузке необходи мо определять по выражению (3.6), решив его предварительно от носительно 4 б- Аналитически это не всегда возможно. В частно сти имеющиеся формы зависимости t— / (v)me позволяют полу чить такое решение. Для того, чтобы получить в явной форме хо тя бы приближенную зависимость т„. б ■ = /(4р), необходимо при держиваться следующей последовательности рассмотрения зада чи: «, . -
а) для заданного нефтепродукта отыскивается в любой форме зависимость vB.б = / (4. б );
б) для каждого конкретного значения 4.6 из совмещенных
характеристик или по формуле (5.8) находится подача грузовых насосов, а вместе с этим время разгрузки баржи;
в) полученные значения |
4.6 и тв 5 |
позволяют |
по |
выражению |
||
(3.6) определить необходимую для их |
обеспечения |
величину 4 Р- |
||||
В табл. 5 дается пример подобного |
расчета |
для следующего |
||||
значения отдельных величин: т — 0,5; |
О — 9200 |
.и2; |
G к / = |
|||
3 - 10е Вт град; р0 — |/ |
NhH |
= 0,6-10 |
м* сек |
; Q, — |
||
|
|
|
- ‘> |
|
|
— 312 |
= 0,0275' мг/'сек; q ~ 3-10s |
Вт; t0 |
10°С. |
|
|
|
|
60
С достаточной для практических целей точностью функцию 'п. л = /(* Пр) можноапроксимировать выражением(20°С<4р<60°С)
|
|
Ч. б —■а,\-\----р — , |
(5.9) |
|
|
*пр |
|
где |
а\ и |
— эмпирические коэффициенты; |
в данном единич |
|
|
ном случае «1 = 3,19104б'е/с; Ьх= 7,41 •\05секград |
|
|
|
(рис. 21). |
|
Рис. 21. Зависимость времени выгрузки баржи от температуры предварительного подогрева
После решения уравнения (5.7) на минимум для оптимальной температуры предварительного подогрева получаем следующую зависимость:
[ у / ^ |
|
btlq rmG'ZKftp) ^ ^ |
^пр — |
s р с I |
s т G рс |
S р с |
|
|
0,1 к 6VI |
|
|
5Т. п "Г" 9 I ^6 |
где |
S |
Т |
= |
||
|
|
5т. п + 5т. н + ? I й(>+ 0,1 Кб |
Для |
рассматриваемого примера получается (s=Q,7), что |
|
(щ>=21°С. Это значение ниже 4. п» что в данном случае говорит о
нецелесообразности предварительного подогрева вообще. Но ве дение выгрузки в таких случаях может оказаться возможным только при отвлечении части тепла на подогрев в междудонку, в
61
связи с чем форма зависимости (5.9) будет иной, однако это не повлечет за собой резкого увеличения оптимальной величины 4рСущественное изменение наступит, если предварительный подо грев будет осуществляться в пути, так как величина s примет здесь значения порядка 0,3-f-0,4. Необходимо также отметить, что
в расчете принято весьма высокое значение комплекса р„. Для нефтестанций с прямодействующими насосами он несколько ни же. Так, если принятьр0 = 0,3-j-0,4-10“ 2, a q = (1,5—2) •10е Вт, то
оптимальные значения tup возрастут до 30-г38°С.
На практике предварительный подогрев нефтепродуктов осу ществляется чаще всего до более высоких температур. Это в пер вую очередь вызвано тем, что работа коллектива нефтестанций оценивается по средней производительности выгрузки. В этих ус ловиях естественно стремление получить более высокие результа
ты за счет лучшего подогрева |
нефтепродукта, |
однако, |
эффектив |
||||
ность обработки |
судна в целом |
существенно снижается. |
|||||
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 5 |
|
и. б °с |
Vб , |
|
Q o M ^ c e K |
t a. e , c e K |
f |
т |
|
j t P j c e K |
|
|
|
|
*'пр» V-» |
||
62,0 |
2-10“4 |
0,425 |
3,60-10^ |
80 |
|
||
51,0 |
4-10 |
4 |
0,300 |
4,51-Ю* |
57,2 |
||
45,6 |
6-10“ 4 |
0,244 |
5,24-10* |
41,7 |
|||
41,8 |
8 - 1 0 " |
4 |
0,212 |
5,77-10* |
32,3 |
||
39,5 |
10-10“ 4 |
0,192 |
6,20-10* |
24,8 |
|||
37,5 |
12-10“ 4 |
0,173 |
6,71-10* |
18,5 |
|||
|
|
|
|
|
Л итература |
|
|
|
I. А р т а м о н о в Д. |
С. Речные |
нефтеперевозки. М., ОГИЗ— Гострансиздат, |
||||||
1933. |
|
|
|
|
|
|
|
|
2. |
Б о р о в с к и й |
А. И, |
и др. Горячеструйный подогрев |
мазута, Ж. «Речной |
||||
транспорт», 1971, № 8. |
|
|
|
|
|
|
||
3. |
К а л а ш н и к о в |
Н. В., |
Ч е р н и к и н В И Виброподогрев вязких нефте |
|||||
продуктов. М., 1961. |
|
|
|
|
|
|
||
4. |
К о к у р о ш н и к о в |
И. М. Судовые утилизационные установки. М., 1969. |
||||||
5. |
К р ы л о в |
А. Н., |
Л а з а р е в |
П. П. Записка об ученых |
трудах В. Г. Шу |
|||
хова. Собрание |
трудов |
|
академика |
А. Н. Крылова. Издание |
Академии |
Наук |
||
СССР, т. XII, ч. I, 1955. |
|
|
|
|
|
|||
6. |
К у т ы р к и н В. А., |
М о р о з о в Н. П. К вопросу совершенствования |
нор |
|||||
мирования работы и использования технических средств выгрузки вязких неф
тепродуктов из |
речных |
барж. Труды ГИИВТа, вып. 98, 1968. |
|
|
|
||||||
7. К уч кин |
С. А. Водный транспорт |
нефти. Куйбышевское |
книжное |
изда |
|||||||
тельство, 1972. |
|
|
|
К о л п а к о в Л. |
|
|
|
|
|
||
8. Л о п а т и н |
Г. К.., |
Г., Б р о н и н |
В. И. |
Совмещенный |
|||||||
электронасос для подогрева и перекачки вязких нефтепродуктов. |
Труды |
||||||||||
ИИИТранснефть, вып. IV. М., «Недра», 1965. |
|
|
|
|
|||||||
9. Л ю б а р т |
|
Э. Электроподогрев вязких нефтепродуктов на нефтеналивных |
|||||||||
судах. М., «Транспорт и хранение |
нефти и газа». 1964, № |
8. |
|
|
|
||||||
10. |
М и х е е в |
|
М. А., |
М и х е е в а И. М. Краткий курс |
теплопередачи. |
М., |
|||||
Госэнергоиздат, |
|
1960. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
II. М и х е е в |
|
М, А. Основы теплопередачи. М., Госэнергоиздат, 1956. |
|
|
|||||||
12. |
ММФ СССР, ЦБНТИ. Экспресс-информация. Серия |
«Судоремонт» |
№ |
2, |
|||||||
1972. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13. |
Н и т о ч к и н А. |
Е. Расчет изоляции рефрижераторных судов. Ж-, «Хо. |
|||||||||
лодильное дело». |
1930, № 3. |
|
|
|
|
|
|
||||
14. |
О лен ев |
|
Н. М. Хранение |
нефти и нефтепродуктов. М., |
«Недра», |
1964. |
|||||
15. |
П о с т н и к о в |
В. |
И. Определение параметров грузовых насосов речных |
||||||||
танкеров. «Транспорт |
и |
хранение |
нефти и нефтепродуктов». 1967, № 2. |
|
|
||||||
16. Пояснительная записка к проекту РТМ «Расчет теплопотерь при подо
греве вязких |
нефтепродуктов в |
речных баржах». Методика |
и типовой |
расчет. |
Астраханское ЦКБ МРФ, 1969. |
|
|
|
|
17. П ь я н ы х С. М. Элементы оптимизации управления |
работой |
флота. |
||
ГИИВТ, 1970. |
|
|
|
|
18 Р а б е й |
И. Л., С и з о в |
Г. Н. Специальные системы нефтеналивных су |
||
дов. М., «Судостроение», 1966.
63
19. Р а б е й |
И. Л. Ускоренный подогрей груза в нефтеналивных судах. «Реч |
ной транспорт», |
1971, № 9. |
20. Руководство по техническому контролю серийных теплоходов. М., «Транс
порт», |
1969. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21. |
Руководящий |
технический материал |
РТМ 58—69. «Расчет |
теплопотерь |
|||||||
при подогреве |
вязких нефтепродуктов |
в речных танкерах». Астрахань, 1969. |
|||||||||
22. Ту в И. |
А. и |
др. |
Интенсификация |
подогрева |
мазута. ПТС. |
МРФ, 1967, |
|||||
вып. 67. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
23. |
Ц в е т к о в |
В. С. |
Приближенный |
метод расчета коэффициента теплопе |
|||||||
редачи |
через подводную |
часть |
баржи |
при |
остывании |
нефтепродуктов. Труды |
|||||
ГИИВТа, вып. 105, ч. 1, 1970. |
|
|
|
|
|
|
|||||
24. |
Ч е р н и кин |
В. И. Перекачка |
вязких и застывающих нефтей. М.. Гос- |
||||||||
топтехиздат, 1958. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
25. |
Ч е р н ик ни |
|
В. И. Проектирование, сооружение и эксплуатация нефте |
||||||||
баз. М., Гостоптехиздат, 1949. |
|
|
|
|
|
|
|||||
26. |
Ш о р и н |
С. Н. Теплопередача. М., «Высшая школа», 1964. |
|
||||||||
27. |
Snurod Fuel |
Oil Heaters |
Extensively |
Fitted to |
Triple — Screw |
Container- |
|||||
ship, „Zosen“, № 2, |
1972, |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
О ГЛ А В Л Е Н И Е |
|
|
|
|
|
|
|||
Введение |
.................................................................................................................. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
||
Глава |
I. Оценка потерь тепла при транспортировке |
нефтепродуктов . . |
|
3 |
||||||||||||
§ |
1. |
Процесс |
|
теплопередачи |
от |
нефтепродукта |
к воде |
при |
одинарном |
|
||||||
днище |
т: н а б о ................................................................................................р о м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
......... |
|
4 |
|||
§ |
2. |
Процесс |
|
теплопередачи |
от |
нефтепродукта |
к воде |
через |
двойное |
|
||||||
дно и б о р т а .......................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
4 |
||
§ |
3. |
Теплопередача от нефтепродукта к воздуху |
черезпалубу . |
. |
. 1 5 |
|||||||||||
§ |
4. |
Влияние |
подогревателей |
наувеличение |
потерь тепла . . |
. |
. 1 8 |
|||||||||
§ |
5. |
Сравнение |
результатов |
расчета |
с натурными и модельными испы |
|
||||||||||
таниями ............................................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21 |
||
Глава |
11. Характеристика существующих систем подогрева |
|
|
|
. 2 6 |
|||||||||||
§ |
1. |
Система |
с |
подогревателями, |
распространенными на всю |
площадь |
|
|||||||||
днища |
та н к о в ................................................................ .................................................. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
27 |
||
§ |
2. |
Система |
с |
концентрированными |
подогревателями, |
расположенными |
|
|||||||||
в массе нефтепродукта ...................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
31 |
|||||
§ |
3. |
Система |
подогрева |
с вынесенными теплообменниками |
. |
. |
. 3 2 |
|||||||||
§ 4. Системы подогрева, использующие элементы набора корпуса в ка |
|
|||||||||||||||
честве |
теплопередающих ................................................................. |
п о в е р х н о с т е й |
|
|
|
|
|
|
37 |
|||||||
Глава |
III. Технологические режимы подогреванефтепродукта |
|
|
. 3 8 |
||||||||||||
§ |
1. |
Подогрев .................................................................. |
нефтепродукта |
в п у т и |
|
|
|
|
|
|
38 |
|||||
§ |
2. |
Подогрев ........................................ |
нефтепродукта |
впунктах в ы г р у з к и |
|
|
|
|
39 |
|||||||
Глава IV. Обоснование |
отдельных оптимальных параметров |
технических |
|
|||||||||||||
|
|
средств ................................................................. |
систем |
подогрева |
|
|
|
|
|
|
|
|
42 |
|||
§ |
1. |
О рациональном уровне утилизации тепла выхлопных газов ДВС |
. |
42 |
||||||||||||
§ |
2, |
Расчет параметров ...................................системы подогрева танкеров |
|
|
|
45 |
||||||||||
§ |
3. |
Расчет параметров ................................... |
системы |
подогрева |
б а р ж |
|
|
|
51 |
|||||||
Глава |
V.‘ Повышение |
эффективностииспользования |
средствподогрева |
|
56 |
|||||||||||
§ |
1. |
Расчет температур! подогрева нефтепродуктов в танкерах . |
|
- 5 6 |
||||||||||||
§ |
2. |
Расчет |
оптимальных |
температур |
подогрева |
нефтепродуктов |
|
|||||||||
в баржах ...................................................................... ...................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
59 |
|||
Л и т е р а т у р а |
63 |
В. А. Кутыркин, В. С. Цветков
РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ НЕКОТОРЫХ СИСТЕМ
ПОДОГРЕВА НЕФТЕПРОДУКТОВ
У ч е б н о е п о с о б и е д л я к у р с о в ИТР
Редактор Л. В. Крюкова
Корректор 3. В. Сергеева
МЦ 00532. Сдано в набор 18/11-75 г. Подписано к печати 5/II1-75 г. Заказ 205. Тираж 500. Объем A'U п. л. Цена 22 коп.
Тип. ГИИВТа, г. Горький, ул. Минина, 7.