База книг в электронке для ЭНН УТЭК / База курсачей чертежей и дипломов УТЭК / АЗС (расчет)

2 Расчетная часть

2.1 Гидравлический расчет трубопровода от резервуара до топливо раздаточной колонки

2.1.1 Исходные данные

Длина трубопровода L_тр – 50м;

Диаметр трубопровода d _тр -50мм;

Плотность бензина р_б – 740м/м³;

Расход раздаточной системы Нара – 61- 16, 100 л/мин

Q – 6м³/ч, Q_с – 6/3600 = 0,001м³/с

Вязкость нефтепродукта (бензин) V – 0,000007 м²/с

2.1.2 Определяем потери напора на трение по формуле Дарси – Вейсбаха

h=λ(L_пр·V²/D·2g) (1)

где λ коэффициент гидравлического сопротивления

L_пр – приведенная длина трубопровода

D – диаметр трубопровода

2.1.3 Определяем скорость течения жидкости

,

(2)

;

2.1.4Для определения коэффициента гидравлического сопротивления находим режим течения в трубопроводе

Re= ώ · D/ν (3)

где ν – вязкость нефтепродукта

2.1.5 Определяем режим течения жидкости при турбулентном режиме, для этого определяем переходные числа Ренольдса Re₁ и Re₂

Re₁= 10/έ; Re₁= 500/έ (4)

где έ= К/D – относительная шероховатость труб, выраженная через эквивалентное шероховатость К=0,71мм

έ=0,71/50=0,0142 мм

Re₁= 10/0,0142=704

Re₂= 500/0,0142=35211

Так как выполняется равенство Re₁< Re< Re₂, то режим течения будет зоной смешанного трения (переходная зона)

2.1.6 Определяем коэффициент гидравлического сопротивления для зоны смешанного трения по формуле Альтшуля

έ+68/ Re)^0,25 (5)

λ= 0,11(0,0142+68/19230)^0,25= 0,0396

2.1.6 Определяем приведенную длину коллектора

L_пр =L+D/ λ·∑φ (6)

где ∑φ – сумма местных сопротивлений

∑φ= φ₁+ φ₂+φ₃+φ₄+φ₅+φ₆ (7)

где φ₁- фильтр для светлых нефтепродуктов 1,70

φ₂ – клапан обратный (как задвижка открытая) 0,15

φ₃ – счетное устройство 0,15

φ₄ – индикатор топлива 0,15

φ₅ – 2 плавных поворота под 90 градусов, 0,23

φ₆ – внезапное асширение потока 1,0

∑φ= 1,7+0,15,+0,15+0,15+(4·0,23)+1,0=4,07

L_пр = 50 + (0,05/0,0396)+4,07=55,3

h= 0,0396·(55,3/0,05) ·(0,52²/2·9,81)=0,52

2.2 Определение времени слива нефтепродуктов из автоцистерны АЦ 10-260

Исходные данные

Длина трубопровода резервуара l_т=3 м;

Длина сопла l₀=0,3 м;

Диаметр трубопровода резервуара d_т=0,104 м;

Диаметр сопла патрубка d₀=0, 075 м;

Расстояние по вертикали между нижней образующей автоцистерны и поверхностью нефтепродукта в приемном резервуаре в момент начала слива h(0)=4 м;

S=53000 Па;

Плотность бензина р_б=740 кг/м³;

Суммарная величина коэффициента местного сопротивления

Начальный взлив бензина в резервуаре АЗС равен 1,2 м. Резервуар вместительностью 50 м³ оснащен дыхательным клапаном СМДК 50А. Различаем диаметров местных сопротивлений и приемного трубопровода резервуара пренебречь.

По таблице 1.19 для автоцистерны АЦ10-260 находим [1]:

А=2,17 м;

В=1,63 м;

L_ц=4,3 м;

l=3 м;

d_y= 0,075 м;

Р_{кд. А}=25000 Па.

где А – размер цистерны, большая ось эллипса;

Малая ось эллипса м;

L_ц – длина авфистерны;

L – длина сливного рукава;

d_y – диаметр сливного рукава;

Р_{кд. А} – установка клапанов давления резервуаров АЗС.

2.2.1 Определяем коэффициент гидравлического сопротивления гофрированного рукава автоцистерны

(8)

.

2.2.2 Полагая, что слив бензина происходит в зоне смешанного трения турбулентного режима, находим величину функции f(A_x)

(9)

m – коэффициент по формуле Лейбензона.

.

Принимаем в первом приближении

2.2.3 вычислим коэффициент расхода сливной коммуникации

;

(10)

f(A_x) - функция;

Параметры приемного резервуара на АЗС согласно таблице 1.19 [1]

Диаметр резервуара d_p=2,76 м

Длина резервуара l_p=4,278 м.

;

(11)

где (0), Z(0) – взлив нефтепродукта в приемном резервуаре соответственно в момент сначала слива и в рассматриваемый момент времени; м

– относительный взлив в резервуаре длиной L_p.

2.2.4 Начальный объем бензина по формуле:

(12)

принимаем

м³

2.2.5 Так как вместимость автоцистерны равна 10 м³, то после завершения слива объема бензина в приемном резервуаре будет равен 20,7 м³. Следовательно, на момент окончания слива:

Соответствующую безразмерную высоту заполнения резервуара найдем из уравнения:

(13)

Методом последовательных приближений находим, что в данном случае . Следовательно, изменение высоты взлива в резервуаре

(14)

м

2.2.6 Средняя скорость нефтепродукта в начале и в конце слива

	;	(15)
	;	(16)

где Z_p – изменения взлива в приемном резервуаре АЗС, в процессе слива;

В – малая ось эллипса, В=1,63 м;

р – плотность бензина;

Р₂ - Р_а – Р_нд.а – давление срабатываемого дыхательного клапана

Р₂=99500 Па;

Р_а131325 Па;

Р_нд.а 10000 Па.

м/с.

Средняя скорость нефтепродукта в приемном трубопроводе

м/с

Число Рейнольдса и коэффициент гидравлического сопротивления приемного трубопровода

;

(17)

В среднем слив происходит в зоне квадратичного трения турбулентного режима, то поэтому рекомендуется определять по формуле Шифринсона

;

(18)

Уточнение величины функции f(A_x)

Уточненная величина коэффициента расхода

Так как вновь найденное значение отличается от

Что меньше допустимой погрешности инженерных расчетов (5%), то уточнять величину средней скорости V_T нет необходимости.

2.2.7 Площадь сечения сливного трубопровода

;

(19)

м²

2.2.8 Время полного слива автоцистерны

;

(20)

где L_T – длина автоцстерны;

А – большая ось эллипса;

В – малая ось эллипса;

V_cр – средняя скорость нефтепродукта в приемном трубопроводе.

2.3.Определение потерь от испарений при наливе в автоцистерны АЦ -8,5-25Б

Исходные данные

Давление насыщенных паров по Рейду Р_R = 40000 Па;

Температура бензина Т _бен. =295 К;

Расход налива Q=40м³/ч

Давление атмосферное P_r=101320 Па;

Малая ось эллипса 1,22 м,

Эксплуатационный объем Р_зак. = 8,5 м³

2.3.1 определяем продолжительность налива автоцистерны

;

(21)

где V_з – закачиваемый объем

ч;

2.3.2 определяем давление насыщенных паров бензина при условиях налива с учетом, что средняя величина (V_п/V_ж)_ср=1. F=(V_п/V_ж)_ср - поправка, учитавающая влияние соотношения фаз на давление насыщения (таблица 10.2).

(22)

(23)

где Р_s – давление насыщенных паров нефтепродукта по Рейду (T_R=311К; соотношение объемов паровой и жидкой фаз = 4);

bs – эмпирический коэффициент (таблица 10.2)

(V_п/V_ж)_ср - поправка, учитывающая увеличение соотношения фаз на давление насыщения (таблица 10.2);

Па

2.3.3 Определяем плотность паров бензина при температуре налива

;

(24)

где Р_r, T_­r – абсолютное давление и температура в газовом пространстве автоцистерны;

– универсальная газовая постоянная, =8314 Дж/(кмоль*К);

M_y – молярная масса паров нефтепродуктов, М_у=65,1кг/кмоль

Для бензинов

;

(25)

где Т_нк – температура начала кипения нефтепродукта;

кг/м³

2.3.4 Величина вспомогательных коэффициентов К_т и а_т

при заполнении транспортных емкостей сверху открытой струей:

;

(26)

– продолжительность налива, ч

Определяем потери нефтепродуктов при заполнении автоцистерны

;

(27)

где К_Т – коэффициент, учитывающий степень насыщенности паровоздушной смеси и превышение объема вытесняемой паровоздушной смеси над объемом V_зак заканчиваемого нефтепродукта. Величина К_Т зависит от условий налива.

Определяем потери нефтепродуктов при наливе сверху или снизу закрытой струей

	;	(28)
	;	(29)

где Н_Е – высота (диаметр котла) наливаемой емкости, м. Н_Е=1,22 м;

а_т – постоянный коэффициент

определяем потери нефтепродуктов при наливе сначала открытой струей, а затем закрытой струей

;

(30)

Из результатов видно, что по сравнению с наливом открытой струей налив бензина под уровень в рассматриваемом случае позволяет сократить потери в 2,4 раза, а налив полуоткрытой струей только на 30,9 %.