2.9.2.Розрахунок часу витіквння нафтопродукту з цистерни
При проведенні багатьох технологічних операцій в сфері нафтовидобутку, транспортування нафти та її зберігання дуже часто проводиться операція зливання нафтопродуктів з цистерни в резервуар і навпаки.
Час зливання нафтопродукту з цистерни для турбулентного режиму визначається за формулою:
де τ0 – час витікання продукту без врахування місцевих опорів (ідеальні умови):
де L – довжина цистерни;
де
– початковий рівень зливу нафтопродукту
в резервуар-прийомач; z2
– кінцевий рівень; µ – коефіцієнт
витрати:
де λ – коефіцієнт гідравлічного опору, прийнятий попередньо; λ=0,017…0,042.
λср – середнє значення коефіцієнта гідравлічного опору:
де Reн – початкове значення числа Рейнольдса; Reк – кінцеве значення числа Рейнольдса.
;
ν – кінематична в’язкість нафтопродукту;
ν = (0,1…0,5)·10-4 м2/с;
F – площа дзеркала нафтопродукту в резервуарі-прийомачі, м2;
– сума коефіцієнтів
місцевих опорів (див. таблицю 4);
g – прискорення вільного падіння; g=9.81 м/с2;
– еліптичний
інтеграл 1-го роду;
– еліптичний
інтеграл 2-го роду;
– модуль і амплітуда
еліптичного інтеграла.
Таблиця 2.9 – Види гідравлічних опорів
№ |
Тип опору |
Значення ξ |
1 |
Вхід в трубу з гострими краями |
0,5 |
2 |
Вхід в трубу, що занурюються всередину резервуару |
1,0 |
3 |
Кутник з кутом повороту 45º |
0,44 |
4 |
Кутник з кутом повороту 90º |
1,32 |
5 |
Трійник |
0,32 |
6 |
Засувка відкрита |
0,15 |
7 |
Коліно плавне з кутом повороту 90º |
0,23 |
8 |
Плавний перехід |
0,26 |
9 |
Раптове розширення |
1,0 |
Задача. Визначити сумарний час tT і залежність витікання нафтопродукту з цистерни діаметром D і довжиною L від кінематичної в’язкості ν. Нафтопродукт зливається у вертикальний резервуар по схемі, яка показана на рисунку 2.35, з постійним додатковим напором Н. Площа дзеркала нафтопродукту в резервуарі-приймачі – F, діаметр зливного трубопроводу – d, довжина – l. Режим зливу – турбулентний. Місцеві опори ξ відповідають типам, які наведені в таблиці 4, їх кількість і тип задаються в кожному варіанті завдання. Побудувати графік залежності tт =f(v).
ВХІДНІ ДАНІ
-
Параметри
Значення
Діаметр цистерни D, м
2,7
Довжина цистерни , м
10,62
Додатковий напір Н, м
2,5
Площа дзеркала нафтопродукту , м2
28
Діаметр зливного тубопроводу , d мм
76
Довжина зливного трубопроводу l, м
6,0
В’язкість нафтопродукту ν, м2/c·10-4:
νmin
0,1
νmax
0,5
Δν
0,014
Початковий рівень зливу , м
0,95
Документ з рішенням задачі може мати вигляд:
