Уравнения состояния

(6.11)

Здесь А - термический эквивалент единицы работы (А=1/427);

, - молекулярные объемы сухого пара и жидкости при давлении насыщенных паров р; – мольная скрытая теплота испарения в дж/моль; –универсальная газовая постоянная, равная = 8390 (дж/(моль К)).

Подставим (6.11) в (6.10) и разделив переменные, получим

или интегрируя, имеем

После интегрирования имеем

где Т – абсолютная температура, при которой известна давление насыщенных паров; – искомое давление насыщенных паров нефтепродукта при абсолютной температуре Т.

Поскольку

то окончательно

(6.12)

Мольная скрытая теплота испарения находится по правилу Трутона

где – температура кипения нефтепродукта в К при р=0,1 МПа.

Потери от испарения является результатом следующих причин:

1) Потери при опорожнении и заполнении (выкачке и закачке) резервуаров, т.е. потери от «больших дыхании».

При выкачке нефтепродуктов из емкости в освобождающийся объем газового пространства всасывается атмосферный воздух. При этом концентрация паров в газовом пространстве уменьшается и начинается испарение нефтепродукта. При последующем заполнении резервуара находящаяся в газовом пространстве паровоздушная смесь вытесняются из емкости. По удельному весу потери от «больших дыхании» составляют 2/3 суммарных потерь от испарения.

2) Потери от «малых дыхании» происходят по двум причинам:

а) от суточного колебания температуры. При достижении давления превышающего необходимую величину для подъема клапана, приподнимается тарелка клапана, и часть паровоздушной смеси выходит в атмосферу (получается как бы «выдох»).

В ночное время суток газовое пространство и поверхность нефтепродукта охлаждаются, газ сжимается и происходит частичная конденсация паров нефтепродукта, давление в газовом пространстве падает, и как только вакуум в резервуаре достигнет величины, равной расчетной, откроется вакуумный клапан и из атмосферы начнет поступать чистый воздух (получается как бы «вдох»).

б) от расширения паровоздушной смеси при понижении атмосферного давления, вследствие чего часть газа выйдет из резервуара (при условии, что разность давлений в резервуаре и атмосферного больше расчетного давления клапана).

3) Потери от вентиляции газового пространства резервуаров происходит при наличии двух отверстий на крыше, расположенных на расстоянии h по вертикали.

Рис. 6.1. Схема вентиляции газового пространства резервуара.

Вследствие того, что плотность паровоздушной смеси больше плотности воздуха в резервуаре образуется газовый сифон, при котором паровоздушная смесь начинает вытекать через нижнее отверстие, а свежий воздух будет поступать через верхние отверстие. Т.о. будет происходить непрерывная циркуляция в газовом пространстве резервуара под газовым давлением

,

где - плотность паровоздушной смеси; - плотность воздуха.

Секундный расход при газовом сифоне можно вычислить по известной формуле истечения

(6.13)

где - коэффициент расхода при истечении через отверстие (для практических расчетов =0,58); f – площадь отверстия.

Если известны концентрация С и плотность паров нефтепродукта в паровоздушной смеси, то весовое количество определится из соотношения

(6.14)

Газовой сифон в резервуаре возможен и при герметичной крыше, если дыхательные клапаны размещены как на рис. При сильном порыве ветра может быть поднята тарелка вакуумного клапана 1, воздух, попадая в резервуар, поднимает давление и откроется 2, т.о. происходит циркуляция.

4) Потери от насыщения газового пространства резервуара парами нефтепродуктов могут происходить при начальном заполнении. Эти потери могут быть и в случае смены нефтепродуктов, закачивается нефтепродукт с более высоким давлением насыщения паров. В этом случае происходит дополнительное насыщение газового пространства.

5) Потери от обратного выхода возможны при частичной выкачке нефтепродуктов из емкости, когда ее газовое пространство оказывается ненасыщенным парами. Поэтому после окончания выкачки происходит дополнительное насыщение газового пространства вследствие испарения некоторого количества нефтепродукта. Если емкость оборудована дыхательным клапаном, то давление в газовом пространстве при этом повышается до давления, на которое этот клапан отрегулирован. Затем дыхательный клапан открывается и в атмосферу вытесняется некоторый объем паровоздушной смеси, соответствующий объему паров, которые образуются в процессе дополнительного насыщения газового пространства («обратный выдох»). Аналогичное явление происходит после частичного заполнения очищенной и проветренной емкости, если в конце заполнения газовое пространство еще не вполне насыщено парами («дополнительный выдох»). Однако в этом случае дыхательный клапан после окончания наполнения емкости не закрывается, и сразу начинается «дополнительный выдох».