Расчет продолжительности слива топлива из автоцистерны самотеком

 

Исходные данные:

Марка автоцистерны АЦ-8,5-255;

Длина приемного трубопровода резервуара

Диаметр приемного трубопровода резервуара

Длина сливного патрубка

Диаметр сливного патрубка

h(0)=4;

Давление при сливе нефтепродукта S=53000 Па;

Плотность бензина

Потери в трубопроводе

Начальный взлив в резервуаре АЗС равен 1,2м;

Объем резервуара V=30 ;

Резервуар оснащен дыхательным клапаном СМДК-50

Различием диаметров местных сопротивлений и приемного трубопровода пренебречь.

Для АЦ-8,5-255 находим:

А=2,17м; В=1,22м;

Для дыхательного клапана СМДК-50

Коэффициент гидравлического сопротивления рукава автоцистерны определяем по формуле

(1)

d_у- диаметр рукава автоцистерны.

 

Рисунок 9 – Схема слива топлива из автоцистерны самотеком

Полагая, что течение бензина происходит в зоне смешанного трения турбулентного режима течения, находим величину функции f(А)

(2)

где d_т – диаметр приемного трубопровода резервуара;

d₀ – диаметр сливного патрубка.

Принимая в первом приближении , вычисляем коэффициент расхода сливной коммуникации по формуле

(3)

 

Параметры приемного резервуара на АЗС (одной секции):

- диаметр d_p= 2,75м; длина L_p=5,93м.

Следовательно

(21)

Отсюда начальный объем бензина в приемном резервуаре

=

м³ (22)

Так как вместимость автоцистерны равна 10м³ , то после завершения слива объем бензина в приемном резервуаре станет равным 41,96 м³ . Следовательно, на момент окончания слива

(23)

Соответствующую безразмерную высоту заполнения резервуара найдем по уравнению

(24)

Методом последовательных приближений находим, что в данном случае =0,695. Следовательно, изменение высоты взлива в резервуаре

м. (25)

Средняя скорость нефтепродукта в начале и конце слива

м/с (26)

где g - ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с².

=1,83м/с (27)

где P_s – давление газового пространства, Па;

P_а – атмосферное давление, Р_а= 101325 Па;

Р_кдА- давление срабатывания дыхательного клапана, Па.

Средняя скорость нефтепродукта в приемном трубопроводе

м/с (28)

Число Рейнольдса и коэффициент гидравлического сопротивление для приемного трубопровода

(29)

Так как в данном случае

(30)

где k_э – эквивалентная шероховатость, для пластиковых труб k_э =0,0003;

d-диаметр рукава автоцистерны.

(31)

то в среднем слив происходит в зоне квадратичного трения турбулентного режима и поэтому коэффициент гидравлического сопротивления

. (32)

Уточненная величина функции f(A)

. (33)

Уточненная величина коэффициента расхода

 

(34)

Так как вновь найденное значение отличается от =0,352 на

, (35)

что меньше допустимой погрешности инженерных расчетов, то уточнять величину средней скорости нет необходимости.

Площадь сечения сливного трубопровода

м² . (36)

Время полного слива автоцистерны по формуле

(37)

где А,В – длина и ширина автоцистерны.

 

 

2.2Гидравлический расчет трубопровода, соединяющего автомобильную эстакаду с резервуаром для бензина Аи-92

Эмпирические коэффициенты а и b находятся по формулам

b= = (21)

a=lg lg( +0,8)-b×lgT₁=lg lg(0,64+0,8)+3,574×lg283=7,962 (23)

Вязкость нефтепродуктов рассчитываем по формуле Вальтера

(24)

где - кинематическая вязкость, мм²/с;

Т - темпе­ратура перекачки, К.

 

Таблица 3- Расчет кинематической вязкости

Тип нефтепродукта	Температура перекачки Т,К	Т1, к	Т2, к	Расчетная кинематическая вязкость ,м2/с	м2/с	м2/с	а	b
Аи-92	240,15			1,127	0,64	0,58	7,962	-3,574
Аи-95	240,15			1,127	0,64	0,58	7,962	-3,574
Аи-80	240,15			1,127	0,64	0,58	7,962	-3,574
ДТ Евро	240,15			51,103			8,885	-3,634
ДТ	240,15			72,155			10,947	-4,485

 

2.2.1 Гидравлический расчет нагнетательной линии

Исходные данные

Гидравлический расчет будем вести при температуре самой холодной пятидневки, Т=240,15 К.

Длина нагнетательной линии: L_наг = 19,32м

Наружный диаметр нагнетательного трубопровода D_ec = 0,075м

Толщина стенки трубопровода δ; = 0,004м

Геодезическая отметка автомобильной эстакады z _э=324,7м

Геодезическая отметка ТРК м;

Эквивалентная шероховатость труб k _э =0,003мм

 

Таблица 4 - Местные сопротивления на нагнетательной линии.

Тип местного сопротивления	Количество	ξнаг
Задвижка		0,15
Поворот под 900		0,3

Находим внутренний диаметр трубопровода

= (25)

Скорость движения потока

(26)

Число Рейнольдса для потока нефтепродукта в трубопроводе

(27)

Критические значения числа Рейнольдса

(28)

(29)

Так как , режим турбулентный, т.е. поток нефтепродукта находится в зоне смешанного трения, для которой коэффициент гидравлического сопротивления вычисляется по формуле

(30)

Потери напора по длине трубопровода

(31)

Потери напора на местные сопротивления

h_м.наг = = (32)

Потеря напора на преодоление сил тяжести

(33)

Полная потеря напора на нагнетательной линии

(34)

Проверка нагнетательного трубопровода на холодное кипение паров бензина. Условие, которое должно выполняется, чтобы не произошло срыва потока

(35)

 

Условие выполняется.

 

2.3 Гидравлический расчет трубопровода, соединяющего автомобильную эстакаду с резервуаром для дизельного топлива

 

2.3.1 Гидравлический расчет нагнетательной линии

Исходные данные

Длина нагнетательной линии L_наг = 7,2м

Наружный диаметр всасывающего трубопровода D_наг = 0,089м

Толщина стенки трубопровода δ; = 0,005м

Геодезическая отметка автомобильной эстакады z _э=144,375м

Геодезическая отметка насосного блока z _нс=141,2м

Эквивалентная шероховатость труб k _э =0,003мм

 

Таблица 5 - Местные сопротивления на нагнетательной линии

Тип местного сопротивления	Количество	ξнаг
Фильтр		1,7
Задвижка		0,15
Поворот под 900		0,3

Находим внутренний диаметр трубопровода

Скорость движения потока

Число Рейнольдса для потока нефтепродукта в трубопроводе

Критические значения числа Рейнольдса

Так как Re < 2320, режим ламинарный, для которого коэффициент гидравлического сопротивления вычисляется по формуле

 

Потери напора по длине трубопровода

Потери напора на местные сопротивления

h_м.наг= =

Потеря напора на преодоление сил тяжести

Полная потеря напора на нагнетательной линии

Проверка всасывающего трубопровода на холодное кипение паров топлива. Условие, которое должно выполняется, чтобы не произошло срыва потока

где P_s - давление насыщенных паров дизельного топлива, при 24,2⁰С Р_s= 0,55 Па;

Р_а -атмосферное давление, Р_а = 1,013 Па.

Условие выполняется.