Определение вероятной температуры масла

4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕРОЯТНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ МАСЛА

4.1 Определение вспомогательных характеристик

Для резервуара РВС – 1000 по табл. 1.8  [1]  находим Д_р=12,33м; Н_р=8,94м; Н_к=0,31м, где Д_р – диаметр резервуара; Н_р – высота резервуара; Н_к – высота кровли резервуара; Н_взл – высота взлива нефтепродукта.

Площадь поверхности днища резервуара, кровли и стенки, контактирующей с нефтью и газовым пространством

F_д = ==119,3 м²;                                                                                 (4.1)                                                                                                  

F_к = П=3,14=239 м²;                                                                                                                              (4.2)                                                                                                                

F_ст.ж= ==309,7 м²;                                                                                                      (4.3)

F_ст.г===36,4 м².                                                                                    (4.4)

Общая площадь поверхности резервуара

F=F_д+ F_к+ F_ст.ж+ F_ст.г =119,3+239+309,7+36,4=704,4 м².                                                                                 (4.4)

Так как резервуар контактирует с двумя средами, то приведенная температура окружающей среды

                          Т₀==

                          ==252,7 К.                           (4.5)

Предварительная оценка средней температуры масла за период хранения

                          Т_ср===289,35 К.                            (4.6)

Плотность, удельная теплоемкость, коэффициенты тепло- и температуропроводности при температуре Т_ср

                     ρ₂₉₃=905 кг/м³ ;

                     ρ_289,35=ρ₂₉₃+ξ=905+0,638=907,35;                      (4.7)

                     где ξ-температурный коэффициент , ξ=0,635 [2].

По формуле Крего

          С_р289,35===

          =1826,1;          (4.8)

По формуле Крего-Смита

                    λ_н289,35===

                    =0,1495;                    (4.9)

               а_289,35===λ_н293/( С_р293∙ ρ₂₉₃)=

               =90,23∙10^-9 .               (4.10)

Параметр Прандтля при температуре Т_ср по формуле

             Pr_п===8866,2.              (4.11)

Масса нефтепродукта в резервуаре

             G=== кг.              (4.12)

4.2 Расчет коэффициента теплопередачи через крышу

Задаемся ориентировочной температуры крыши Т_ст=271 К.

Средняя температура газового пространства резервуара

                    Т_г.п=0,5(Т_ср+ Т_ст)=0,5(289,35+271)=280,2 К.                     (4.13)

 Коэффициент объемного расширения паровоздушной смеси в газовом пространстве

                    β_г.п===3,57*10^-3 .                     (4.14)

Теплофизические параметры воздуха при температуре Т_г.п по табл. 1.5 [1] с использованием метода линейной интерполяции

                    λ_возд=0,0251+(0,0259-0,0251) ∙=

                    =0,0251+(0,0259-0,0251) ∙=0,0252 ;        (4.15)

                    Pr_возд=0,705-(0,707-0,705) ∙=0,705-(0,707-0,705) ∙

                    ∙=0,705.                     (4.16)

Кинематическая вязкость воздуха при Т_г.п=280,2 К

                    ν_возд=14,1∙10^-6 .

Вычислим параметр  Грасгофа, предварительно заменив коническую  кровлю равным по объему цилиндром.

Эквивалентная высота цилиндра

                    h_э ===0,103 м.                     (4.17)

Полная высота газового пространства

                    h_г.п =(H_р-H_взл)=(8,94-8)+0,103=1,04 м.                    (4.18)

Параметр Грасгофа

                    Gr= ==

                    =3,07∙10⁹.                     (4.19)

Так как Gr ∙ Pr_возд=2,164*10⁹>2*10⁷, то коэффициент теплоотдачи от «зеркала» нефти в газовое пространство резервуара при Т_з==Т_ср

                    α_1к≈=1,14 ∙ (289,35-280,2)^1/3=2,384 .       (4.20)

Коэффициент конвекции по формуле:

                    ε_к=0,18∙( Gr ∙ Pr_возд)^0,25 =0,18∙(2,164∙10⁹)^0,25=38,82                    (4.21)

Эквивалентный коэффициент теплопроводности газового пространства:

                    λ_э≈0,0252∙=0,0252∙38,82=0,98.                     (4.22)

Кинематическая вязкость воздуха при T=249 К по табл.1.5 [1]:                     ν_возд253=11,2*10^-6 .