Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 [ 73 ] 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106

Fk=3,14

,2 . 34,2

,2 Л

= 1864,6м;

=3,14-34,2-9 = 966,5м;

Р„,=3,14-34,2-(11,92-9) = 313,6м. 3.Общая площадь поверхности резервуара

F= 918 + 1864,6 + 966,5 + 313,6 = 4062,7 м\ 4.Так как резервуар контактирует с двумя средами, то приведенная температура окружающей среды по формуле (11.2)

918-275+ (1864,6 + 966,5+ 313,6)-253

--шГу- = 258К.

5.Предварительная оценка средней температуры нефти за период хранения

Тср = 0,5 • (Тз + т;) = 0,5 -(323 + 258) = 290,5К.

б.Плотность, удельная теплоемкость, кинематическая вязкость, коэффициенты тепло- и температуропроводности при температуре Т,р по формулам (1.1), (1.5), (1.6), (1.9)

Р290.5 = . . = 891,7кг/м;

1 + 746-10--(290,5-293) 31,56

С2,о.5 = - (762 + 3,39 - 290,5) = 1848; V890 кг-К

v, = 28,8 -10-" • e--f*--") 7. J-4, „290.5 = -(1 - 0,00047 - 290,5) = 0,152--

890 м-К

7.Параметр Прандтля при температуре по формуле (7.11)

37 7-10- Рг„ = - =40871. 92,2-10-

8.Масса нефти в резервуаре

G = 891,7 • 918 • 9 = 7,37 Ю- кг.

Расчёт коэффициента теплопередачи через крышу

9.3ацаемся ориентировочной температурой крыши Т„= 269,5 К. Ю.Средняя температура газового пространства

Т,.„ = 0,5 •(290,5+269,5)=280 К. П.Коэффициент объемного расширения паровоздушной смеси в газовом пространстве

В = -= 3,57-10-1/К. 280

12.Теплофизические параметры воздуха при температуре по табл. 1.5 с использованием метода линейной интерполяции

Х = 0,0244 + (0,0251 - 0,0244) -= 0,0249

283-273

ооп oyj

Р W = о, 707 - (0,707-0,705) - =0,706.

13.Кинематическая вязкость воздуха по формуле (10.7)

-1-6,.2

10"

V = -

ВОЗД

= 13,9-10-mVc.

0,1-280-14,1

14.Вычислим параметр Грасгофа, предварительно заменив сферическую кровлю равным по объему цилиндром. Эквивалентная высота цилиндра

h =2Н

0,25-i ЗД

= 2-3.

0,25-

3-34,2

= 1,49м.

Полная высота газового пространства

h,„ = (11,92 - 9) + 1,49 = 4,41 м. Параметр Грасгофа по формуле (7.11)

4,41-9,81-3,57-10--(280-269,5)3.

(13,9-10")

15.Произведение параметров Прандтля и Грасгофа для газового пространства

Gr-Pr =163,2-10-0,706 = 115,2-10

16.Так как Gr - fr >W, то коэффициент теплоотдачи от «зеркала» нефти в газовое пространство резервуара по формуле (11.20)

при Тзт;,

а„ «1,14 • 290,5-280 = 2,49Вт/(м • К). 17.Коэффициент конвекции по формуле (11.24)

8к=0,18-(115,2-10)=104,9.

18.Эквивалентный коэффициент теплопроводности газового пространства по формуле (11.22)

0,0249-104,9 = 2,61Вт/(м-К).

19. Кинематическая вязкость воздуха при температуре 253 К до формуле (10.7)

10"*

ВОЗД 253

- = 11,2-10-*м/с.

0,1-253-14,1 20.Число Рейнольдса при обдувании резервуара

2-34,2

Re =

ВОЗД 112-10-*

= 6107143.

21.Коэффициент теплопроводности, удельная теплоемкость и плотность воздуха при температуре окружающей среды по табл. 1.5:

возд25з -0,0228 ВтДм-К); Свз = 1009 ДжАкг-К); р,„з,зз =1,395 кг/м1

22.Критерий, характеризующий соотнощение тепловых потоков, получаемых кровлей за счет солнечной радиации и конвекции, по формуле (11.28)

J 200 з з

° ~ 1,395-1009-2-(269,5-253)) ~

23.Интегральный коэффициент внещней теплоотдачи от поверхности крыши к воздуху в дневное время по формуле (11.27)

, \-3.22

а,„ =0,00022-.(4,31-10-)

4-1,76

34,2

269,5-253 253

= 14,0 ВтДм-К).

24.Та же величина, но в ночное время по формуле (11.30) «!„ = 0,035 - - 0,706°-" - 6107143°-* =5,58 Вт/(м.К).

25.Усредненная (за сутки) величина интегрального коэффициента внешней теплоотдачи для крыши по формуле (11.32)

14,0-8,5 + 5,58(24-8,5) 24

= 8,56 ВтДм.К).

26. Коэффициент теплопередачи от нефти к воздуху через крышу резервуара по формуле (11.19)

L = L + M1 + M + L = 2 21 К, 2,49 "2,61 40 8,56 Вт

Следовательно, К,= 1/2,21 = 0,453 Вт/(м2.К).

27.Проверяем правильность выбора температуры крыши по формуле

Г = 280(280-253) = 275,1К. 2,49

Так как расхождение ранее принятой температуры крыши и найденной в результате расчетов составляет

(275,1-273)-(269,5-273)

269,5-273

100% = 160%))5%,

то требуется повторить расчеты при новой величине Т. 28.3адаем Т„=278,9 К и уточняем величины параметров

Т,„ =0,5-(290,5+278,9)=284,7 К; Р =1/284,7 = 3,51-10"1/К;

А.,„з, = 0,0251 + (0,0259 - 0,0251) - = 0,0252

293-283

Ргвозд = 0,705 - (0,707 - 0,705) - = 0,705;

4,41 -9,81-3,51-10--(290,5 -284,7) (14,37-10-*)

Gr-Pw=83-10-0,705 = 58,5-10;

а, 1,14-290,5-284,7 =2,05 Вт/(м2-К);

8, = 0,18-(58,5-10)°=88,5;

7.3=0,0252-88,5 = 2,23 ВтДмК); 200

l,395-1009-2-(278,9-253) 0,0252

= 2,74-10-;

a,,„=0,00022--(2,74-10-)

-1,76

278,9-253 253

0,0252

= 8,06Bt/(m-K);

a,„ = 0,035--0,705°" - 6107143* = 5,58Вт/(м -к);

34,2

8,06-8,5 + 5,58-(24-8,5) = ----- = 6,46 ВтДм.К);

a, =

1 1 4,41 0,004 1 m-K H---1---1--= 2,62

K, 2,05 2,23 40 6,46 Вт K,= 1/2,62 = 0,382 Bt/CmK); 0 389

= 284,7 - (284,7 - 253) = 278,8K.

Так как

(278,8-273)-(278,9-273)

•100% = 1,7%(5%,

278,9-273

то дальнейшего уточнения температуры крыши резервуара не требуется.

Расчёт коэффициента теплопередачи через стенку, контактирующую с газовым пространством резервуара

29. Так как средняя температура газового пространства нами уже найдена (Т,„= 284,7 К), то величины Х,„, р,„, v, ?г при ней пересчитывать нет необходимости.

30.Задаемся ориентировочной температурой стенки Т„ = 279 К.

31.Параметр Грасгофа по формуле (7.11)

4,41-9,81-3,51-10--(284,7-279) „

(14,37-10-)

32. Произведение параметров

Gr - Рг.„ = 81,6 • 10 • 0,0252 = 57,5 -10.

33. Так как Gr-Pr,„3j>10, то коэффициент теплопередачи от «зеркала» нефти в газовое пространство резервуара по формуле (11.21) при допущении, что Т3 = Тр,

а,«1,14-.290,5-284,7 =2,05 Вт/(м2.К). 34.Коэффициент конвекции по формуле (11.24)

8, =0,18-(57,5-10)°=88,1.

35.Эквивалентный коэффициент теплопроводности газового пространства по формуле (11.22)

« 0,0249 - 88,1 = 2,22 Вт/(м-К). 36.Величина критерия Ig по формуле (11.28).

- = 2,73-10".

1,395-1009-2-(279-253)

37.Интегральный коэффициент внешней теплоотдачи от поверхности стенки к воздуху в дневное и в ночное время, а также в среднем за сутки по формулам (11.27), (11.31), (11.32)

/ , 4 0.668

0,0228 ,«-з\0-«з ( 2-4,41

а.дн=95

4,41

-(2,73-10-)

11,2-10"-34,2

= 7,49Вт/(м-К);

а,„ =0,035-

0,0228 34,2

0,705

•0,333

2-34,2 11,2-10"

= 5,58Вт/(м-К);

7,49.8.5.5.58.(24-8,5) 24

38.Коэффициент теплопередачи от нефти к воздуху через стенку резервуара, контактирующую с газовым пространством, по формуле (11.19)

1 4,41 0,009 1 о м-К

- + ---f---f-= 2,63

40 6,26

2,05 2,22 40 6,26 Вт

К„,= 1/2,63 = 0,380 Вт/(м-К). 39.Проверяем правильность выбора температуры стенки

Г) 38П

Т„ = 284,7 - - (284,7 - 253) = 278,8К; 2,0 5