Файл: Расчет аварийного истечения нефти и нефтепродуктов.docx

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Уфимский государственный нефтяной технический университет»


Расчетно-графическая работа №2
Расчет аварийного истечения нефти и нефтепродуктовпо дисциплине «Прикладная кология»

Вариант № 6

Выполнил: ст. гр. МПдЗ- 19–01 ____________ П. В. Урубков

(подпись, дата)

Проверил: _____________

(подпись, дата)

Уфа 2022

Расчетное задание № 1

1.1 Определить какой объем жидкости вытечет через коррозионный свищ диаметром a=4,1 мм в стенке резервуара, находящемся на расстоянии b=5,3 м от днища. Уровень взлива в резервуаре в период истечения составлял c=7,0 м. Продолжительность истечения d=6 ч. Вязкость жидкости при условиях истечения принять равной e=0,22·10^–4 м²/с.
Решение

1. Напор, при котором происходит истечение:
ΔH = 7,0 – 5,3 = 1,7 м
2. Площадь, периметр и характерный линейный размер:
f_p = 0,785 · 0,0041² = 13,2 · 10^-6 м²

P_p = 3,14 · 0,0041 = 12,9 · 10^-3 м


3. Число Рейнольдса для условий истечения по формуле (1.5):

4. Коэффициент расхода по формуле:

5. Расход бензина, вытекающего через отверстие в резервуаре, по формуле):


6. Объем бензина, вытекающего за рассматриваемый период:
V_у = 0,19 · 6 = 1,14 м³
Повторяем расчёт при условиях примера 1, полагая, что в резервуаре хранилась иная жидкость вязкостью f=0,045·10^–4 м²/с.

7. Число Рейнольдса для условий истечения по формуле (1.5):

8. Коэффициент расхода по формуле (1.3) с учетом, что для круглого отверстия к_то=1:

---

9. Расход истечения и объём вытекшей нефтегазоконденсатной смеси:


V_у = 0,16 · 6 = 0,96 м³
Сравнивая результаты расчёта в примерах 1 и 2, видим, что уменьшение вязкости вытекающей жидкости в 5 раз незначительно приводит к уменьшению расхода утечки.

Расчетное задание № 2

На надземном участке нефтепровода обнаружено отверстие, имеющее форму круга. Измерения на месте показали, что диагональ формы равна 503·10^–5 м, а ее можно классифицировать как отверстие в толстой стенке. Давление в трубопроводе в месте обнаружения отверстия составляет Р=26,0·10⁵ Па. Кинематическая вязкость нефти равна 0,22·10^–4 м²/с, а её плотность – 893 кг/м³. Определить расход утечки.
Решение


1. Напор, при котором происходило истечение:



2. Площадь и периметр отверстия по формулам (1.12):
f_p = 0,785 · 0,0053² = 22,05 · 10^-6 м²

P_p = 3,14 · 0,0053 = 16,64 · 10^-3 м


4. Число Рейнольдса для условий истечения по формуле:



5. Коэффициент расхода по формуле (1.3) с учётом табл. 1.1:




6. Расход нефтегазоконденсатной смеси при истечении по формуле (1.1):

Расчетное задание № 3

Используя данные примера 2, рассчитать потери нефти от инфильтрации в грунт. Истечение продолжалось в течение 8,1 ч на наклонную поверхность (θ ≈ 0,6⁰).

Грунт в месте утечки представлен торфами высокой степени разложения и суглинками. В результате аварийно–восстановительных работ удалось собрать 6 % вышедшей нефти.

Решение

1. Объем вытекшей нефти и собранной нефти:
V_y = 3,65 · 8,1 = 29,57 м³
2. Площадь нефтяного загрязнения по формуле (2.8):

S_н.п. =10,71 · (0,6+1)^0,205 · (22,0·10^–6)^0,727 ·(0,0073)^–0,257 · (8,1·3600)^0,75 =38,3 м².

3. По табл. 3 Приложения выбираем величины к_ф= 10^–6 м/с и m_п = 0,02.

4. Расчётный коэффициент k_h по формуле (2.6):


5. Средняя высота испаряющегося слоя нефти на поверхности грунта по формуле (2.5):

---

6. Потери нефти от инфильтрации в грунт по формуле (2.4)
G_н.г. = 893 · (0,27 – 38,3 · 0,00038) = 228,11 кг

---