Файл: Температурный режим хранения нефтепродуктов в резервуарах.docx

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»


Факультет инженерных систем и сооружений

Кафедра теплогазоснабжения и нефтегазового дела

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Транспорт и хранение сжиженных газов»

на тему: «Температурный режим хранения нефтепродуктов в резервуарах»


Выполнил: Дугаева А.Е. гр. № збГГ-182

Принял: Тульская С. Г.

Воронеж 2022

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………..	3
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ…………………………………………………..	5
1 ОБЩИЙ ВИД РЕЗЕРВУАРА………………..…………………………	6
2 РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК, НЕОБХОДИМЫХ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ РЕЗЕРВУАРА……………………………..	8
3 РАСЧЕТ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ПРИ ХРАНЕНИ…...……	10
3.1 Расчет коэффициента теплопередачи через крышу …………..……	10
3.2 Расчёт коэффициента теплопередачи через стенку, контактирующую с газовым пространством резервуара ….…………..	15
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………...…………………………………………	17
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………...	18

ВВЕДЕНИЕ

Сжиженные углеводородные газы (СУГ) – смесь сжиженных пропана и бутана в различных пропорциях, иногда содержащая незначительную часть широкой фракции легких углеводородов. Кроме этого, существуют близкие по значению термины «сжиженный пропан-бутан» (СБП) и «сжиженные нефтяные газы» (СНГ).

К преимуществам СУГ можно отнести возможность перевозить и хранить их как жидкости, возможность регулировать и сжигать паровую фазу как природный газ, возможность использования в качестве топлива в местах, удаленных от сетей природного газа. По сравнению с природным газом СУГ являются более калорийным топливом.

---

Наиболее популярным решением хранения СУГ, как и для большинства других видов углеводородного топлива, являются резервуары. Цилиндрические горизонтальные резервуары разрабатывались с 1960-х годов и в начале развития отрасли имели объем в диапазоне от 10 до 175 м³. На сегодняшний день объем подобных цилиндрических резервуаров с эллиптическими днищами расширился до 200 и 600 м³.

Вопрос транспортировки сжиженного углеводородного газа был решен путем использования железнодорожного и автомобильного транспорта. В железнодорожном транспорте СУГ широкое распространение получили однобарабанные горизонтальные цилиндричсекие с двумя сферическими днищами цистерны.

Автомобильный транспорт СУГ изначально предусматривал множество требований к автоцистернам, перевозящим сжиженный газ. Резервуар автоцистерны выполнен в виде горизонтально расположенного цилиндрического сосуда со сферическими днищами, закрепленного на шасси автомобиля на четырех опорах.
Современные автоцистерны имеют геометрический объём 20-50 м³.

Баллоны для сжиженного газа предназначены для транспортировки, хранения, регазификации и раздачи сжиженных углеводородных газов в приборы потребителей. Баллоны являются простейшими сосудами.

Еще одним способом перемещения сжиженных газов является водный транспорт. Данный способ применяется при перемещении газа по морским и речным путям. Для этого используются специальные суда – танкеры.

Основные изменения в области транспорта и хранения сжиженных газов характеризуется увеличением объема технологического оборудования, к чему привели развитие химической промышленности и рост потребности коммунальных хозяйств в энергии. Подобные процессы можно рассматривать с положительной точки зрения, поскольку с увеличением объемов резервуаров и объектов транспорта уменьшается число сливо-наливных операций, а с модернизацией оборудования увеличивается безопасность их проведения.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Вариант № 6

1	Тип резервуара РВС-2000
2	Высота взлива нефти 8 м
3	Температура закачки нефти в резервуар 323 К
4	Средняя толщина стенки резервуара 6
5	Средняя толщина стенки кровли 4
6	Коэффициент теплопроводности стали 40 Вт/(м·К)
7	Наружная температура воздуха 295 К
8	Скорость ветра 1,9 м/с
9	Плотность и кинематическая вязкость нефти при 293 К, Р293= 890 кг/м3 , V293=28,8·10-4 м2/с
10	Коэффициент крутизны вискограммы u=0,108 1/К
11	Температура грунта под днищем резервуара 275 К
12	Коэффициент теплопроводности грунта 1,8 Вт/(м·К)
13	Продолжительность дня 8,5 ч
14	Интенсивная солнечная радиация в полдень 200 Вт/м2

---

1. О
   
   БЩИЙ ВИД РЕЗЕРВУАРА

2 РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК, НЕОБХОДИМЫХ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ РЕЗЕРВУАРА

1. По приложению для резервуара РВС 2000 находим ; ; .

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


3. Общая площадь поверхности резервуара


4. Так как резервуар контактирует с двумя средами, то приведенная температура окружающей среды определяется по формуле

5. Предварительная оценка средней температуры нефти за период хранения

.
6. Плотность, удельная теплоемкость, кинематическая вязкость, коэффициенты тепло- и температуропроводности при температуре по формулам
;
;

---

;
;
.
7. Параметр Прандтля при температуре по формуле
.
8. Масса нефти в резервуаре
.

3. РАСЧЕТ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ПРИ ХРАНЕНИИ

3.1 Расчет коэффициента теплопередачи через крышу

1. Задаемся ориентировочной температурой крыши .

2. Средняя температура газового пространства
.
3. Коэффициент объемного расширения паровоздушной смеси в газовом пространстве
.

4. Теплофизические параметры воздуха при температуре по приложению табл. 1 с использованием метода линейной интерполяции
;
.

5. Кинематическая вязкость воздуха определяется по формуле
.

6. Вычислим параметр Грасгофа, предварительно заменив сферическую кровлю ровным по объему цилиндром.

Эквивалентная высота цилиндра



Полная высота газового пространства
.
Параметр Грасгофа

.

7. Произведение параметров Прандтля и Грасгофа для газового пространства

.

8. Так как , то коэффициент теплоотдачи от «зеркала» нефти в газовое пространство резервуара определяется по формуле

---

.

9. Коэффициент конвекции по формуле

.

10. Эквивалентный коэффициент теплопроводности газового пространства

.

11. Кинематическая вязкость воздуха при температуре 295 К определяется по формуле

.

12. Число Рейнольдса при обдувании резервуара

.

13. Коэффициент теплопроводности, удельная теплоемкость и плотность воздуха при температуре окружающей среды находим по приложению:

;

;

.
14. Критерий, характеризующий соотношение тепловых потоков, получаемых кровлей за счет солнечной радиации и конвекции

.

15. Интегральный коэффициент внешней теплоотдачи от поверхности крыши к воздуху в дневное время по формуле

.

16. Та же величина, но в ночное время определяется по формуле

.

17. Усредненная (за сутки) величина интегрального коэффициента внешней теплоотдачи для крыши определяется по формуле

.

18. Коэффициент теплопередачи от нефти к воздуху через крышу резервуара

.

Следовательно, .

19. Проверяем правильность выбора температуры крыши

.

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

,

то требуется повторить расчеты при новой величине

---