Файл: Решение Диаметр резервуара равен 4,73 м, высота 5,96 м. Масса нефтепродукта определяется по формуле.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 02.12.2023
Просмотров: 259
Скачиваний: 7
де 
– коэффициент объемного расширения (при заданной плотности = 0,000831 1/C)Изменение объема нефтепродукта при изменении температуры:Колебание уровня нефтепродукта в резервуаре:Ответ: Колебания уровня нефтепродукта в резервуаре составляет 0,116 мЗадача № 3Определить пропускную способность самотечного трубопровода диаметром Dн х мм и длиной L км при разности нивелирных отметок начальной и конечной точек трубопровода Z, м.Дано:Dн = 159 мм = 0,159 м;δ = 4 мм = 0,004 м;L = 1км = 1000 м;ΔZ = 10 м;v= 7∙10-6 м2/с;ρ20 = 850 кг/м3Найти:Q = ?Решение:Напишем уравнение Бернулли относительно плоскости сравнения 0–0, взятой по оси симметрии трубы на выходе жидкости из трубопровода, для сечений
1–1 (уровень жидкости в резервуаре) и 2–2 (выход жидкости из трубопровода).Сечения 1–1 и 2–2 выбраны потому, что давление в них известно и оно равно атмосферному рат, следовательно Скорость движения жидкости в резервуаре ϑ1 при достаточно больших его размерах по сравнению с выходным отверстием трубы можно считать близкой к нулю (ϑ1 ≈ 0), а значит, Координата сечения 1–1 над плоскостью сравнения z1= h, а сечения 2–2 z2= 0, так как плоскость сравнения 0–0 проходит по оси симметрии трубы.Принимаем α2 = 1, так как при турбулентном режиме α2 = 1,05÷1,10.С учетом выше изложенного уравнение Бернулли принимает следующий вид:или после сокращения получаемВ связи с тем, что про местные потери напора в трубопроводе ничего не сказано, принимаем их равными 10% от потерь напора по длине. Тогда величину потерь напора hwопределим из выражениягде dвн – внутренний диаметр трубы, определяемый из выраженияПри этом коэффициент сопротивления трения, с допущением того, что данная стальная труба эксплуатируется несколько лет, приближенно принимаем равным λ = 0,02Подставив данное значение в преобразованное уравнение Бернулли, получаем:Из полученного выражения определим скорость:Зная скорость движения жидкости на выходе из трубы, уточним, правильно ли мы приняли λ = 0,02.Определим число Рейнольдса из выраженияИз полученного числа Рейнольдса следует, что режим движения турбулентный. Определим, по какой формуле необходимо рассчитывать коэффициент
λ.Предположив, что это переходная область турбулентного режима, произведем проверку, при этом Δэкак для бывших в употреблении бесшовных стальных труб определим из таблицы, Δэ= 0,2 ммТак как неравенство выдерживается, то производим расчет коэффициента трения λ по формуле АльтшуляТак как коэффициенты трения λ расчетный и принятый нами полностью совпали, то уточнять скорость нет необходимости.Поэтому определяем расход из выраженияОтвет: Q = 0,02 м3 /с.Задача № 4Определить расход нефтепродукта в трубопроводе диаметром Dн х и длиной L , если кинематическая вязкость нефтепродукта , плотность , а перепад давления в трубопроводе равен Р.Дано:Dн = 426 мм = 0,426 м;δ = 7 мм = 0,007 м;L = 2,5 км = 2500 м;Δр = 0,04 МПа =40000 Па;v = 0, 5∙10-4 м2/с =5∙10-6 м2/с;ρ20 = 820 кг/м3Найти:Q = ?Решение:Напишем уравнение Бернулли относительно плоскости сравнения 0–0, взятой по оси симметрии трубы на выходе жидкости из трубопровода, для сечений 1–1 (уровень жидкости в резервуаре) и 2–2 (выход жидкости из трубопровода)Т. к про сечения 1–1 и 2–2 ничего не известно – открытая или закрытая емкость, выход под уровень или в атмосферу, неизвестны геодезические отметки, то уравнение Бернулли перепишем в следующем видеСкорость движения жидкости в резервуаре ϑ1 при достаточно больших его размерах по сравнению с выходным отверстием трубы можно считать близкой к нулю (ϑ1 ≈ 0), а значит, Принимаем α2 = 1, так как при турбулентном режиме α2 = 1,05÷1,10.А левую часть уравнения можно представить в видеС учетом выше изложенного уравнение Бернулли принимает следующий вид:
или после сокращения и преобразования получаем
Из полученного выражения определим скорость
Расход определяем из выражения
А внутренний диаметр трубы, из зависимости
Подставив цифровые значения окончательно получаем
Ответ: Q = 1,316 м3 /с.
Задача № 8
Определить время слива нефтепродукта из цистерны грузоподъемностью N через универсальный сливной прибор, трубопровод имеет длину L , диаметр Dн и высоту Н, температура слива t0С. Схема слива приведена на рис. 4. Вязкость нефтепродукта 20 и 50. Местные сопротивления: универсальный сливной прибор, плавный переход, задвижка, два угольника.
Дано:
N = 50 м3;
L = 15 м;
Dн = 159 мм = 0,159 м;
δ = 4 мм = 0,004 м;
Н = 1,9 м;
t = 25 °С;
v20 = 34∙10-4 м2/с;
v50 = 2,1∙10-4 м2/с = 210∙10-6 м2/с
Найти:
tслива= ?
Решение:
В нашем случае, т. к. ничего не известно про емкость предполагаем, что она открыта, т.е. давление на поверхности рат, высотой жидкости в емкости пренебрегаем.
Т. е. при этих допущениях мы получаем максимальное время слива.
Плоскость сравнения 0–0 проведем через место вытекания жидкости в атмосферу.
Напишем уравнение Бернулли для сечений 1–1 сливное отверстие резервуара и 2–2 выход жидкости в атмосферу из трубопровода.
Соотнесем полученное уравнение с нашими данными:
т. к. считаем, резервуар достаточно большим по объему (60 м3) и соответственно ϑ1 ≈ 0;
z1 = H , z2 = 0, принимаем α2 = 2, предполагая ламинарный режим движения жидкости (из-за относительно высокой вязкости).
С учетом вышеизложенного уравнение Бернулли принимает следующий вид:или после сокращения получаемОпределяем неизвестные показатели выражения:– скорость жидкости ϑ2 на выходе из трубы в первом приближении согласно рекомендаций приложения 4.3, принимаем равной 0,357 м/с.Тогда расход определим из выраженияПричем внутренний диаметр трубы определим из выраженияТогда– величину потерь напора hwв трубопроводе определяем как суммарные потери, состоящие из потерь напора по длине hw ℓи местных потерь напора hwмгде ζУСП– коэффициент местного сопротивления универсального сливного прибора;ζперех– коэффициент местного сопротивления при плавном переходе;ζзадв – коэффициент местного сопротивления задвижки;ζугол– коэффициент местного сопротивления угольника с углом поворота 900.Для определения коэффициента λ предварительно определим число Рейнольдса из выраженияпри этом коэффициент кинематической вязкости определим используя выражения 1.1 и 1.2 методических указаний.Основная расчетная зависимость:где vt – вязкость при температуре t, м2/с; v* – вязкость при известной температуре t*, м2/с; t – температура нефтепродукта, °С; u – показатель крутизны вискограммы, 1/°С.Причемгде vt1– вязкость при температуре t1; м2/с; vt2 – вязкость при температуре t2, м2/с.