Файл: Температурный режим хранения нефтепродуктов в резервуарах.docx
Добавлен: 12.01.2024
Просмотров: 262
Скачиваний: 6
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»Факультет инженерных систем и сооруженийКафедра теплогазоснабжения и нефтегазового делаКУРСОВАЯ РАБОТАпо дисциплине «Транспорт и хранение сжиженных газов»на тему: «Температурный режим хранения нефтепродуктов в резервуарах»Выполнил: Дугаева А.Е. гр. № збГГ-182Принял: Тульская С. Г. Воронеж 2022
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 ДАННЫЕВариант № 6
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 резервуара4. 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 .
.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
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 ДАННЫЕВариант № 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 |
-
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 резервуара4. 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 .
-
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 цилиндраПолная 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