![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Истечение жидкости через сифонные трубопроводы
Трубопроводы, в которых жидкость движется при давлении ниже атмосферного, называют сифонными (сифон от греч. насос). Сифонные трубопроводы, применяемые для слива нефтепродуктов из цистерн, не имеют нижних сливных приборов. При транспортировке в цистернах нефтепродуктов с малой вязкостью (бензины, керосины, дизельные топлива) для предупреждения утечек и потерь топлива в цистернах нет нижних сливных устройств, поэтому топливо сливается через верхний колпак цистерны (верхний слив). Слив нефтепродуктов через горловину цистерны осуществляется сифонным способом. Вначале нефтепродукт сливается в промежуточный (нулевой) резервуар, а из него насосами подается в хранилище. Для сифонного слива применяют специальные вакуумные установки. Расчет сифонных трубопроводов осложнен из-за возможности возникновения в них кавитации. Кавитация (от лат. «cavitas» – полость) – явление образования в движущейся жидкости полостей, заполненных паром или газом. Она возникает в тех случаях, когда давление в каком-либо месте потока становится равным давлению насыщенных паров жидкости при данной температуре. При этом нарушается сплошность потока, а при определенных условиях (например, всифонных трубопроводах) поток может быть разорван и движение жидкости прекратится. Следовательно, устойчивая работа трубопроводов или гидравлических машин возможна только при отсутствии кавитации, т.е. когда абсолютное давление в любом живом сечении потока будет выше давления насыщенных паров жидкости при данной температуре
где Рассмотрим принципы расчета трубопроводов, работающих под вакуумом, на примере сифонного трубопровода. Сифонным называют самотечный трубопровод, часть которого расположена выше уровня жидкости в сосуде (резервуаре), из которого подается жидкость [37, 61]. Простейшая схема сифонного трубопровода (сифона) в виде изогнутой трубы, соединяющей сосуды 1 и 2, представлена на рис. 8.6. Движение жидкости по трубопроводу осуществляется из верхнего сосуда в нижний за счёт перепада давления (напора) Δ z. Величина Δ z равна разности расстояний от плоскости сравнения до уровня жидкости в сосудах 1 и 2. Сифонные трубопроводы используют в качестве водосбросов гидротехнических сооружений, для слива нефтепродуктов из цистерн, опорожнения водоемов, при прокладке водоводов через возвышенности. Для приведения сифона в действие его необходимо предварительно заполнить жидкостью. При надлежащей плотности стыков труб сифон продолжает работать как трубопровод и обеспечивает бесперебойное перетекание жидкости из одного сосуда в другой.
Рис. 8.6. Схема сифонного слива
Гидравлический расчет сифонного трубопровода делят на два этапа: сначала определяют предполагаемый расход, а затем проверяют выполнение условий его работоспособности. Предполагаемый расход определяют так же, как и в обычном трубопроводе. Расход, полученный в результате расчёта, может быть действительным, если кавитация в сифоне отсутствует, или мнимым, если условия нормальной работы сифона не выполнены (см. неравенство 8.21). Для проверки условий работоспособности сифона в нем выбирают сечение, где давление предположительно наименьшее («опасное» сечение). Такое сечение должно быть наиболее приподнято над уровнем жидкости сечения а-а 1 сосуда, а из равно приподнятых (если верхний участок трубопровода горизонтальный) – наиболее от него удаленным.Наиболее приподнятым и «опасным» над уровнем а – а жидкости будет сечение х – х (рис. 8.6). Составим уравнение Бернулли для начального а–а и конечного х–х живых сечений потока [37]
Откуда
где ра и рх – давление жидкости (нефтепродукта) в сечениях а-а и х-х; z x – вертикальное расстояние от сечения а-а до сечения х-х; vx – средняя скорость жидкости в трубопроводе (в сечении х-х); h a –x – потери напора на трение в трубе по длине на участке а-а и х-х. Если При расчете сифонов за величину За величину давления При работающем сифоне теоретический объёмный расход жидкости в м3/c определится выражением Q = где F – площадь сечения трубопровода, м2. Если сливать бензин объемом V = 60 м3 из горловины железнодорожной цистерны модели 15-890 при помощи сифонного трубопровода диаметром
Контрольные вопросы 1. Как определить время слива нефтепродукта в с, если известен его объем в м3 и секундный объемный расход в м3/с? 2. Что называется насадком и с какой целью он применяется? 3. Что называют коэффициентом расхода? Чему он равен для отверстия в тонкой стенке, для насадка и сливного трубопровода определенной длины? 4. Как определяется время истечения (вытекания) нефтепродукта при переменном напоре? 5. Что называют сифонным трубопроводом, какова методика его расчета и как он применяется при верхнем сливе нефтепродукта?
|