Расчет системы слива-налива и подбор насоса для заданной температуры

1. Плотность нефтепродуктов находится в пределах 700-110 кг/м³. Изменение плотности вследствие изменение температуры Т определяется по формуле Менделеева:

кг/м³, где

- плотность нефтепродукта соответственно при температурах Т и 293 К;

- коэффициент объемного расширения, при плотности 749 кг/м³ равен 0, 000653 1/К;

2. Вязкость нефтепродукта при заданной температуре определяется по формуле Вальтера (ASTM):

, где

v- кинетическая вязкость, мм² /с;

a, b- эмпирические коэффициенты находятся по формулам:

;

-8, 55465;

3. Коэффициент гидравлического сопротивления находил по формуле:

-внутренний диаметр шланга.

4. По таблице определяем полезный объем одной цистерны модели 15-1443 =71, 3 м³.

5. Рассчитываем необходимый расход через стояк по формуле:

;

6. Средняя скорость нефтепродукта в стояке рассчитываем по формуле:

м/с,

7. Параметры Рейнольдса при течении нефтепродукта в стояке рассчитываем по формуле:

8. Эквивалентная шероховатость труб принимаем на перспективу мм. Следовательно относительная шероховатость труб:

.

9. Переходные числа Рейнольдса для стояка по формулам:

;

,

Так как Re₁< Re< Re₂ - зона смешанного трения, то коэффициент гидравлического сопротивления определяется по формуле Альтшуля:

;

10. Потери напора в шланге рассчитывается по формуле:

11. Приведенная длина труб стояка рассчитываем по формуле:

12. Потери напора в трубах стояка рассчитываем по формуле:

м.

13. Необходимый расход нефтепродукта через одну половину коллектора рассчитываем по формуле:

14. Рекомендуемая средняя скорость нефтепродукта с вязкостью 5, 022 мм² /с на линии всасывания составляет 1, 5 м/с. Поэтому расчетный диаметр коллектора рассчитываем по формуле:

м

По таблице выбираем стандартный наружный диаметр труб коллектора 325 мм, при толщине стенки 8 мм его внутренний диаметр составит

15. Скорость движения нефтепродукта при выходе из коллектора рассчитываем по формуле:

м/с

16. Число Рейнольдса при течении нефтепродукта в коллекторе:

17. Определяем зону трения при течении нефтепродукта в коллекторе:

.

Переходные числа Рейнольдса для стояка по формулам:

;

,

Так как Re₁< Re< Re₂ - зона смешанного трения, то коэффициент гидравлического сопротивления определяется по формуле Альтшуля:

18. Приведенная длина труб стояка рассчитываем по формуле:

19. Потери напора в трубах стояка рассчитываем по формуле:

м.

- коэффициент, учитывающий изменение расхода по длине коллектора: при ламинарном режиме =0, 5, при турбулентном режиме =1/3;

20. Расход нефтепродукта во всасывающем и нагнетательном трубопроводах:

21. Рекомендуемая средняя скорость нефтепродукта с вязкостью 5, 022 мм² /с на линии всасывания составляет 1, 5 м/с. Поэтому расчетный диаметр коллектора рассчитываем по формуле:

м

По таблице выбираем стандартный наружный диаметр труб коллектора 426 мм, при толщине стенки 9 мм его внутренний диаметр составит

22. Скорость движения нефтепродукта при выходе из коллектора рассчитываем по формуле:

м/с

23. Число Рейнольдса при течении нефтепродукта в коллекторе:

24. Определяем зону трения при течении нефтепродукта в коллекторе:

.

Переходные числа Рейнольдса для стояка по формулам:

;

,

Так как Re₁< Re< Re₂ - зона смешанного трения, то коэффициент гидравлического сопротивления определяется по формуле Альтшуля:

25. Приведенная длина труб стояка рассчитываем по формуле:

26. Потери напора в трубах стояка рассчитываем по формуле:

м.

27. Расчетный диаметр напорного трубопровода рассчитываем по формуле с учетом рекомендуемой скорости в нем, равной 2, 5 м/с:

м

По таблице выбираем стандартный наружный диаметр труб коллектора 325 мм, при толщине стенки 8 мм его внутренний диаметр составит

28. Скорость движения нефтепродукта при выходе из коллектора рассчитываем по формуле:

м/с

29. Число Рейнольдса при течении нефтепродукта в коллекторе:

30. Так как диаметр напорного трубопровода такой же как у коллектора, то . Поскольку Re₁< Re< Re₂ , то течение нефтепродукта в нем происходит в зоне смешанного трения, то коэффициент гидравлического сопротивления определяется по формуле Альтшуля:

31. Приведенная длина труб стояка рассчитываем по формуле:

32. Потери напора в трубах стояка рассчитываем по формуле:

м.

33. Разность геодезических отметок днища резервуара и нижней образующей цистерны Поэтому необходимый напор насоса при полном взливе в резервуаре:

м.

35. По найденной величине напора и требуемого расхода слива выбираем наиболее подходящий тип насоса 12НДсН с номинальным напором 28 м. и номинальной подачей 800 м³ /ч. По таблице находим коэффициенты напорной характеристики данного насоса