Лабораторная работа - Расчет местного подогревателя для резервуара РГС-50 - файл n1.doc

Лабораторная работа - Расчет местного подогревателя для резервуара РГС-50
скачать (187.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc188kb.29.05.2012 22:01скачать
Победи орков

Доступно в Google Play

n1.doc

Задание.

Рассчитать местный подогреватель для резервуара РГС-50, в котором хранится турбинное масло марки Т-22 со следующими характеристиками (резервуар заполнен маслом до горловины): ν20=100·10-6 м2/с; ν50=21,8·10-6 м2/с; ρ20=896,4 кг/м3.

Резервуар выполнен в наземном варианте и имеет следующие геометрические размеры:

L=8480мм; Dн=2870мм; δ=4мм.

Коэффициент теплопроводности стали λст=40 Вт/(м·К).

Резервуар имеет теплоизоляцию, выполненную из минеральной ваты толщиной δиз=0,07 м; λиз=0,064 Вт/(м·К).

Температура, при которой нефтепродукт был залит в резервуар Тзал=315 К.

Температура воздуха в период хранения Т0=257 К.

Средняя скорость ветра в период хранения wв=5 м/с.

Время хранения масла τпр=22 сут.

Масло необходимо разогреть за время 5 часов с помощью трубчатого подогревателя с диаметром трубок dтр=60×3,5 мм, работающего на насыщенном водяном паре с параметрами: давление пара Р=0,39 МПа; температура пара Тпар=416 К, до температуры Тк.


Решение

I этап «Определение вероятной температуры масла в конце срока его хранения»

1 Определяем среднюю температуру масла в процессе его хранения



2 Задаемся температурой внутренней стенки резервуара Тст=283К.

3 Определяем параметры масла при температурах Тп и Тст (ρ, ν, ср, λ)

Плотность

,

где - коэффициент объемного расширения, 1/К,

Значение берем из таблицы 1.1. =0,000722 К-1,

,

.

Вязкость





Удельная теплоемкость







Коэффициент теплопроводности







3.1 Параметры масла при температуре Тп

ρп=900,9 кг/м3,

νп=160,6 сСт,

срп=1821,7 Дж/кг·К,

λп=0,1513 Вт/м·К.

3.2 Параметры масла при температуре Тст

ρст=902,9 кг/м3,

νст=200,3 сСт,

срст=1816,1 Дж/кг·К,

λст=0,1515 Вт/м·К.

4 Определяем параметры Прандтля и Грасгода

4.1 Параметр Прандтля при температуре Тп



4.2 Параметр Прандтля при температуре Тст



4.3 Параметр Грасгофа при температуре Тп



где Dв – внутренний диаметр резервуара, Dв=Dн-2·δ;

g – ускорение свободного падения, g=9,81 м/с2;





5 Определяем коэффициент теплоотдачи от масла к внутренней стенки резервуара



где h – уровень взлива нефтепродукта в резервуаре (при полном резервуаре h=Dв);

Вт/м2·К.

6 Определяем параметр Рейнольдса при обдувании резервуара воздухом



где νв – вязкость воздуха, м2/с;



7 Определяем коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности резервуара в окружающую среду за счет конвекции



где - коэффициент теплопроводности воздуха, Вт/м·К

Вт/м2·К.

8 Определяем коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности резервуара в окружающую среду за счёт радиации


где - степень черноты поверхности резервуара, принимается по таблицам в зависимости от материала и вида поверхности.

При заданных искомых данных =0,91-0,93; сs – постоянная Планка; сs=5,768 Вт/м2·К4.

Вт/м2·К.

9 Определяем коэффициент теплоотдачи от нефтепродукта в окружающую среду по формуле

,



10 Проверяем правильность выбора температуры стенки





Условие выполняется.

11 Определяем вероятную температуру масла в конце срока его хранения

,

где - время хранения масла в резервуаре, с;

G – масса масла, залитого в резервуар, кг,

;

кг;

F – полная площадь поверхности резервуара, м2,

;

;

К.

12 Расчётная средняя температура масла определяется по формуле

;

К.

II этап «Расчёт трубчатого подогревателя»

1 Определяем конечную температуру подогрева масла

Для данной задачи выбор температуры масла в конце его подогрева осуществляем, исходя из следующих соображений.

Согласно справочным данным минимальная температура, при которой возможна перекачка масла Т-22, составляет 50С. С учётом тепловых потерь в трубопроводе до насоса, а также коэффициента запаса принимаем конечную температуру подогрева масла ТК=295К.

2 Находим отношение

;

.

3 Определяем среднюю температуру масла в процессе подогрева:

- Если А≤2, то

- Если А>2, то ,

следовательно К.

4 Определяем среднюю температуру масла вблизи трубок теплообменного аппарата





5 Определяем параметры масла при температуре ТПп, νп, срп, λп)

,

;











6 Задаемся значением коэффициента теплоотдачи от пара к внутренней стенке теплообменного аппарата



7 Задаемся температурой стенки теплообменного аппарата

Тст=415К.

8 Определяем параметр Прандтля и Грасгофа при температуре Тп

8.1

8.2

9 Определяем коэффициент теплоотдачи от стенок т/о аппарата к маслу (при свободной конвекции)





10 Определяем коэффициент теплоотдачи от пара к маслу





11 Проверяем правильность выбранной температуры стенки т/о аппарата





12 Определяем количество тепла, необходимого для разогрева масла в единицу времени





где τ – требуемое время разогрева, с;

13 Находим среднелогарифмический температурный напор



где ΔТ1т’-Тв – наибольшая разность температур между теплоносителем и нагреваемой средой.

Тт’ – температура теплоносителя на входе в теплообменный аппарат, Тт’=Тпар.

ΔТ1=416-267,7=148,3К.

ΔТ2т’’-Тк – наименьшая разность температур между теплоносителем и нагреваемой средой.

Тт’’ – температура теплоносителя на выходе из т/о аппарата.

Считая, что конденсация пара в т/о аппарате происходит при постоянной температуре, принимаем Тт’= Тт’’=Тпар.

ΔТ2=416-295=131К.



14 Находим расчетную поверхность нагрева



С учетом образования накипи на стенках т/о аппарата за время его эксплуатации и, как следствие, изменения коэффициента теплоотдачи, необходимо увеличить полученную площадь на 20-30%.

F=15 м3

15 Исходя из требуемой поверхности нагрева выбираем тип нагревательного элемента и определяем их количество. ПЭ-5 4 штуки.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра: «Транспорт и хранение нефти и газа»

Расчет местного подогревателя

по курсу «Проектирование и эксплуатации НХ и АЗС»
Домашнее задание №3

Вариант №1

Выполнил студент гр. МТ-03-02 Ананин А.В.
Проверил канд. техн. наук, доцент Дмитриева М.В.
Уфа 2006

Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации