Материал: Температурный режим хранения нефтепродуктов в резервуарах. Мартыненко Г.Н., Тульская С.Г

Коэффициент теплоотдачи конвекцией от нефтепродукта к вертикальной стенке емкости определяют по следующим формулам:

– при (ламинарный режим)

, (4.6)

где – коэффициент теплопроводности нефтепродукта, Вт/(м град).

– при (турбулентный режим)

, (4.7)

– для горизонтальных цилиндрических емкостей и труб при

(4.8)

Индекс «п» означает, что все физические характеристики нефтепродукты выбираются при средней температуре; индекс «ст» - физические характеристики выбираются при средней температуре стенки трубы или емкости.

Если отношение , среднюю температуру определяют как среднеарифметическую величину от начальной и конечной температуру нефтепродукта:

. (4.9)

Если отношение , среднюю температуру определяют как средне логарифмическую величину по формуле

. (4.10)

Так как в выражениях (4.9) и (4.10) конечная температура нефтепродукта является искомая величина , то при определении средней температуры нефтепродукта можно принять, что

, (4.11)

где – температура нефтепродукта, с которой он заливается (закачивается) в резервуар (емкость).

Среднюю температуру стенки резервуара определяют методом последовательных приближений по формуле

. (4.12)

Коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности стенки в окружающую среду , Вт/(м² К), при вынужденной конвекции (обдувание емкости или надземного трубопровода ветром) определяют по формуле

, (4.13)

где – коэффициенты, величины которых зависят от .

Таблица 4.1

Зависимость коэффициентов и от

Коэффициент теплоотдачи радиацией от стенки горизонтальной емкости , Вт/(м² К), определяют по формуле

, (4.14)

где – постоянная Планка; – степень черноты поверхности стенки.

Таблица 4.2

Зависимость от материала и вида поверхности

Для полуподземных вертикальных цилиндрических резервуаров коэффициент теплоотдачи через стенку

, (4.15)

где – коэффициент теплопередачи через стенку в воздух, Вт/(м² К); – коэффициент теплопередачи через стенку в грунт, Вт/(м² К); –поверхность стенки резервуара, соприкасающиеся с воздухом, м²; –поверхность стенки резервуара, соприкасающиеся с грунтом, м².

Коэффициент теплоотдачи через стенку в воздух определяют по формуле (4.5), а в грунт – по выражению

, (4.16)

где – расстояние от поверхности грунта до днища резервуара (заглубление резервуара в грунт), м; – коэффициент теплопроводности грунта, окружающего резервуар, Вт/(м К); – коэффициент теплоотдачи от поверхности грунта в воздух, принимаем равным .

Для подземных горизонтальных цилиндрических резервуаров коэффициент теплоотдачи принимают приближенно равным коэффициенту теплоотдачи через стенку (см. формулу 4.4), в этом случае .

Коэффициент теплоотдачи определяют по формуле

, (4.17)

где R – радиус резервуара, м; – глубина заложения резервуара до оси, м.

Для железнодорожных цистерн при движении поезда коэффициент теплопередачи принимают равным коэффициенту теплопередачи через стенку (см. формулу 2.4), коэффициент теплоотдачи вычисляют по формуле (4.8), а коэффициент теплоотдачи – по формуле

, (4.18)

где – число Рейнольдса при обдувании цистерны ветром

, (4.19)

где – сумма скоростей ветра и поезда, , м/с; –наружный диаметр цистерны, мм; – длина котла цистерны, м.

Коэффициент теплопередачи через днище емкости, установленной на грунте, находят по следующей зависимости

, (4.20)

где – коэффициент теплоотдачи через днище емкости, определяемый по формуле (4.8); – толщина гидрофобного слоя, днища емкости, отложений, воды и т.д., мм; – коэффициенты теплопроводности указанных слоев, Вт/(м К); – диаметр резервуара, мм.

Коэффициент теплопередачи через крышу резервуара

, (4.21)

где – коэффициент теплоотдачи от зеркала нефтепродукта в газовое пространство резервуара:

– при

; (4.22)

– при

, (4.23)

где – температура зеркала нефтепродукта; – температура газового пространства резервуара ориентировочно принимают

, (4.24)

где – высота газового пространства резервуара, м; – эквивалентный коэффициент теплопроводности газовоздушной смеси, Вт/(м К), определяется по формуле

, (4.25)

где – коэффициент теплопроводности газовоздушной смеси, Вт/(м К), определяется по формуле

, (4.26)

где – коэффициент теплопроводности воздуха, Вт/(м К); – коэффициент теплопроводности паров нефтепродукта, Вт/(м К); – содержание паров нефтепродукта в газовом пространстве резервуара.