Определение вероятной температуры масла в конце срока его хранения.
Определить вероятную температуру турбинного масла марки Т-22 (ʊ20 = 100 ∙ 10-6 м2/с; ʊ50 = 21,8 ∙ 10-6 м2/с; ρ20 = 896,4 кг/м3) в конце срока его хранения τхр в резервуаре РГС-50 (резервуар заполнен маслом до горловины), который выполнен в надземном варианте и имеет следующие геометрические размеры:
- длина L = 8480 мм;
- наружный диаметр DН = 2870 мм.
Коэффициент теплопроводности стали λСТ = 40 Вт/м∙К.
Резервуар имеет теплоизоляцию, выполненную из минеральной ваты толщиной δиз = 0,07 м с коэффициентом теплопроводности λиз = 0,064 Вт/м∙К. Средняя скорость ветра в период хранения масла ωв = 5 м/с. Температура, при которой масло было залито в резервуар, время его хранения, температура воздуха в период хранения:
I группа: tзал. = 48 0С; t0 = -24 0C; τхр = 25 сут.
II группа: tзал. = 35 0С; t0 = -25 0C; τхр = 25 сут.
Решение
Определяем среднюю температуру масла в процессе его хранения:
ТП = Тзал+Т02.
I группа: ТП = 321+2972=309 К
II группа: ТП = 308+2982=303 К
Задаемся температурой внутренней поверхности стенки резервуара ТСТ:
ТСТ = ТП – (2 – 3).
I группа: ТСТ = 285 – (2 – 3) = 286 К
II группа: ТСТ = 278 – (2 – 3) = 279 К
Определяем параметры масла при температурах ТСТ и ТП (ρ, ʊ, Ср, λ).
Плотность масла:
ρТ = ρ2931+βР∙(Т-293)
ρТ = ρ293 + ξ∙(293 – Т)
где βР - коэффициент объёмного расширения, 1/К;
ξ – темп6ературная поправка, кг/м3∙К.
Удельная теплоемкость:
Ср = 31,56ρ293 ∙(762+3,39∙Т), кДж/кг∙К.
Коэффициент теплопроводности:
λ= 156,6ρ293 ∙(1-0,00047∙Т), Вт/м∙К.
3.1 Параметры масла при температуре ТП.
Значения βР и ξ: βР = 0,000722 1/К; ξ = 0,000647∙103 кг/м3∙К.
I группа: ρ293 = 896,4 кг/м3;
Плотность при хранении:
ρТп = 896,41+0,000722∙(309-293) = 886,1 кг/м3.
ρТп = 896,4 + 0,000647∙103 ∙(293 – 309) = 886,1 кг/м3.
Удельная теплоемкость:
Ср = 31,56896,4 ∙(762+3,39∙309) = 1907,4 кДж/кг∙К.
Коэффициент теплопроводности:
λ= 156,6896,4 ∙(1-0,00047∙309) = 0,1493 Вт/м∙К.
Вязкость масла: ~ 65,6 мм2/с.
II группа: ρ293 = 896,4 кг/м3;
Плотность при хранении:
ρТп = 896,41+0,000722∙(303-293) = 889,9 кг/м3
ρТп = 896,4 + 0,000647∙103 ∙(293 – 303) = 889,9 кг/м3.
Ср = 31,56896,4 ∙(762+3,39∙303) = 1885,9 кДж/кг∙К.
Коэффициент теплопроводности:
λ= 156,6896,4 ∙(1-0,00047∙303) = 0,1498 Вт/м∙К.
Вязкость масла: ~ 65,6 мм2/с.
3.2 Параметры масла при температуре ТСТ.
Значения βР и ξ:
βР = 0,000722 1/К; ξ = 0,000647∙103 кг/м3∙К.
I группа: ρ293 = 896,4 кг/м3;
Плотность при заполнении:
ρТст = 896,41+0,000722∙(286-293) = 900,5 кг/м3.
ρТст = 896,4 + 0,000647∙103 ∙(293 – 286) = 900,9 кг/м3.
Удельная теплоемкость:
Ср = 31,56896,4 ∙(762+3,39∙286) = 1825,2 кДж/кг∙К.
Коэффициент теплопроводности:
λ= 156,6896,4 ∙(1-0,00047∙286) = 0,1512 Вт/м∙К.
Вязкость масла: 160,6 мм2/с.
II группа: ρ293 = 896,4 кг/м3;
Плотность при заполнении:
ρТст = 896,41+0,000722∙(279-293) = 905,6 кг/м3
ρТст = 896,4 + 0,000647∙103 ∙(293 – 279) = 905,5 кг/м3.
Ср = 31,56896,4 ∙(762+3,39∙279) = 1800,2 кДж/кг∙К.
Коэффициент теплопроводности:
λ= 156,6896,4 ∙(1-0,00047∙279) = 0,1518 Вт/м∙К.
Вязкость масла: 274,1 мм2/с.
Параметра Прандля и Грагофа
Параметр Прандля при температуре ТП.
Pr = ϑп∙Cpп∙ρпλп
I группа:
PrП = 65,5∙1907,4∙886,10,1493 = 741491210,1
II группа:
PrП = 65,5∙1885,9∙889,90,1498 = 733819678,6
Параметр Прандля при температуре ТСТ.
Pr = ϑп∙Cpп∙ρпλп
I группа:
PrПст = 160,6∙1825,2∙900,50,1512 = 1745478869,4.
II группа:
Prст = 274,1∙1800,2∙905,20,1518 = 2942405790,9.
Параметр Грасгофа при температуре ТП:
GrП = DB3 ∙g∙βp∙(ТП-ТСТ) ϑП2
Где DB - внутренний диаметр резервуара, DB = DH - 2∙δCT
g – ускорение свободного падения, 9,81 м/с2.
I группа:
DB = 2870 - 2∙70 = 2730 мм.
GrП = 27303 ∙9,81∙0,000722∙(309-286) 65,62 = 770219,1.
II группа:
DB = 2870 - 2∙70 = 2730 мм.
GrП = 27303 ∙9,81∙0,000722∙(303-279) 65,62 = 803706,9.
Коэффициент теплоотдачи масла к внутренней стенке резервуара.
α1СТ = 0,5 ∙ λПh ∙(GrП∙PrП)0.25 ∙(PrПPrСТ)0.25
где h – уровень взлива нефтепродукта в резервуаре при обдувании резервуара воздухом
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
