Определить вероятностную температуру турбинного масла марки Т-22 (ν20=100·10-6 м2/с; ν50=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;
- толщина стенки δст=4 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 wв=5 м/с.
Температура, при которой масло было залито в резервуар, время его хранения, температура воздуха в период хранения указаны в таблице 1.
Исходные данные
Таблица 1
Вариант tзал, °С
tо, °С
τхр, сут
6 46 -26 30
Решение
Определяем среднюю температуру масла в процессе его хранения
Тп=Тзал+Т02=319+2472=283 К
Задаемся температурой внутренней стенки резервуара
Тст=Тп-2=283-2=281 К
Определяем параметры масла при температурах Тп и Тст (ρ, ν, ср, λ).
Плотность масла
ρ=ρ2931+βр(Т-293)
где βр - коэффициент объемного расширения, 1/К. βр=0,000722 К-1,
ρп=896,41+0,000722(283-293)=902,92 кг/м3
ρст=896,41+0,000722(281-293)=904,23 кг/м3
Удельная теплоемкость
ср=31,56ρ293(762+3,39Т),
срп=31,56896,4762+3,39⋅283=1814,51 Дж/кг⋅K
срст=31,56896,4762+3,39⋅281=1807,37 Дж/кг⋅K
Коэффициент теплопроводности
λ=156,6ρ293(1-0,00047·Т),
λп=156,6896,41-0,00047⋅283=0,1515 Вт/м⋅K
λст=156,6896,41-0,00047⋅281=0,1516 Вт/м⋅K
Вязкость
νп=200,3 мм2/с
νст=233,7 мм2/с
3.1 Параметры масла при температуре Тп
ρп=902,92 кг/м3
νп=200,3 мм2/с
срп=1814,51 Дж/кг⋅K
λп=0,1515 Вт/м⋅K
3.2 Параметры масла при температуре Тст
ρст=904,23 кг/м3
νст=233,7 мм2/с
срст=1807,37 Дж/кг⋅K
λст=0,1516 Вт/м⋅K
4 Определяем параметры Прандтля и Грасгофа
4.1 Параметр Прандтля при температуре Тп
Prп=νп⋅срп⋅ρпλп=200,3⋅10-6⋅1814,51⋅902,920,1515=2167
4.2 Параметр Прандтля при температуре Тст
Prст=νст⋅срст⋅ρстλст=233,7⋅10-6⋅1807,37⋅904,230,1516=2519
4.3 Параметр Грасгофа при температуре Тп
Grп=Dв3⋅g⋅βп(Тп-Тст)νп2,
где Dв – внутренний диаметр резервуара,
Dв=Dн-2·δ=2870-2·4=2862 мм
g – ускорение свободного падения, g=9,81 м/с2;
Grп=2,8623⋅9,81⋅0,000722(283-281)(200,3⋅10-6)2=8,277⋅106
5 Определяем коэффициент теплоотдачи от масла к внутренней стенке резервуара
α1ст=0,5⋅λпh(Grп⋅Prп)0,25⋅PrпPrст0,25=
=0,5⋅0,15152,862(8,277⋅106⋅2167)0,25⋅216725190,25=9,33 Вт/м2⋅K
где h – уровень взлива нефтепродукта в резервуаре (при полном резервуаре h=Dв);
6 Определяем параметр Рейнольдса при обдувании резервуара воздухом
Reв=wв⋅(Dн+2⋅δиз)νв=5⋅(2,87+2⋅0,07)11,452⋅10-6=1314181
где νв – вязкость воздуха, м2/с;
7 Определяем коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности резервуара в окружающую среду за счет конвекции
α2ст=0,032λв⋅Reв0,8L+2δиз=0,0320,02232⋅13141810,88,48+2⋅0,07=6,51 Вт/м2⋅K
где λв - коэффициент теплопроводности воздуха, Вт/м·К
8 Определяем коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности резервуара в окружающую среду за счёт радиации
α3ст=εст⋅Сs(Tст/100)4-(Т0/100)4Тст-Т0=
=0,92⋅5,768(281/100)4-(247/100)4281-247=3,92 Вт/м2⋅K
где εст - степень черноты поверхности резервуара, принимается в зависимости от материала и вида поверхности
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
