Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Теплоизоляция резервуаров для хранения нефтепродуктовСогласно технических условий эксплуатации многие типы резервуаров для хранения нефти, а в особенности мазута, требуют подогрева. Мазут, например, должен быть подогрет до температуры 80 оС. Подогрев осуществляется через днище с помощью перегретого пара. Для этих целей под днищем прокладывается система трубопроводов или электрических змеевиков. Существует способ подогрева с помощью электрических змеевиков, вмонтированных во внешнюю обшивку резервуара. В любом случае для сохранения некоторое время постоянной температуры хранимой жидкости наружная поверхность резервуара утепляется. Процесс теплообмена осуществляется естественной конвекцией протекающей в ограниченном пространстве [10]. Согласно упрощенной схеме (см. рис. 9.11) одновременно происходят два процесса: нагревание у горизонтальной поверхности (днища) с поднятием кверху нагретых масс и охлаждение жидкости у стенки (и покрытия) с опусканием вниз охлаждающихся масс. По центральной вертикале резервуара может установиться температура t1, на внутренней поверхности стенок она окажется равной t2. Тогда перепад температур составит . Средняя температура жидкой среды определится как . Однако к таких условиях установить правильную закономерность изменения коэффициента теплоотдачи отдельно для нагревания и охлаждения жидкости с учетом особенностей циркуляции практически невозможно. Поэтому в инженерных расчетах сложный процесс теплообмена принято рассматривать как элементарное явление передачи тепла путем теплопроводности, используя при этом понятие эквивалентного коэффициента теплопроводности .
tе Н Ro
tw
δk 2 δ δk Рис. 9.11 - Упрощенная схема теплообмена в резервуаре
Величина эквивалентного коэффициента теплопроводности устанавливается простой зависимостью вида , (9.2) где - коэффициент конвекции; λ - коэффициент теплопроводности жидкости при данной температуре, Вт/(м·оС). Так как циркуляция жидкости обусловлена разностью плотностей нагретых и холодных частиц и определяется критерием Gr·Pr, то и величина является функцией этого аргумента. Функция произведения этих критериев представляет собой критерий Нуссельта, т.е. Nu = F (Gr·Pr). Критерий Грасгофа (Gr) определяется зависимостью , (9.3) критерий Прандтля (Pr) имеет вид
, (9.4) где β – коэффициент температурного расширения, (оС-1); а - коэффициент температуропроводности, м2/с, ; с - удельная теплоемкость жидкости, Дж/кг·оС; ρ - плотность жидкости, кг/м3; ν – кинематическая вязкость жидкости, м2/с; g – ускорение силы тяжести, м/с2; l - определяющий линейный размер (в данном случае – высота резервуара Н), м; Δ t – температурная разность, оС, между поверхностью и жидкостью на достаточном удалении от поверхности (можно принять температуру на вертикальной оси центра резервуара). В приближенных расчетах по данным М.А. Михеева [10] для области значений аргумента Gr·Pr > 103 для определения величины используется зависимость вида . (9.5) Окончательный вид формулы (9.5) следующий: . (9.6) В этой формуле δ - радиус резервуара, м. Удельное количество тепла, q, Вт/м2, передаваемого 1 м2 внутренней вертикальной поверхности представляется зависимостью вида . (9.7) Величина сопротивления теплопередаче внешней теплоизоляции, Ro, м2∙оС/Вт, может быть найдена из соотношения . (9.8) В формуле (9.8) te –температура наружного воздуха. Температура внутренней среды определяется техническим заданием, температура наружного воздуха равняется средней за год. Приравняв правые части формул (9.7) и (9.8), получим , откуда . (9.9) Сопротивление теплопередаче теплоизолирующего слоя (для варианта одного слоя однородного утеплителя) может быть представлено как сумма его термического сопротивления () и сопротивления теплоотдаче у наружной поверхности (), т.е. Ro = + , (9.10) где λk – коэффициент теплопроводности утеплителя, Вт/(м∙оС). Из совместного решения уравнений (9.9) и (9.10) находится толщина утеплителя . (9.11) В формулах (9.10) и (9.11) величина коэффициента теплоотдачи (αe, Вт/(м2∙оС)) у наружной поверхности может быть принята согласно Приложения 9 [11]. Расчет по формуле (9.11) возможен, если заданы параметры внутренней среды (Δt, t2), а также точно указаны теплофизические характеристики нефтепродуктов. Согласно СНиП 2.04.14–88 [11] расчет толщины теплоизоляционного слоя производится по нормативной плотности теплового потока, q, Вт/м2, проходящего через изолированную поверхность. Толщина теплоизоляционного слоя d k, м, определяется по формуле ; , (9.12) где l k - теплопроводность теплоизоляционного слоя, Вт/(м×°С); Rk - термическое сопротивление теплоизоляционной конструкции, м2×°С/Вт; Rtot - сопротивление теплопередаче теплоизоляционной конструкции, м2×°С/Вт; a e - коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности изоляции, принимаемый по справочному приложению 9 [11], во всех случаях равен 29 Вт/(м2×°С); Rm - термическое сопротивление неметаллической стенки объекта, (если такая имеется в наличие), м2×°С/Вт. Величина Rtot в зависимости от исходных условий определяется по формуле , (9.13) где tw – средняя температура вещества, °С; te - температура окружающей среды, принимается средней за год [12], °С; K 1 - коэффициент, принимаемый по обязательному приложению 10 [11], для Украины K 1 равен 1. Дополнительное термическое сопротивление плоских и криволинейных неметаллических поверхностей оборудования определяется по формуле , (9.14) где d m и λm – соответственно толщина и коэффициент теплопроводности ограждения.
|