- коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням від покрівлі у повітря.

Еквівалентний коефіцієнт теплопровідності газоповітряної суміші

, (10.25)

де - коефіцієнт конвекції;

- коефіцієнт теплопровідності газоповітряної суміші,

, (10.26)

де - коефіцієнт теплопровідності повітря (приймається за довідковими даними при температурі );

- концентрація парів нафтопродукту у газовому просторі резервуара ( знаходиться за формулою (11.18) при температурі );

- коефіцієнт теплопровідності газоповітряної суміші (можна приблизно приймати рівним теплопровідності нафтопродукту при температурі ).

Коефіцієнт конвекції визначається таким чином:

при ,

(10.27)

при .

Якщо при розрахунках за формулою (10.27) виходить , то і, відповідно, .

Коефіцієнт тепловіддачі визначають так:

при

, Вт/(м2К), (10.28)

при

, Вт/(м2К), (10.29)

де - температура “дзеркала” нафтопродукту;

- температура газового простору резервуара.

Температуру “дзеркала“ нафтопродукту можна приймати приблизно рівною його середній температурі, а температуру газового простору можна визначити, користуючись такими виразами:

для малов’язких нафтопродуктів

, (10.30)

для високов’язких нафтопродуктів

. (10.31)

Коефіцієнт тепловіддачі від газоповітряної суміші до покрівлі визначається

при

, Вт/( м2К), (10.32)

при

, Вт/( м2К), (10.33)

де - температура покрівлі, що приймається

. (10.34)

Коефіцієнт тепловіддачі від покрівлі у довкілля при наявності вітру визначається за формулою

, (10.35)

де і - коефіцієнти, що залежать від числа Рейнольдса (таблиця 11.4).

Число Рейнольдса визначається

, (10.36)

де - коефіцієнт кінематичної в’язкості повітря (таблиця 11.5).

Таблиця 10.4 – Значення коефіцієнтів і у формулі (11.35)

понад

У резервуарах в основному застосовують секційні підігрівники , які укладаються на опорах якомога ближче до днища.

Секційні підігрівники складаються з наступних частин:

-

-

Таблиця 10.5 – Теплофізичні характеристики повітря

Температура, К | Густина,

кг/м3 | Теплоємність, Дж/(кгК) | Коефіцієнт теплопровідності,

Вт/( м2К) | Коефіцієнт кінематичної в’язкості,

м2/с

223 | 1,584 | 1003,0 | 0,0204 | 7,55

233 | 1,515 | 1003,1 | 0,0212 | 8,48

243 | 1,453 | 1003,2 | 0,0220 | 9,42

253 | 1,395 | 1003,3 | 0,0228 | 10,35

263 | 1,342 | 1003,4 | 0,0236 | 11,29

273 | 1,293 | 1003,6 | 0,024 | 12,23

283 | 1,247 | 1003,8 | 0,0251 | 13,16

293 | 1,205 | 1004,0 | 0,0259 | 14,10

303 | 1,165 | 1004,2 | 0,0267 | 15,05

313 | 1,128 | 1004,5 | 0,0276 | 15,99

323 | 1,093 | 1004,7 | 0,0283 | 16,93

Для орієнтовних теплових розрахунків резервуарів можна користуватись приблизними значеннями коефіцієнта теплопередачі, що наведені в таблиці 10.6.

Таблиця 10.6 – Приблизні значення коефіцієнта теплопередачі від

нафтопродукту у довкілля для різних типів резервуарів

Тривалість

охолодження,

доби | Коефіцієнт теплопередачі, Вт/( м2К)

металевий наземний резервуар | неметалевий наземний резервуар | сховище у землі

0,6 | 5,8 | 2,9 | 3,5

1,2 | 4,7 | 2,1 | 2,3

2 | 3,8 | 1,5 | 1,6

4 | 2,9 | 1,2 | 1,2

15 | 1,5 | 0,5 | 0,5

30 | 1,2 | 0,4 | 0,4

60 | 0,9 | 0,3 | 0,3

90 і більше | 0,7 | 0,2 | 0,2

Таблиця 10.7- Основні розміри підігрівальних елементів

Марка елемента | Поверхня

теплообміну, м2 | Довжина, мм | Маса, кг

повна з муфтою | трубки підігрівника(по осях колектора)

ПЕ-1 | 1,70 | 2440 | 2000 | 50,9

ПЕ-2 | 2,06 | 2940 | 2500 | 60,5

ПЕ-3 | 2.42 | 3440 | 3000 | 70,5

ПЕ-4 | 3,14 | 4440 | 4000 | 90,1

ПЕ-5 | 3,86 | 5440 | 5000 | 109,3

ПЕ-6 | 4,58 | 6440 | 6000 | 129,3

Підігрівальні елементи за допомогою муфт з’єднуються з колектором, внаслідок чого утворюються окремі секції, з яких комплектується підігрівник.

Площа поверхні підігрівника визначається за формулою

, (10.37)

де QП - розрахункова теплопродуктивність;

ц – коефіцієнт, що враховує переохолодження конденсату до 100 ?С (таблиця 11.8); –

коефіцієнт теплопередачі від пари до нафтопродукту;

t1 і t2 – відповідно початкова і кінцева температури пари;

- середня температура нафтопродукту.

Таблиця 10.8- Значення коефіцієнта ц

Температура нафтопродукту в кінці

підігріву | Тиск (температура) пари, МПа(?С)

0,1

(120) | 0,2

(133) | 0,3

(143) | 0,4

(151) | 0,5

(158) | 0,6

(164)

До 20 | 1,01 | 1,02 | 1,04 | 1,06 | 1,07 | 1,08

30 | 1,01 | 1,02 | 1,04 | 1,06 | 1,08 | 1,09

40 | 1,02 | 1,02 | 1,05 | 1,06 | 1,08 | 1,09

50 | 1,02 | 1,03 | 1,05 | 1,07 | 1,09 | 1,10

60 | 1,02 | 1,03 | 1,06 | 1,08 | 1,10 | 1,11

При розрахунку підігрівників без переохолодження конденсату . Для забезпечення переохолодження конденсату до температури не вище 100 ?С слід приймати значення при температурі нафтопродукту в кінці підігріву.

Розрахункова теплопродуктивність

, (10.38)

де qП- корисна теплопродуктивність;

qВТ- втрати тепла в довкілля.

Корисна теплопродуктивність

, (10.39)

де G- маса нафтопродукту в резервуарі;

сm- теплоємність нафтопродукту при середній температурі;

m- вміст парафіну в частках одиниці;

- прихована теплота кристалізації парафіну;

ф- час розігріву нафтопродукту.

Втрати тепла в довкілля

, (10.40)

де F- повна поверхня теплообміну,

.

Коефіцієнт теплопередачі від пари до нафтопродукту може бути знайдений за спрощеною формулою

, (10.41)

де - коефіцієнт тепловіддачі від стінки труби паропідігрівника

до нафтопродукту;

R- додатковий термічний опір, (для нафти м2 год оС / ккал, для нафтопродуктів м2год оС/ккал).

Коефіцієнт тепловіддачі визначається за формулами

при

ккал/(м2 годоС), (10.42)

при

ккал/( м2 годоС), (10.43)

де , ;

- поправочний коефіцієнт (знаходиться за даними таблиці 10.9);

- температура зовнішньої поверхні теплообмінника;

d- зовнішній діаметр труб паропідігрівника;

нст- коефіцієнт кінематичної в’язкості нафтопродукту при температурі зовнішньої поверхні труб паропідігрівника.

Таблиця 10.9 – Значення коефіцієнта

0 | 1,00