Критериальные уравнения для расчета массоотдачи от поверхности бензина в вертикальных цилиндрических резервуарах

UDK: 622.692.4
DOI: 10.24887/0028-2448-2020-12-131-133
Ключевые слова: прогнозирование потерь бензина от испарения, динамика массоотдачи, критериальные уравнения массоотдачи, правило предельного перехода, пооперационный расчет изменения концентрации, концентрация паров в начале технологической операции
Авт.: Ан.А. Коршак (ООО «НИИ Транснефть»), д.т.н., А.А. Коршак (ООО «НИИ Транснефть»)

Для прогнозирования потерь бензина от испарения из резервуаров, не оборудованных средствами сокращения потерь, необходимо располагать достоверными методами оценки массоотдачи от поверхности бензина. К настоящему времени известно множество таких методов, от упрощенных эмпирических формул или графиков до критериальных уравнений. Использование упрощенных эмпирических формул позволяет существенно упростить расчеты. Однако это достигается ценой высокой погрешности расчетов. При прогнозировании концентрации углеводородов в газовом пространстве резервуаров на момент начала «выдоха» на протяжении нескольких десятков лет также используются графики прироста относительной концентрации паров бензина во времени. Кривые на них имеют вид параболы и различаются только показателем степени. Однако монотонный характер прироста относительной концентрации в течение нескольких десятков часов противоречит основам теории потерь от «малых дыханий», согласно которой концентрация углеводородов в газовом пространсте резервуаров утром минимальна, затем с восходом солнца растет, достигает максимума в послеобеденные часы, после чего снижается. Предпочтительно использование критериальных уравнений, поскольку массоотдача от поверхности бензина в резервуарах представляет собой термодинамический процесс, скорость которого определяется множеством факторов: температурой, давлением насыщенных паров, концентрацией углеводородов над поверхностью испаряющейся жидкости, интенсивностью ее перемешивания, скоростью обтекания поверхности бензина струями воздуха и др. В известных критериальных уравнениях эти факторы учитываются в виде безразмерных критериев подобия Шервуда, Шмидта, Рейнольдса, Прандтля и Грасгофа. Однако эти критериальные уравнения имеют ряд недостатков, в числе которых недостаточный учет реальных условий протекания процессов (уровня заполнения резервуаров, интенсивности перемешивания бензина и др.), несоответствие требованию предельного перехода при низких скоростях заполнения-опорожнения резервуаров и др. Кроме того, при расчете критериев подобия используется средняя концентрация углеводородов над поверхностью бензина, что делает расчет массоотдачи итерационным. В статье приведены критериальные уравнения массоотдачи, позволяющие выполнять расчеты без многочисленных итераций.

Список литературы

1. Прогнозирование кинетики потерь топлива при хранении в полимерных резервуарах / Ю.Н. Рыбаков, С.Н. Волгин, С.В. Ларионов [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2018. – № 2. – С. 142–146.

2. Бажайкин С.Г., Мухаметзянов Р.Р., Степанюгин А.В. Нормирование потерь нефтепродуктов в системе обеспечения аэропорта авиационным топливом // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2018. – № 2. – С. 142–146.

3. Коршак А.А., Коршак Ан.А. Метод прогнозирования потерь нефти и нефтепродуктов от «больших дыханий» за длительный период // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2018. – № 5. – С. 79–87.

4. Коршак А.А., Леонтьев С.А., Фоминых О.В. Снижение потерь углеводородов в системах сбора и подготовки скважинной продукции. – Тюмень: Тюменский индустриальный университета, 2019. – 95 с.

5. Абузова Ф.Ф., Сковородникова Т.К. Упрощенный метод расчета потерь нефтепродуктов от больших дыханий из наземных металлических резервуаров // Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. – 1967. – № 2. – C. 22–24.

6. Абузова Ф.Ф. Исследование потерь нефти и нефтепродуктов и эффективности средств сокращения их в резервуарах: дис. … д-ра техн. наук. –Уфа, 1977. – 334 с.

7. Мухамедьярова Р.А., Абузова Ф.Ф. Массоотдача от испаряющейся поверхности при насыщении газового пространства резервуара // Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. – 1981. – № 4. – С. 27–29.

8. Молчанова Р.А. Исследования по выбору типов резервуаров для хранения легкоиспаряющихся нефтепродуктов: дис… канд. техн. наук. – Уфа, 1981. – 168 с.

9. Мартяшова В.А., Хабибуллина С.С. Массоотдача при заполнении емкости «горячим» бензином // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. – 1977. – № 11. – С. 1–3.

10. Коршак С.А. Совершенствование методов расчета потерь бензинов от испарения из резервуаров типов РВС и РВСП: дис. ... канд. техн. наук. – Уфа, 2003. – 174 с.

11. Типовые расчеты при проектировании и эксплуатации нефтебаз и нефтепроводов / П.И.Тугунов, В.Ф.Новоселов, А.А.Коршак [и др.]. – Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2008. – 658 с.

12. Коршак А.А., Коршак С.А. Универсальный метод расчета суммарных потерь от «дыханий» резервуаров // Известия вузов «Нефть и газ». – 1999. – № 4. – С. 85–87.



Внимание!
Купить полный текст статьи (формат - PDF) могут только авторизованные посетители сайта.

Mobile applications

Read our magazine on mobile devices

Загрузить в Google play

Press Releases

03.03.2021
25.02.2021
16.02.2021