Изменение уровня жидкости в резервуаре при мгновенном изменении величины входного потока

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

• Введение
• 1. Теоретическая часть
• 2. Расчетная часть
• Заключение
• Список использованной литературы
• Введение
• В новом веке вопросам энергетической безопасности России уделяется все более серьезное внимание на всех уровнях законодательной и исполнительной власти. Особое ключевое место при этом занимает проблема повышения эффективности и безопасности хранения всей номенклатуры нефтепродуктов. Резервуары являются наиболее распространёнными хранилищами различных жидкостей и представляют собой герметично закрываемые или открытые, созданные искусственно стационарные емкости, наполняемые жидким, газообразным или другими веществом.
• История возникновения резервуаров в России связана с развитием Бакинской нефтяной промышленности. В 17 в. с увеличением добычи нефти в Баку начали возникать нефтяные склады. Первый стальной клепаный резервуар был построен в 1878 по проекту В.Г. Шухова и А.В. Бари. В 1935 впервые в России был сооружен металлический сварной резервуар емкостью 1000 мі. Этот прогрессивный метод сооружения приобрёл известность и позволил в дальнейшем перейти на индустриальный метод изготовления основных частей резервуаров. Емкость отдельных резервуаров, построенных в России, достигает до 100000 мі.
• За рубежом наряду со строительством металлических резервуаров емкостью до 100000 мі решается проблема хранения большого количества нефти, нефтепродуктов и сжиженных газов путем создания новых типов емкостей с использованием естественных и искусственных пустот в земной толще. Емкость отдельных резервуаров в соляных пластах и куполах достигает 1,5 млн. мі. Крупные хранилища обычно состоят из нескольких камер. Наблюдается тенденция строить резервуары значительных объемов с большим количеством камер. Сооружаются подземные изотермические хранилища для сжиженных газов. Глубина резервуаров, сооруженных в отложениях каменной соли, колеблется от 200 до 1200 м и определяется в зависимости от наиболее высокого ожидаемого давления паров нефтепродукта или сжиженного газа внутри емкости.
• В процессе проектирования резервуара на его эксплуатационные свойства могут активно влиять:
• ? достоверность в оценке уровня эксплуатационных нагрузок и внешних воздействий на объект;
• ? адекватность математических моделей, используемых для оценки прочности, устойчивости и работоспособности выбранных несущих и ограждающих конструкций резервуара;
• ? эффективный выбор конструкционных материалов.
• К наиболее существенным технологическим операциям с резервуарами относятся операции заполнения резервуаров и операции опорожнения.
• Опорожнение резервуара может рассматриваться как прямая гидравлическая задача, которая состоит в установлении связи между напором в резервуаре и расходом или скоростью струи, вытекающей через патрубки, присоединенные к отверстию в стенке или в днище резервуара.
• Распространенная в инженерной практике задача расчета истечения жидкости из резервуара через патрубки, состоит в установлении связи между напором в резервуаре и расходом или скоростью струи, вытекающей через патрубки, присоединенные к отверстию в стенке или в днище резервуара.
• Поэтому исследование утечки из патрубка имеет большое значение для практики.
• Объект исследования - жидкость в резервуаре.
• Предмет исследования - изменение уровня жидкости при мгновенном изменении величины входного потока.
• Целью и основной задачей данной работы является построение переходной характеристики объекта при условии мгновенного изменения величины входного потока, которая адекватно описывает поведение жидкости и позволяет строить высокоточные краткосрочные прогнозы для значений ее уровня.
• 1. Теоретическая часть
• На объектах транспорта, хранения нефти и нефтепродуктов, в процессе технологических операций, возникает необходимость в применении резервуарных парков, являющиеся технологическим объектом нефтеперекачивающих станций [9].
• Резервуары являются основными сооружениями нефтебаз. На территории нефтебазы или перекачивающей станции по противопожарным соображениям резервуары, как правило, размещают группами.
• Резервуары являются ответственными инженерными сооружениями и классифицируются:
• - по материалу, из которого они изготовлены - металлические, железобетонные, земляные, синтетические и в горных выработках;
• - по типу конструкции - вертикальные цилиндрические (РВС) со стационарными покрытиями разнообразной геометрической формы, с плавающими крышами, горизонтальные цилиндрические с плоскими и пространственными днищами (РГС), каплевидные, шаровые, резервуары-цилиндроиды, прямоугольные и траншейные;
• - по величине избыточного давления в паровом пространстве - резервуары низкого (не более 200 мм. вод. столба) и резервуары высокого (более 200 мм. вод. столба) давления;
• - по назначению - резервуары для хранения мало-, высоковязких и нефтепродуктов, резервуары-отстойники, резервуары-смесители, резервуары специальных конструкций для хранения сжиженных нефтяных газов с высоким давлением насыщенных паров.
• В зависимости от высотного расположения по отношению к планировочной отметке строительной площадки резервуары делят на наземные, подземные и полуподземные.
• На нефтебазах и перекачивающих станциях в основном применяют стальные (РВС имеют емкость от 100 до 100 тыс. мі, РГС - от 3 до 200 мі) и железобетонные (типа ЖБР) резервуары различных конструкций.
• Резервуары должны быть герметичными для хранящихся нефтепродуктов и их паров, простой формы, долговечными, дешевыми. Выбор типа резервуара для хранения продукта в первую очередь зависит от величины упругости его паров.В нефтяной промышленности, в частности, применяются стальные резервуары Шухова. Впервые в мировой практике В.Г. Шухов показал, что оптимальной конструктивной формой резервуара является цилиндрическая. Простейшее и всем известное свойство круга -- минимальный периметр при данной площади -- стало источником колоссальной экономии металла и значительного уменьшения веса сооружений. «Обыкновенный тип железного резервуара, -- писал изобретатель, -- представляет собой тело цилиндрической формы с плоским днищем, покоящимся на основании, и с конической или тоже плоской крышей. Стены резервуара образуются рядом колец, склепанных из листового железа; нижнее кольцо соединяется с днищем с помощью угольника. Верхнее кольцо оканчивается также угольником, который служит опорой для стропил крыши».
• Резервуар Шухова -- цилиндрическое хранилище из листов стали для нефти, нефтепродуктов и других жидкостей высотой и диаметром более трёх метров, с тонким днищем на песчаной подушке и ступенчатой толщиной стенок, отличающееся минимальными затратами стали при заданном объёме.
• Резервуары Шухова отличаются простотой и экономичностью конструкций и монтажа.
• Шухов стандартизировал основные типоразмеры резервуаров, благодаря чему в России по его чертежам только до 1917 года было построено более 20 тысяч резервуаров-нефтехранилищ. Современные цилиндрические резервуары-нефтехранилища и сейчас строятся по основным принципам, разработанным В. Г. Шуховым.
• Резервуары изготавливаются из стали поясами в рулонном или полистном исполнении. Обычно РВС изготавливается с внутренним объёмом от 400мі до 50000 мі. Для меньших объемов производят резервуары горизонтальные стальные РГС, при больших объемах используют группу резервуаров. Группу резервуаров, сосредоточенных в одном месте, называют резервуарным парком.
• По типу расположения резервуары принято делить на надземные и подземные, вертикальные и горизонтальные. Также резервуары могут быть двухстенными и многокамерными, то есть состоящими из двух и более камер.
• На рис.1 показана конструктивная схема однокамерного резервуара для хранения нефтепродуктов и дополнительного оборудования.
• Рис.1. Конструктивная схема резервуара для хранения нефтепродуктов
• В конструкции резервуаров для хранения предусмотрены:

2. Расчетная часть