3.2 Расчет длины ж/д эстакады

Длину железнодорожной эстакады рассчитываем по следующей формуле:

, (8)

где L_Э - длина железнодорожной эстакады.

а_i - число цистерн по типам, входящих в маршрут.

к - число цистерн в маршруте.

l_i - длина цистерн, различных типов по осям автосцепления (для цистерны грузоподъёмности 60 тонн l_i= 12,02м ([1], стр. 18, табл. 1.2).

Для слива светлых нефтепродуктов выбираем комбинированную двустороннюю эстакаду на 12 постов с 3 коллекторами:

коллектор №1 – 2 цистерны Аи-80 и 2 цистерна Аи-92 ;

коллектор №2 – 2 цистерны Аи-95 и 2 цистерны Аи-98;

коллектор №3 – 2 цистерны ДТЛ и 2 цистерны ДТЗ

L_Э =0,5∙12∙12,02 = 72,12 м.

Для слива темных нефтепродуктов выбираем комбинированную двустороннюю эстакаду на 18 постов с 2 коллекторами:

коллектор №1 –9 цистерны с нефтью;

коллектор №2 - 2 цистерны стопочным мазутом 100 и 2 с топочным мазутом 40

Индивидуальные сливные устройства №1-5 по одной цистерны масел: М-14Г₂, М-14В₂, МС-14, Т-22, Т-46.

L_Э = 0,5∙18∙12,02 = 108,18 м.

Осуществляется нижний слив нефтепродуктов.

Установки для нижнего слива и налива нефтепродуктов шарнирно – сочлененного исполнения выпускают 3-х типов: УСН – без подогрева, УСПН – с подогревом; УСНПЭ – с электроподогревом. Условные проходы патрубков: 150, 175, 200, 250 и 300 мм. В настоящее время разработаны и выпускаются установки нижнего слива и налива нефтепродуктов типов АСН-7Б, АСН-8Б и СПГ-200.

Установки АСН-7Б применяются для слива и налива маловязких нефтепродуктов. Установка АСН-8Б оборудована паровой рубашкой, позволяющей подогревать сливаемый продукт и пропаривать внутреннюю полость сливного прибора цистерны в зимнее время. Эти устройства применяются для слива и налива вязких нефтепроводов.

Для слива светлых нефтепродуктов принимаем установку АСН-7Б; для слива темных нефтепродуктов и масел – АСН-8Б.

4 Расчет времени слива нефтепродуктов из железнодорожных цистерн

Расчет времени слива для светлых нефтепродуктов проводим при температуре самой холодной пятидневки года (-28°С [7], для мазутов, нефти – при температуре перекачки (+8°С) ; масел – при соответствующей температуре перекачки.

1. Сливное устройство АСН - 7Б имеет следующие размеры:

h – расстояние от оси коллектора до нижней образующей котла цистерны.

h = h_l+h₂+h₃, (9)

h=.,

где h_l =0,6 м – длина сливного патрубка цистерны;

h₂=0,315 м – длина присоединительной головки;

h₃ =0,541 м – расстояние от присоединительной головки до оси коллектора.

2. Находим площадь поперечного сечения сливного патрубка

, (10)

,

где d=0,212 м – внутренний диаметр сливного патрубка.

3. Для Аи-80 находим расчетную вязкость при данной температуре

_{Значения коэффициентов}

_{, (11)}

.

_{, (12)}

.

_{, (13)}

_,

,

где ν_т – расчетная кинематическая вязкость, мм²/с;

ν₁, ν₂ – кинематическая вязкость при абсолютных температурах Т₁, Т₂, мм²/с;

a, b – эмпирические коэффициенты.

Таблица 9 – Расчет кинематической вязкости нефтепродуктов

Тип нефтепродукта	ν1, мм2/с	T1,К	ν2, мм2/с	T2,К	Тр, К	b	а	ν, мм2/с
автобензин Аи-80	0,64	283	0,58	293	245	-3,57	7,96	1,04
автобензин Аи-92
автобензин Аи-95
автобензин Аи-98
дизельное топливо ДЛ	8	283	6	293	245	-3,63	8,88	38,55
дизельное топливо ДЗ	7	283	5	293	245	-4,49	10,95	49,70
топочный мазут 100	118	353	50	373	318	-3,55	9,37	1014,82
топочный мазут 40	57,7	353	30	373	303	-3,11	8,18	695,84
нефть	45	290	32	295	281	-5,34	13,38	91,59
масло моторное М-14В2	120	323	14	373	303	-4,00	10,36	488,04
масло моторное М-14г2	120	323	14	373	303	-4,00	10,36	488,04
масло авиационное МС-14	9,6	323	14	373	303	0,98	-2,44	8,23
масло турбинное т-22	35,2	313	23	323	288	-3,90	9,93	141,62
масло турбинное т-46	35,2	313	23	323	288	-3,90	9,93	141,62

4. Находим число Рейнольдса

, (14)

5. При Re>10000 значение коэффициента расхода определяется по формуле

, (15)

6. При Re<10000 определяем число Рейнольдса при 5% заполнение цистерны

(16)

По полученным значениям чисел Рейнольдса для полной и заполненной на 5% цистерны определяем коэффициенты расхода по рисунку 6.

Средний коэффициент расхода определяется по формуле:

(17)

Рисунок 6 – Коэффициент расхода патрубков сливных приборов железнодорожных цистерн и средств герметизации слива

где 1– универсальный сливной прибор по данным З.И.Геллера; 2– универсальный сливной прибор по данным ВНИИСПТнефть; 3– сливной прибор Утешинского по данным З.И.Геллера; 4 – сливной прибор Утешинского по данным ВНИИСПТнефть; 5 – универсальный сливной прибор по данным В.М. Свистова;

6 – сливной прибор Утешинского по данным В.М. Свистова; 7 – установка АСН-7Б; 8 – установка УСН - 175М; 9 – установка УСН-175 с действующим монитором; 10 – установка СЛ-9.

7. Находим время полного слива цистерны с бензином

, (18)

где D=2,8 м – диаметр котла цистерны;

L=10,31 м – длина котла цистерны.

Если производится закрытый слив нефтепродуктов, необходимо ввести поправочный коэффициент в зависимости от отношения h/D

Рисунок 7–График зависимости поправочного коэффициентаот отношения

(19)

Аналогично произведем расчет времени слива остальных нефтепродуктов. Сведем полученные результаты в таблицу 10.

Таблица 10 - Расчет времени слива

Тип нефтепродукта	υ, мм2/с	Rе100%	μ1	Rе5%	μ2	μ0	τ0, с	τ, мин.
1	2	3	4	5	6	7	8	9
автобензин Аи-80	1,04	1860394,1	0,775	-	-	0,775	531,76	5,32
автобензин Аи-92
автобензин Аи-95
автобензин Аи-98
дизельное топливо ДЛ	38,55	50248,2	0,770	-	-	0,770	535,55	5,36
дизельное топливо ДЗ	49,70	38982,6	0,768	-	-	0,768	536,68	5,37
топочный мазут 100	1014,8	1909,0	0,653	1169,0	0,270	0,462	923,10	9,23
топочный мазут 40	695,8	2784,0	0,687	1704,9	0,290	0,489	852,41	8,52
нефть	91,59	21151,9	0,762	-	-	0,762	542,27	5,42
масло моторное М-14В2	488,04	3969,5	0,711	2430,8	0,315	0,513	803,26	8,03
масло моторное М-14г2	488,04	3969,5	0,711	2430,8	0,315	0,513	803,26	8,03
масло авиационное МС-14	8,23	235452,7	0,774	-	-	0,774	532,69	5,33
масло турбинное т-22	141,62	13679,6	0,755	-	-	0,751	548,47	5,48
масло турбинное т-46	141,62	13679,6	0,755	-	-	0,751	548,47	5,48