Опорожнение одиночной цистерны под давлением

Цель работы: Исследовать влияние избыточного давления в цистерне на скорость ее опорожнения и определение коэффициента расхода сливного трубопровода при опорожнении под давлением согласно ниже приведенным формулам.

Одним из способов сокращения времени слива нефтепродуктов из железнодорожных цистерн является создание избыточного давления в цистерне. Для этой цели под герметично закрытую горловину цистерны вводят под избыточным давлением воздух, который нагнетается компрессором по специальному воздухопроводу, уложенному вдоль фронта слива цистерн. Воздухопровод имеет по длине отводы, снабженные вентилем. Воздух из воздухопровода подается в цистерну через гибкий шланг, подключенный к отводу.

Теоретически время слива из железнодорожной цистерны определяется решением дифференциального уравнения:

, (4.1)

где - переменный уровень нефтепродукта в цистерне, м;

- время, с;

- текущий расход через сливной патрубок, м³/с;

- площадь зеркала нефтепродукта в цистерне, м ².

В (4.1) значение может быть записано как

, (4.2)

где - коэффициент расхода сливной коммуникации (сливного патрубка);

- площадь конечного сечения сливной коммуникации, м ²;

, (4.3)

где - разность отметок между начальным и конечным сечением сливной коммуникации, м;

или - давление над поверхностью нефтепродукта в емкости и в конечном сечении сливной коммуникации, Н/м ²;

- плотность нефтепродукта, кг/м³;

- ускорение силы тяжести, м/с².

Условие работы:

Насосом 14 цистерна 1 (Рис.2.1) заполняется водой из водопроводной сети через вентиль 4 при открытом вентиле 3 для выпуска воздуха. Затем открывают вентиль на сливном трубопроводе 6 и замеряется время опорожнения цистерны. Опять заполняется цистерна водой до верхней ее образующей и при закрытых вентилях на напорной линии компрессором 13 закачивается воздух в горловину цистерны при давлении 0,1 атм. Открыв вентиль на сливном трубопроводе, замеряют время истечения воды из цистерны под давлением, которое в процессе истечения поддерживается постоянным. Аналогичные измерения повторяются при давлении 0,3 ат. и 0,5 ат.