Резервуар для хранения легкоиспаряющихся жидкостей

 

Изобретение относится к строительству сооружений для хранения легкоиспаряющейся жидкости, например бензина и др. нефтепродуктов. Цель изобретения - снижение потерь легкоиспарякнцейся жидкости при хранении и материалоемкости. Новым является то, что внутри резервуара на поверхности его вертикально расположенных цилиндрических стенок расположены на некотором расстоянии друг от друга по винтовой линии пластины, изменяющие циркуляцию жидкости внутри резервуара таким образом, что разница температуры на границе жидкость - воздух снижается, что приводит к уменьшению потерь при хранении. 1 ил., 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 В 65 D 90/30, E 04 Н 7/06

kj --.;, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,"-1 ..

К А8ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4151058/31-13 (22) 18.07.86 (46) 30.06.88. Бюл. У 24 (71) Полтавский инженерно-строительный институт (72) В.Е.Ходурский, Д.В.Гузик и В.И.Яременко (53) 621.642.3(088.8) (56) Матюхин А.Н. Теплоизоляционные работы. М.: Высшая школа, 1975, с. 72. (54) РЕЗЕРВУАР ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ЛЕГКОИСПАРЯЮЩИХСЯ ЖИДКОСТЕЙ (57) Изобретение относится к строительству сооружений для хранения легкоиспаряющейся жидкости, например

„„SU„„1406073 А 1 бензина и др. нефтепродуктов. Цель изобретения — снижение потерь легкоиспаряющейся жидкости при хранении и материалоемкости. Новым является то, что внутри резервуара на поверхности его вертикально расположенных цилиндрических стенок расположены на некотором расстоянии друг от друга по винтовой линии пластины, изменяющие циркуляцию жидкости внутри резервуара таким образом, что разница температуры на границе жидкость — воздух снижается, что приводит к уменьшению потерь при хранении. 1 ил., 2 табл.

1406073

Изобретение относится к строительству резервуаров для хранения легкоиспаряющихся жидкостей, в частности к тепловой защите резервуаров от солнечных лучей.

Цель изобретения — снижение потерь легкоиспаряющейся жидкости при хранении и материалоемкости.

Конструктивное выполнение элементов резервуара позволяет создать винтовое движение жидкости у обогреваемой поверхности, благодаря чему происходит перемешивание нагретого пристенного слоя со всем объемом, что в свою очередь приводит к снижению потерь, а выполнение теплоизоляционного слоя в виде пластин — к снижению материалоемкости.

На чертеже изображена схема резер- 20 вуара.

Резервуар для хранения легкоиспаряющихся жидкостей содержит верти,кально установленный на фундаменте 1 корпус 2 с теплоизоляционным слоем, 25 выполненным в виде пластин 3, каждая из которых длинным боковым торцом ус-, тановлена внутри корпуса 2 по винтовой линии с образованием зазора между торцами соседних пластин. 30

Резервуар для хранения легкоиспаряющихся жидкостей работает следующим образом.

Внешняя стенка, нагреваясь от солнечных лучей, передает тепло бензину за счет теплопроводности. В результате конвекции нагретые слои подымаются, встречают преграду — винтовые пластины,- скользят по ним, создавая вращательное движение и переходят в более холодные слои, где и теряют свое тепло, поэтому в поверхностном слое температура возрастает гораздо медленнее, что и уменьшает испарение.

Винтовое движение жидкости у обогреваемой поверхности возникает в силу следующих причин. Пристенный слой жидкости у боковой поверхности резервуара, обращенной к солнцу, нагревается, при этом его плотность уменьшается и он всплывает вдоль греющей поверхности. Однако наклонные винтовые пластины препятствуют непосредственному подъему нагретой жидкости на поверхность резервуара. В результате взаимодействия подъемного конвектив- 55 ного потока жидкости с винтовыми пластинами возникает тангенциальная составляющая сил, приводящая пристенный слой жидкости но вращательное движение. Таким образом, в отличие от прототипа, где жидкость совершает чисто подъемное течение, в предложенной конструкции пристенный слой жидкости совершает подъемно-вращательное (винтовое) движение.

При винтовом характере течения пристенный слой жидкости, поднимающийся с нижних частей резервуара, не выходя наверх, попадает в затененную область, где разогрев жидкости прекращается. На теневом участке резервуара нагретая жидкость смешивается с более холодной.

Оребрение внутренней поверхности резервуара малочисленными (шаг более

200 мм) тонкостенными (5 = 1-2 мм) пластинами, не именхцими хорошего теплового контакта с боковой поверхностью, не может привести к заметному увеличению теплоотдачи к жидкости.

Известно, что оребрением можно заметно увеличить теплоотдачу к газам, а не к жидкостям.

Эффективность изобретения заключается в экономии материалов при возведении резервуаров и уменьшении потерь жидкости при хранении. Коэффициент эффективности установки вычислили по формуле

Мисп к Мисп,on, Мисп.оп е

M исп, к M исп. к где M — масса испарившейся жидисп. к кости контрольная (без применения закрылок), М,„„— масса испарившейся жидкости в резервуаре с применением закрылок.

Й Мис, к

А — коэффициент пропорциональности, S — площадь зеркальной поверхности жидкости, Р (t) - давление насыщения жидкости, 9

d< — время опыта.

Так как интенсивность испарения зависит от давления насыщения,, которое, в свою очередь, зависит от тем-. пературы, то ", М исп,к = АЯ Рз () йс. о о

Так как интервалы времени в обоих случаях одинаковы, то интеграл заменяем на сумму P (t) на всех промежут5 ках времени

1406073

25 з б

J AS Р) (t)di

Иисп on 1 о

К

Р э I

on ) 5 з 5

-- и — — = 1 — 0,88 = О, 12; или 12Х с з

1 =!

С целью проверки работоспособности предложенной конструкции были проведе-1р

4 йы испытания модели резервуара.

Испытательная установка представляла собой цилиндрический бак ф620 мм и высотой 450 мм из листовой стали

1 мм. Бак заполняли на высоту 15

400 мм, модельная жидкость - вода °

Имитация нагрева солнцем осуществлялась с помощью рефлектора с лампой накаливания мощностью 1 кВт, установленной на расстоянии 0,5 м от боковой 2О поверхности бака. Контроль температуры осуществлялся хромель-копелевыми термопарами в комплекте с потенциометром ПП-63 и спиртовыми термометрами. Измеряли температуру поверхностного слоя в пяти точках (по центру и у стенок по двум взаимно перпендикулярным диаметрам), а также на глубине 200 и 390 мм. Для контроля характера течения в жидкость насыпали д0 ворсинки, имевшие нулевую плавучесть.

Перед включением нагревателя воду выдерживали до комнатной температуры.

После включения нагревателя через каждые 2 мин (а далее через 5 мин) фиксировали значения температур в указанных точках резервуара (длительность опытов 1 ч). Опыты проведены в баке без винтовых пластин (прототип) и после установки винтовых плас- 4 о тин шириной 35 мм под углом 20 с шагом 100 мм.

Зависимость средней температуры поверхностного слоя жидкости от времени нагрева приведена в табл. 1 (среднее значение определяется как среднее арифметическое по измерениям температуры в пяти точках поверхности) . !

B табл. 2 приведены результаты измерения температуры различных слоев жидкости в баке через 50 мин после включения обогрева.

Анализ полученных экспериментальных данных показывает, что температура поверхностного слоя жидкости в опытах с предлагаемыми спиральными пластинами растет медленнее и для всех моментов времени оказывается ниже, чем в контрольных опытах.

Таким образом, использование предложенной конструкции позволяет снизить среднее во времени значение тем1 пературы зеркала жидкости в резервуарах, а следовательно, и скорость испарения жидкости.

Кроме того, снижение средней температуры жидкости в баке-модели свидетельствует о том, что установка ребер не приводит к увеличению нагрева.

Это объясняется тем, что скорость конвективного пристенного потока жидкости при установке ребер снижается, в результате происходит снижение коэффициентов конвективной теплоотдачи от стенки к жидкости, установка ребер снижает градиент температур в баке, что приводит к увеличению теплоотвода от бака к воздуху в затененных частях бака, а также в ночное время со всех частей бака. формула изобретения

Резервуар для хранения легкоиспаряющихся жидкостей, включающий вертикально расположенный на фундаменте металлический корпус с теплоизоляционным слоем, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь легкоиспаряющейся жидкости при хранении и материалоемкости, теплоизоляционный слой выполнен в виде пластин, каждая из которых расположена на внутренней поверхности корпуса по винтовой линии с образованием зазора между соседними пластинами.

1406073

Таблица I о

Температура поверхностного слоя, С

Устройство

8 10 15 20 25 50

0 1 2 4 6

22,0 26,9 29,2 31,3 33,0 34, 1 35,2 37,9 38,5 39, 1 43,0

Прототип

Предлагаемое (бак с пластинами) 22,0 24,2 25,6 26,8 27,9 28,7 29,6 31,3 32,0 33,9 39,7

Таблица2

Температура по объему бака, С обо- среднее грева- значение емой стенки

Устройство разность в цен- у протитре воположной стенки

Глубина 1-5 мм

45,6 43,2 40,3

43,0

5,3

Прототип

Модель

2,9

39,7

41,3 39,5 38,4

Глубина 200 мм

28,8 30 5 30,6

1,9

32,4

Прототип

Модель

0,4

31,5

321 306 317

Глубина 300 мм (у дна)

Прототип 25,3 25,0 24,9 25,1

0,4

0,0

Модель 23, 5 23,5 23, 5 23, 5

Среднее значение

Прототип 34,4 32,3 31,9

32, 9

32,3 31,5 31,2

1,3

31,6

Модель

1406073

Составитель С.Сивков

Техред Л.Сердюкова Корректор 0.Кравцова

Редактор Л.Веселовская

Заказ 3149/19 Тираж 664 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4