Избыточное внутреннее давление емкости

Понятие о внутреннем избыточном давлении

Внутренним избыточным давлением называется разность давлений внутри и снаружи здания на одном и том же уровне.

Величина избыточного давления может быть как положительной величиной, так и отрицательной. Рассмотрим как изменяется давление по высоте здания (рис. 1)

Для плоскости 1-1 избыточное давление будет равно

Рис. 1. Изменение внутреннего избыточного давления внутри цеха

Для плоскости 2-2 внутреннее давление будет

где — плотность воздуха при средней температуре воздуха в помещении, кг/м 3 .

Средняя температура воздуха в помещении

Наружное давление для плоскости 2-2

От величины давления внутри цеха в плоскости 2-2 отнимем величину давления снаружи цеха в той же плоскости; тогда получим величину избыточного давления в плоскости 2-2

Таким образом, если под влиянием тепловых избытков в какой-нибудь плоскости внутри цеха имеется избыточное давление Р_изб, то во всякой плоскости, лежащей на Н₁ м ниже, избыточное давления уменьшается на величину .

Определим избыточное давление в плоскости 3-3.

Наружные давления в плоскости 3-3

Давление воздуха внутри здания

Избыточное давление внутри цеха в плоскости 3-3

т.е. во всякой вышележащей плоскости избыточное давление увеличивается на величину .

Для расчета естественного воздухообмена в цехе под действием гравитационных сил следует пользоваться таким правилом: внутреннее избыточное давление по направлению вверх от любой горизонтальной плоскости увеличивается, а по направлению вниз — уменьшается на величину .

Если избыточное давление в какой-то плоскости больше нуля, то через отверстие воздух будет выходить наружу. Если избыточное давление меньше нуля, то наоборот, воздух будет поступать в помещение, а если оно равно нулю, то движение воздуха через отверстие прекратится. Плоскость, в которой внутреннее избыточное давление равно нулю, носит название нейтральной зоны (плоскости).

ПРИМЕР РАСЧЁТА ВНУТРЕННИХ, НАРУЖНЫХ И ИЗБЫТОЧНЫХ ДАВЛЕНИЙ

Промежуточная 245 мм колонна. Глубина её спуска Н = 4000 м, высота подъёма цементного раствора плотностью 1910 кг/см 3 h = 1000 м. После цементирования колонны при дальнейшем бурении под спуск 168мм эксплуатационной колонны на глубине L = 4500 м должен быть вскрыт продуктивный газовый горизонт с пластовым давлением Р_пл = 85 МПа с коэффициентом сжимаемости газа z_cp = 0,98, температурой T_L = 403° К, Т_у =303° К, Т_ср = 353° К и относительной плотностью по воздуху 0,8. Первая 324мм промежуточная колонна спущена на глубину 2500 м. Плотность жидкости между 324 и 245 мм колоннами 1,78 г/см 3 . В интервале 2600 — 2700 м водяной пласт с пластовым давлением Р_пл = 37,5 МПа; 3700 — 3750 м водяной пласт Р,_и = 63,0 МПа.

Расчёт внутренних давлений

Определим максимальное внутреннее давление при закрытом устье после открытого фонтанирования по формулам (14.2) — (14.4):

При z = H = 4000 m;S= 10 4 0,8* (4450 — 4000) = 0,036;

При z = 0; S= 10 4 0,8- (4450 — 0) = 0,356 или

S- 0,03415′ 0,8- (4450-0)/ 0,98′ 353 = 0,351;

е=(2 + 0,356 ) / (2 — 0,356 ) = 1,433;

2. Определим минимальное внутреннее давление при фонтанировании скважины газом с глубины 4450 м у башмака 245 мм технической колонне z = 4000м при Р_у = 0,5 МПа и свободном дебите Q = 2000000 м’/сут по форму- ле (14.11)

Решаем относительно Р₂ и получим Р₂ = 64,7 кгс/см .

3. Определим максимальное внутреннее давление при окончании цементирования по формуле при z = 0.

при z = 4000м по формуле

В процессе углубления скважины из-под 245 мм обсадной колонне максимальное внутренне давление рассчитывается по формуле:

Расчёт наружных давлений

1. Наружное давление при окончании цементирования 245 мм колонны: 1. Наружное давление после ОЗЦ

2. Наружное давление против первого водяного пласта в интервале 2550 — 2750 м принимаем равным пластовому — 37,5 МПа, а против второго в интервале 3650 — 3800 м равным 63,0 МПа.

Результаты расчётов представляют в виде эпюры внутренних и наружных давлений.

Расчёт избыточных давлений

Избыточное наружное и внутреннее давления определяются как разность между наружным и внутренним давлениями для одного и того же момента времени при всех работах, проводимых в скважине в процессе её углубления и опробования, вплоть до окончания её эксплуатации.

Пример расчёта внутренних, наружных и избыточных давлений.

Промежуточная 245мм колонна. Глубина её спуска Н- 4000 м, высота подъёма цементного раствора плотностью 1910 кг/см 3 h= 1000 м. После цементирования колонны при дальнейшем бурении под спуск 168мм эксплуатационной колонны на глубине L — 4500 м должен быть вскрыт продуктивный газовый горизонт с пластовым давлением Р_пл = 85 МПа с коэффициентом сжимаемости газа z_cp = 0,98, температурой T_L = 403° К, T_v =303 Т) К, Т_ср = 353° К и относительной плотностью по воздуху 0,8 Первая 324мм промежуточная колонна спущена на глубину 2500 м. Плотность жидкости между 324 и 245 мм колоннами 1,78 г/см 3 . В интервале 2600 — 2700 м водяной пласт с пластовым давлением Р_1и — 37,5 МПа; 3700 — 3750 м водяной пласт Р,_и — 63,0 МПа.

Расчёт внутренних давлений

Определим максимальное внутреннее давление при закрытом устье после открытого фонтанирования по формулам (14.2) — (14.4):

При z = Н= 4000 м; 5 = 10 л 0,8- (4450 — 4000) = 0,036. е = (2 +0,036)/(2 -0,036) = 1,04.

При z = 0 S = 10″ 4 *0,8* (4450 — 0) = 0,356 или 5 = 0,03415- 0,8- (4450-0)/ 0,98- 353 = 0,351. e s = (2 + 0,356 ) / (2 — 0,356 ) = 1,433.

2. Определим минимальное внутреннее давление при фонтанировании скважины газом с глубины 4450 м у башмака 245 мм технической колонне z = 4000 м при Р_у = 0,5 МПа и свободном дебите Q = 2000000 м 3 /сут по формуле (14.11)

Решаем относительно Р₂ и получим Р₂ = 64,7 кгс/см 2 .

3. Определим максимальное внутреннее давление при окончании цементирования по формуле при z = 0

при z = 4000м по формуле

В процессе углубления скважины из-под 245 мм обсадной колонне максимальное внутренне давление рассчитывается по формуле:

Расчёт наружных давлений

1. Наружное давление при окончании цементирования 245 мм колонны:

1. Наружное давление после ОЗЦ

2. Наружное давление против первого водяного пласта в интервале 2550 — 2750 м принимаем равным пластовому — 37,5 МПа, а против второго в интервале 3650 — 3800 м равным 63,0 МПа.

Результаты расчётов нередко представляют в виде эпюры внутренних и наружных давлений.

Давление абсолютное, избыточное, вакуум

Числовое значение давления определяется не только принятой системой единиц, но и выбранным началом отсчета. Исторически сложились три системы отсчета давления: абсолютная, избыточная и вакуумметрическая (рис.2.2).

Рис. 2.2. Шкалы давления. Связь между давлением абсолютным, избыточным и вакуумом

Абсолютное давление отсчитывается от абсолютного нуля (рис. 2.2). В этой системе атмосферное давление . Следовательно, абсолютное давление равно

.

Абсолютное давление всегда является величиной положительной.

Избыточное давление отсчитывается от атмосферного давления, т.е. от условного нуля. Чтобы перейти от абсолютного к избыточному давлению необходимо вычесть из абсолютного давления атмосферное, которое в приближенных расчетах можно принять равным 1ат:

.

Иногда избыточное давление называют манометрическим.

Вакуумметрическим давлением или вакуумом называется недостаток давления до атмосферного

.

Избыточное давление показывает либо избыток над атмосферным, либо недостаток до атмосферного. Ясно, что вакуум может быть представлен как отрицательное избыточное давление

.

Как видно, эти три шкалы давления различаются между собой либо началом, либо направлением отсчета, хотя сам отсчет может вестись при этом в одной и той же системе единиц. Если давление определяется в технических атмосферах, то к обозначению единицы давления (ат) приписывается ещё одна буква, в зависимости от того, какое давление принято за «нулевое» и в каком направлении ведется положительный отсчет.

— абсолютное давление равно 1,5 кг/см 2 ;

— избыточное давление равно 0,5 кг/см 2 ;

— вакуум составляет 0,1 кг/см 2 .

Чаще всего инженера интересует не абсолютное давление, а его отличие от атмосферного, поскольку стенки конструкций (бака, трубопровода и т.п.) обычно испытывают действие разности этих давлений. Поэтому в большинстве случаев приборы для измерения давления (манометры, вакуумметры) показывают непосредственно избыточное (манометрическое) давление или вакуум.

Единицы давления. Как следует из самого определения давления, его размерность совпадает с размерностью напряжения, т.е. представляет собой размерность силы, отнесенную к размерности площади.

За единицу давления в Международной системе единиц (СИ) принят паскаль — давление, вызываемое силой , равномерно распределенной по нормальной к ней поверхности площадью , т.е. . Наряду с этой единицей давления применяют укрупненные единицы: килопаскаль (кПа) и мегапаскаль (МПа):

; ; .

В технике в настоящее время в некоторых случаях продолжают применять также техническую МКГСС (метр, килограмм-сила, секунда, а) и физическую СГС (сантиметр, грамм, секунда) системы единиц. Используются также внесистемные единицы — техническую атмосферу и бар:

Не следует также смешивать техническую атмосферу с физической , которая все ещё имеет некоторое распространение в качестве единицы давления:

93.79.221.197 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

Закрытые резервуары с избыточным давлением

Рис. 3.7. Измерение уровня жидкости в закрытом резервуаре с избыточным давлением. Справа — фланцевый датчик давления

В закрытых резервуарах давление над жидкостью Р_и ^ оказывает влияние на результат измерения. Поэтому избыточное давление необходимо подать на датчик давления путем соединения статической полости «А» датчика с объемом резервуара над жидкостью (рис.3.7, а). При этом предполагается отсутствие конденсата над контролируемой жидкостью

Для процессов, где невозможно избежать обильного образования и накопления конденсата в трубе, соединяющей датчик с объемом над жидкостью, предлагается использование схем подключения датчика с уравнительным сосудом и соединительной трубкой, заполненных жидкостью. Плотность жидкостей в резервуаре и уравнительном сосуде должна быть одинаковой.

При измерении уровня в аппаратах, находящихся под давлением, применяют схемы, приведенные на рис. 3.8, а я б. Уравнительный сосуд в этом случае устанавливают на высоту, соответствующую максимальному значению уровня /?_тах, и соединяют с аппаратом. Статическое давление Р в аппарате поступает в обе импульсные трубки, поэтому измеряемый перепад давления АР можно представить в виде

При И = О АР = АР щах, а при h = h_mm АР = 0.

Как следует из уравнения (3.7), шкала измерительного прибора уровнемера будет обратной.

Рис. 3.8. Схемы установки датчиков давления (а) и датчиков разности давлений в закрытых резервуарах под давлением СС использованием разделительных сосудов

В рассмотренных схемах могут быть установлены дифманометры с унифицированным токовым или пневматическим сигналом.

Если жидкость, заполняющая резервуар, агрессивна, то подключение дифманометра к резервуару осуществляется через разделительные сосуды, заполненные нейтральной жидкостью.

Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Резервуары для хранения нефтепродуктов под давлением

Вертикальные цилиндрические резервуары просты по конструкции и довольно экономичны по расходу металла на единицу объема (от 44 до 18 кг/м ) по сравнению с резервуарами других тииов. Однако они рассчитаны на рабочее давление до 2000 Па и разрежение 250 Па, а при специальной конструкции днища и кровли на давление до 5000 Па и разрежение 700 Па. Поэтому хранение в этих резервуарах светлых нефтепродуктов (бензина, керосина), а также нестабилизированных нефтей связано с большими потерями ценных нефтепродуктов вследствие малых и больших дыханий . Для сокращения потерь нефтепродуктов вертикальные цилиндрические резервуары снабжают плавающими, металлическими понтонами, применяют плавающие пористые маты из полимерных материалов и др. [c.292]

Резервуары для хранения нефтепродуктов с повышенным давлением насыщенных паров, нефтеналивные суда, железнодорожные и автомобильные цистерны [c.43]

ГОСТ 17032—71 устанавливает типы и основные размеры стальных сварных горизонтальных резервуаров объемом от 5 до 100 м3 и рабочим давлением до 0,07 МПа, предназначенных для наземного и подземного хранения нефтепродуктов. Максимально допустимое заглубление (расстояние от поверхности земли до верха обечайки) при подземном хранении—1,2 м. [c.44]

Резервуары различаются также по расчетному давлению. Предназначенные для хранения темных нефтепродуктов резервуары рассчитаны на- давление 200 Па (20 мм вод. ст.). Хранение светлых нефтепродуктов должно осуществляться в резервуарах [c.45]

Хранение нефтепродуктов под избыточным давлением позволяет полностью ликвидировать потери от малых дыханий и частично от больших дыханий . Оптимальное избыточное давление в резервуаре зависит от физико-химических свойств хранимого нефтепродукта и условий окружающей среды и в каждом конкретном случае должно определяться расчетом. Исходя из величины потерь и технико-экономического обоснования, применяют ту или иную конструкцию резервуара. В типовых стандартных резервуарах могут храниться нефтепродукты под избыточным давлением 2 кПа (200 мм вод. ст.). При необходимости хранения нефтепродукта под более высоким давлением используются резервуары специальных конструкций — каплевидные, сферические, горизонтальные цилиндрические. [c.61]

Целесообразно внедрять резервуары с цилиндрическими днищами для хранения нефтепродуктов под избыточным давлением до 0,07 МПа. [c.79]

Каплевидные резервуары (сфероиды), названные так из-за внешней формы, напоминающей форму капли жидкости на не смачиваемой плоскости, применяют для хранения нефтепродуктов, характеризующихся высоким давлением паров (до 0,2 МПа). Общий вил резервуара показан на рис. 3.6. Форма оболочкового каплевидного резервуара обеспечивает одинаковое напряжение растяжения во всех кольцевых и меридиональных сечениях, что обуславливает экономичность конструкции. Однако технологический процесс их изготовления сложный, поэтому они не получили широкого распространения. [c.31]

Резервуары повышенного давления наиболее экономичны для длительного хранения нефтепродуктов при небольшой их оборачиваемости (не более 10—12 раз в год). К числу резервуаров повышенного давления от- [c.6]

Выполненные экспериментальные исследования имели целью проверить действительную работу резервуаров новой конструкции, рассчитанных на хранение нефтепродуктов под повышенным избыточным давлением, определить допустимые величины избыточного давления и вакуума для резервуаров различных объемов и разработать предположения по их внедрению в народное хозяйство. [c.64]

Резервуары повышенного давления. В нашей стране построены и находятся в эксплуатации резервуары повышенного давления нескольких типов. В табл. 36 приведены основные параметры резервуаров повышенного давления, рациональная область которых — длительное хранение нефтепродуктов с оборачиваемостью не более 8—10 раз в течение года. Их применяют для сокращения потерь при малых дыханиях» и от солнечной радиации. [c.190]

Для хранения нефтепродуктов с высокой упругостью паров иод давлением используются шаровые и каплевидные резервуары. [c.317]

Т и т к о в В. И. Резервуары для хранения нефтепродуктов под давлением. Гостоптехиздат, 1954. [c.570]

Резервуары, предназначенные для хранения бензина и дизельного топлива, должны быть исправными, герметичными и оборудованы дыхательными клапанами. Герметизация резервуаров и другой тары для хранения нефтепродуктов является основным условием сокращения потерь от испарения. Если бензин хранится в резервуаре емкостью 10 м без крышки горловины, то среднегодовые потери от испарения достигают 2,7%. Герметичная установка крышки горловины даже без дыхательного клапана сокращает потери до 0,4%- А если резервуар закрыт герметично и снабжен дыхательным клапаном, поддерживающим в газовом пространстве резервуара избыточное давление 0,25 кгс/см , то бензин почти совсем не испаряется. [c.51]

Горизонтальные резервуары предназначены для хранения нефтепродуктов с плотностью до 900 кг/м . Они обычно рассчитываются на внутреннее давление до 0,4 кгс/м и на вакуум до 0,1 м вод. ст. В резервуарах допускается повышение избыточного давления до 0,7 кгс/м , но при условии применения повышенного контроля сварных швов. [c.112]

Горизонтальные цилиндрические резервуары предназначены для хранения нефтепродуктов под избыточным давлением до 70 кПа (7000 мм вод. столба). Резервуары имеют простую форму, транспортабельны по железной дороге, что ограничивает диаметр до 3,25 м. В отдельных случаях диаметр резервуара может доходить до 4,0 м. Наибольшее распространение получили резервуары для нефтепродуктов объемом 5, 10, 25, 50, 75 и 100 м . Горизонтальные резервуары могуг быть надземного и подземного расположения. Здесь рассматриваются только надземные резервуары, опирающиеся на две опоры. [c.11]

Днища резервуаров, предназначенных под налив, выполняют плоскими, а для хранения нефтепродуктов под давлением до [c.285]

Резервуары для хранения нефтепродуктов под давлением [c.116]

Для хранения нефтепродуктов при более высоких давлениях применяют резервуары следующих конструкций [c.116]

В табл. 5.3—5.5 приводятся сведения о типовых стальных вертикальных резервуарах со щитовой кровлей вместимостью 100— 5000 м , емкостях для хранения нефтепродукто под давлением, горизонтальных емкостях для работы под давлением до 70 кПа. [c.499]

Для хранения нефтепродуктов, характеризующихся высоким давлением паров (до 0,2 МН/м2), возможно применение каплевидных резервуаров, названных так из-за внешней формы, напоминающей форму капли жидкости на несмачнваемой плоскости. Общий вид такого резервуара показан на рис. 1У-7, Форма оболочк кап- [c.111]

Кагитевидные резервуары (сферовды), названные так из-за внешней формы, напоминающей фор ог капли жидкости на неамачиваемой плоскости, применяют для хранения нефтепродуктов, характеризующихся высоким давлением паров (до 0,2 Ша). Общий вид резервуара показан па рис. 3.6. Форма оболочки каплевидного резервуара. [c.25]

При длительном хранении нефтепродуктов (не более 10-12 раз оборачиваемости в год) целесообразно применение резервуаров повышенного давления типа ДИСИ (Днепропетровского инженерно-строительного института) и Гибрид», запроектированного ЦНИИпроектстальконструк-цией. Оба типа резервуаров имеют торосферическую кровлю. Резервуары типа ДИСИ прошли детальное испытание и эксплуатируются под избыточным давлением. Резервуары объемом 400 и 700 м рассчитаны на избыточное давление 0,015-0,02 МПа и разрежение (вакуум) 0,0005- [c.16]

Горизонтальные цилиндрические резервуары предназначены для хранения нефтепродуктов, сжиженных газов и других жидкостей (табл. 2) под избьрточным давлением 0,04 МПа при плоских днищах и 0,07 МПа при конических днищах. Разработаны проекты резервуаров объемом 3, 5, 10, 25, 50, 75 и ЮОм (рис. 7). [c.18]

Для хранения нефтепродуктов наиболее широко применяются (см. п. 1.2) вертикальные цилиндрические резервуары, сферические резервуары и газгольдеры. Вертикальные цилиндрические резервуары проектируются в соответствии с установившимся нормальным рядом объемов в диапазоне от 100 до 30 ООО м . В ряде случаев разрабатываются специальные резервуары объемом свыше 30 ООО м . Согласно СНиП 2.09.03-85, резервуары относят к конструкциям первой (10 ООО м3 и более) и второй (до 5000 м ) групп. Для их изготовления обычно применяются стали марок ВСтЗ, 09Г2С, 16Г2АФ. Основными нагрузками в таких резервуарах являются давление столба жидкости, незначительное избыточное давление (2 кПа) или вакуум (0,25 кПа), ветровые нагрузки. [c.249]

Радикальной мерой борьбы с потерями бензинов и других легких нефтепродуктов является сооружение герметизированных резервуаров усовершенствованных конструкций — с плавающими крышами, с дышашими крышами, резервуаров для хранения нефтепродуктов под давлением — горизонтальных, шаровых м сфероидальных. Кроме того, целесообразно предусматривать [c.426]

Вертикальные цилиндрические стальные резервуары (РВС) с плоским дниш ем и слегка конической кровлей (уклон 1 20) имеют емкость от 100 до 5000 м . Осваивается сооружение сварных резервуаров этого типа емкостью 10, 20 и 30 тыс. м . Вертикальные цилиндрические резервуары просты по конструкции и довольно экономичны но расходу металла на единицу емкости (от 44 до 18,2 кг/ж ) но сравнению с резервуарами других типов. Однако они рассчитаны на рабочее давление до 200 мм вод. ст. и разрежение 25 мм вод. ст. Поэтому хранение в этих резервуарах светлых нефтепродуктов бензина, керосина), а также нестабилизированных нефтей связано большими потерями ценных нефтепродуктов вследствие малых и больших дыханий. Тем не менее резервуары этого тина являются наиболее расиространенным типом хранилищ. [c.221]

Диски-отражатели прошли приемочные испытания и рекомендованы к применению. [ Резервуары повышенного давления. Для хранения легкоиспаряющихся нефтепродуктов, в частности авиа- и автобензинов, под избыточным давлением используют резервуары повышенного давления (каплевидные, шаровые, резервуары ДИСИ и др.). Хранение нефтепродуктов в таких резервуарах дает возможность при работе 4 99 [c.99]

При небольщой разности давлений внутри аппарата и вне его герметичность может быть достигнута применением гидравлических затворов. Высота затвора определяется разностью давлений между герметизируемой и внешней средой и плотностью уплотняющей жидкости. Для гидравлических затворов используют тяжелые высококипящие жидкости нефтяные масла, глицерин, но чаще применяют воду. Гидравлические затворы устанавливают, например, в мокрых газгольдерах для герметизации чаши, в электролизных ваннах, в стальных цилиндрических резервуарах для хранения нефтепродуктов (гидравлические предохранительные клапаны) и во многих других аппаратах. За гидравлическими затворами нужно постоянно наблюдать, не допускать их ЗЗ грязнения, снижения в них рабочего уровня, замерзания жидкости, иначе их защитное действие пре- кращается. [c.52]

Смотреть страницы где упоминается термин Резервуары для хранения нефтепродуктов под давлением: [c.484] [c.128] [c.10] [c.52] [c.120] [c.282] [c.48] [c.586] [c.72] [c.166] [c.687] [c.282] [c.172] Смотреть главы в: