Турбулентный режим истечения

Если слив из цистерны происходит при турбулентном режиме течения (параметр Рейнольдса >2000), то время слива определяется по формуле:

, (11.4.1)

где F-эллиптический интеграл первого рода; Е-эллиптический интеграл второго рода.

Эллиптические интегралы F и Е берутся при модуле и амплитуде . Значения τ₀, а и b определяются по формулам, приведенным в табл. 11.18.

В формулах приняты следующие обозначения:

m - коэффициент расхода; f - площадь поперечного сечения трубопровода; d-диаметр сливного трубопровода; D₁ - диаметр котла цистерны; D₂ - диаметр горизонтального резервуара-приемника; L₁ - длина котла цистерны; L₂ - длина горизонтального резервуара-приемника; F₂ - площадь зеркала нефтепродукта в вертикальном резервуаре – приемнике.

Время слива при турбулентном режиме истечения можно определить по упрощенной формуле:

, 11.4.2)

где k_с–коэффициент, определяемый по графику (рис. 11.1).

Коэффициент расхода при сливе под уровень жидкости определяется по формуле:

; (11.4.3)

при сливе в атмосферу через сливной трубопровод или непосредственно через патрубок коэффициент расхода

, (11.4.4)

где l-коэффициент гидравлического сопротивления; l-длина трубопровода; d-диаметр трубопровода; Sz-сумма коэффициентов местных сопротивлений трубопровода и сливного прибора.

Рис. 11.1. Кривая зависимости коэффициента k_с от k.

Коэффициент гидравлического сопротивления l при турбулентном режиме истечения изменяется в сравнительно узких пределах. Поэтому определение коэффициента расхода производится в следующем порядке. Так как истечение нефтепродукта из цистерны при турбулентном режиме происходит, как правило, в области действия закона Блазиуса, задаются значением l в пределах 0,017-0,042 и подставляют в формулу. Затем определяют начальную w_н и конечную w_к скорости истечения нефтепродукта из цистерны по формулам:

, (11.4.5)

где z⁰₂ - возможный уровень нефтепродукта над концом сливного трубопровода в резервуаре – приемнике в начале слива; z_2k - тот же уровень в конце слива.

По найденным скоростям истечения определяют начальное и конечное значения параметра Рейнольдса, и по формуле Блазиуса подсчитывают λ_н и λ_к. Принятая в начале величина l должна соответствовать среднеарифметическому λ_н и λ_к.

Когда слив нефтепродукта начинается при наличии z⁰₂, значение Н – уменьшается на эту величину.

Значения коэффициентов местного сопротивления при турбулентном режиме можно принимать по табл. 11.16.

Таблица 11.16

Коэффициенты местных сопротивлений при турбулентном режиме

Гидравлическое сопротивление шлангов учитывается в формуле для потери напора коэффициентом λ_шл=0,10.