Резервуар для хранения легкоиспаряющихся жидкостей

(50 4 В 65 Р 90/30, Е 04 Н 7/06 МА(; -"ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,("3К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУр ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54) РЕЗЕРВУАР ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ЛЕГКОИСПАРЯЮЩИХСЯ ЖИДКОСТЕЙ(57) Изобретение относится к строительству сооружений для хранения легкоиспаряющейся жидкости, например ЯО 1406073 Д 1 бензина и др. нефтепродуктов. Цельизобретения - снижение потерь легкоиспаряющейся жидкости при хранениии материалоемкости, Новым являетсято, что внутри резервуара на поверхности его вертикально расположенныхцилиндрических стенок расположены нанекотором расстоянии друг от другапо 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.Изобретение относится к строительству резервуаров для хранения легкоиспаряющихся жидкостей, в частностик тепловой защите резервуаров от солнечных лучей.Цель изобретения - снижение потерь легкоиспаряющейся жидкости прихранении 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 15в свою очередь приводит к снижениюпотерь, а выполнение теплоизоляционного слоя в виде пластин - к снижениюматериалоемкости.На чертеже изображена схема резервуара.Резервуар для хранения легкоиспаряющихся жидкостей содержит верти,кально установленный на фундаменте 1корпус 2 с теплоизоляционным слоем, 25выполненным в виде пластин 3, каждаяиз которых длинным боковым торцом ус-,тановлена внутри корпуса 2 по винтовой линии с образованием зазора междуторцами соседних пластин. 30Резервуар для хранения легкоиспаряющихся жидкостей работает следующимобразом,Внешняя стенка, нагреваясь от солнечных лучей, передает тепло бензинуза счет теплопроводности. В результате конвекции нагретые слои подымаются, встречают преграду - винтовыепластины,- скользят по ним, создаваявращательное движение и переходят вболее холодные слои, где и теряютсвое тепло, поэтому в поверхностномслое температура возрастает гораздомедленнее, что и уменьшает испарение,Винтовое движение жидкости у обогреваемой поверхности возникает в силу следующих причин, Пристенный слойжидкости у боковой поверхности резервуара, обращенной к солнцу, нагревается, при этом его плотность уменьшается и он всплывает вдоль греющей поверхности. Однако наклонные винтовыепластины препятствуют непосредственному подъему нагретой жидкости на поверхность резервуара. В результатевзаимодействия подъемного конвективного 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 прекращаетсяНа теневом участке резервуара нагретая жидкость смешивается с более холодной,Оребрение внутренней поверхности резервуара малочисленными (шаг более 200 мм) тонкостенными ( Р = 1-2 мм) пластинами, не именкцими 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 формулеК М ксп к МиспОпМ исп, ОпаМ исп, к М исп. к где М - масса испарившейся жидисп,ккости контрольная (безприменения закрылок) фМ- масса испарившейся жидкости в резервуаре сприменением закрылок.а м,п, к ВЗРЗИИ".эА - коэффициент пропорциональности,8 - площадь зеркальной поверхности3жидкости,Р (1) - давление насыщения жидкости,с 1 - время опыта.Так как интенсивность испарения зависит от давления насыщения, которое, в свою очередь, зависит от тем-. пературы, то сМисп,к =АЯР 5 (С)с 1 с. 3оОТак как интервалы времени в обоих случаях одинаковы, то интеграл заменяем на сумму Р (с) на всех промежут 3ках времени) АБ Р) (е)(ГМисп оп, оК -- -й - .1Рэ иоп ) оз 5 = и -- = 1 - Оф 88 = 0,12; или 123с 51 =С целью проверки работоспособности предложенной конструкции были проведейы испытания модели резервуара.Испытательная установка представляла собой цилиндрический бак ф 620 мм и высотой 450 мм из листовой стали1 мм, Бак заполняли на высоту 15 400 мм, модельная жидкость " водаИмитация нагрева солнцем осуществлялась с помощью рефлектора с лампой накаливания мощностью 1 кВт, установленной на расстоянии 0,5 м от боковой 20 поверхности бака. Контроль температуры осуществлялся хромель-копелевыми термопарами в комплекте с потенциометром ППи спиртовыми термометрами. Измеряли температуру поверхно стного 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 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 Оо 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) .В 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 температуры 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, о т л и ч а ю щ и й с я 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.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 ПрототипПредлагаемое (бак спластинами) 22,0 24,2 25,6 26,8 27,9 28,7 29,6 31,3 32,0 33,9 39,7 Т а б л и ц а 2 О Температура по объему бака, С обо- в цен- у среднее грева- тре во значение емой ной с и стенки ГлубиУстройство разность протиположтенк на 1-5 40, 43 5,6 4 Прото1406073Составитель С.СивковТехред Л.Сердюкова Корректор О.Кравцова Редактор Л.Веселовская Заказ 3149/19 Тираж 664 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5