Приложение Е (обязательное). Определение длительности процесса и расхода газа на отогрев внутреннего сосуда криогенного бака

Приложение Е
(обязательное)

Определение длительности процесса и расхода газа на отогрев внутреннего сосуда криогенного бака

Е.1 Длительность отогрева t_G, с, внутреннего сосуда БКТ при постоянном значении расхода греющего газа вычисляют по формуле

,

(Е.1)

где - масса стенки внутреннего сосуда, кг;

- теплоемкость материала стенки сосуда, Дж/;

- температура газа, поступающего на отогрев, K;

, - начальная и конечная температуры стенки при отогреве, K;

G - расход газа, кг/с;

- изобарная теплоемкость газа, Дж/;

- коэффициент теплоотдачи от стенки к газу, Вт/, значения которого при естественной конвекции представлены на рисунке Е.1;

- поверхность внутреннего сосуда, м².

Рисунок Е.1 - Значения коэффициента теплоотдачи при естественной конвекции для метана

Общий расход греющего газа на отогрев сосуда M_G, кг, вычисляют по формуле

.

(Е.2)

Пример - Расчет длительности отогрева и расхода природного газа на отогрев БКТ объемом 290 дм³, если масса внутреннего сосуда 95 кг, поверхность внутреннего сосуда 2,9 м², материал сосуда - сталь 12X18Н9Т теплоемкостью 300 Дж/, начальная температура сосуда 120 K, температура газа для отогрева 320 K, расход газа на отогрев 0,003 кг/с, давление газа в сосуде в процессе отогрева поддерживается на уровне 0,1 МПа.

По рисунку Е.1 определяем значение коэффициента теплоотдачи  = 13,6 Вт/.

По формуле (Е.1) вычисляем

.

Количество газа на отогрев вычисляем по формуле (Е.2)

.

Таким образом, криогенный топливный бак возможно отогреть примерно за 2 ч. Количество метана на отогрев составит 20,4 кг или около 5 баллонов объемом 40 дм³ каждый с давлением 15 МПа.