Рассчитать объём вытекшего мазута от момента обрыва трубы и до закрытия задвижки.

Question

Сколько горячего (100 град) мазута вытечет при обрыве трубы диаметром 89мм за 5 минут. Давление в трубопроводе постоянное 2 атм. Нужен примерный расчёт и как считается. Спасибо.

Answer 1

Закон сохранения энергии:
mv^2/2=F*L, где m - вес мазута, v - скорость течения мазута, F - сила течения, под градиентом давления, L - пройденный путь.
1. Определимся с весом мазута.
m=k*S*L, где k - величина плотности, S - площадь сечения, L - пройденный путь.
Посмотрим на плотность. Определим е согласно МИ 2092-90. Рекомендация. Государственная система обеспечения единства измерений. Масса мазута в цистернах железнодорожного маршрута. Методика выполнения измерений объемно-массовым методом (утв. ВНИИР 10. 09. 1990) по таблице 53В ИСО 91/1. Пусть в лабораторных условиях определили плотность мазута при 25 град. по Цельсию в 960 кг/м3. В горизонтальной строке таблицы находим интервал, в который умещается данное значение - это интервал (953. 4 - 963. 5) кг/м3. Находим разность значений плотности (960-953. 4) =6. 6 кг/м3. В вертикальном столбце (графа 10) находим значение плотности при 100 град. по Цельсию, оно равно 903. 1 кг/м3. Так как измеренное значение плотности выше, чем в таблице на 6. 6 кг/м3, то это значение стоит прибавить к найденному, тогда плотность при 100 град. по Цельсию составит 909. 7 кг/м3.
2. Площадь сечения составит: S=0. 785*d^2=0. 785* (0. 089) ^2=0. 00622 м2.
3. Движущая сила составит величину: F= (P-P0) *S, где Р=2 атм, Р0=1 атм.
4. Тогда получаем:
k*S*L*v^2/2= (P-P0) *S*L. v^2=2* (P-P0) /k. v= (2* (P-P0) /k) ^0. 5= (2*101300/909. 7) =15 м/с.
5. Объем вытекшего мазута составит за t=5 минут:
V=v*S*t=15*0. 00622*300=28 м3.

Answer 2

В данном случае, скорость потока мазута будет зависеть от его вязкости при данной температуре, а также от давления в трубопроводе. К сожалению, без этих данных точный расчет сделать сложно.