ГОСТ 34495-2018 Тракторы и машины сельскохозяйственные, работающие на газомоторном топливе. Требования безопасности при эксплуатации тракторов и машин сельскохозяйственных, работающих на сжиженном природном газе

Приложение В
(обязательное)

Расчет повышения давления в сосуде при бездренажном хранении сжиженного природного газа и допустимая степень заполнения криогенного топливного бака

Время повышения давления от начального до конечного значения (длительность бездренажного хранения) , ч, вычисляют по формуле

,                                            (В.1)

где - степень заполнения сосуда жидкостью;

- масса жидкости в сосуде, кг;

- теплоемкость жидкости, Дж/кг К;

- масса стенок сосуда, кг;

- теплоемкость материала стенки сосуда, Дж/кг·К;

- конечная равновесная температура жидкости, К;

- начальная равновесная температура жидкости, К;

- тепловой поток к сосуду, Вт.

Пример - Расчет времени, за которое давление в КТБ, заполненном СПГ, повысится до предельного значения, если объем бака 300 л (0,3 м), масса внутреннего сосуда 160 кг, материал - сталь 12Х18Н9Т, степень заполнения 0,85, теплоприток к баку 6 Вт, начальное давление в баке 0,1 МПа, рабочее давление 1 МПа, теплоемкость стали 12Х18Н9Т равна 300 Дж/(кг·К).

Из рисунка А.1 определяем температуры равновесной жидкости при давлениях 0,1 МПа и 1,0 МПа:

=111 К,

=148 К.

Определяем плотность жидкости при начальном давлении (рисунок А.2)

=424 кг/м

и массу жидкости в сосуде при полном заполнении

==424·0,3=127 кг.

Время повышения температуры от до вычисляем по формуле (В.1)

.

Таким образом, время бездренажного хранения полного бака составит около 24 сут, при этом давление в баке повысится до 10 бар (1 МПа).

Определим время, за которое давление в том же баке поднимется с 0,3 МПа до 1 МПа, если масса газа равна 42 кг (степень заполнения равна 0,3)