油罐容積計(jì)算

油罐儲(chǔ)油量的校核油罐容積與儲(chǔ)油量在設(shè)計(jì)資料中，立式油罐和臥式油罐均只有最大容積數(shù)據(jù)，但沒有容積與油罐內(nèi)儲(chǔ)油高度的對(duì)應(yīng)關(guān)系；因此，油庫(kù)的儲(chǔ)油量經(jīng)常估算不準(zhǔn)，誤差很大，不利于鍋爐燃油消耗的分析、核算和監(jiān)督。為了建立油罐高度與儲(chǔ)油量的數(shù)學(xué)模式，實(shí)測(cè)了臥式油罐的直徑(內(nèi)徑2.52m)、長(zhǎng)度、兩端球面封頭等數(shù)據(jù)。同時(shí)，查找、核實(shí)了立式油罐的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)精確、認(rèn)真地計(jì)算(油位精確到0.01m)，得到了油罐的高度與儲(chǔ)油量的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)，并實(shí)測(cè)了#0輕柴油的密度(~m3)，按m3的密度計(jì)算，建立了油罐罐容表，經(jīng)過(guò)一個(gè)月的實(shí)際檢驗(yàn)，其誤差在％左右。50m3臥式油罐儲(chǔ)油量的計(jì)算臥式油罐的儲(chǔ)油量與其罐內(nèi)儲(chǔ)油高度的數(shù)學(xué)關(guān)系，是非線性函數(shù)。經(jīng)查找資料和現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)，建立了臥式油罐儲(chǔ)油量與其油位的數(shù)學(xué)模式。該模式同樣適用于類似容器容積的計(jì)算。臥式油罐主體簡(jiǎn)圖臥式油罐主體簡(jiǎn)圖臥式油罐主體外形見圖，已知油罐圓柱體半徑為R=1.26m，長(zhǎng)度為L(zhǎng)】=9.6m，油罐兩端凸型封頭最大長(zhǎng)度均為L(zhǎng)2=0.5m；一、油罐圓柱體部分容積V1的計(jì)算設(shè)油罐圓柱體油面寬度為2B，油面距罐頂高度為H；則油位為：2R-H；油罐橫截面積為：m=nR2，設(shè)未儲(chǔ)油部分的弓形截面積為m1,則儲(chǔ)油部分的截面積為S=m-m1；儲(chǔ)油體積為：V1=SL1弓形截面積叫的計(jì)算：扇形面積S1=RL/2=0R2/2，而缶2{(n/2)-ArcSin[(R-H)/R]}故：S]={(n/2)-ArcSin[(R-H)/R]}R2三角面積S2=2B(R-H)/2=B(R-H)由相交弦定律知：B2=H[(R-H)+R]=H(2R-H)得：B=[H(2R-H)]1/2，則S2=(R-H)[H(2R-H)]1/2故：m】=S1-S2={(n/2)-ArcSin[(R-H)/R]}R2-(R-H)[H(2R-H)]1/2油罐圓柱體部分的儲(chǔ)油體積

V]=SL]=(m—mJL]={nR2—{(n/2)—ArcSin[(R—H)/R]}R2—(R—H)[H(2R—H)]i/2)L1其中，R已知，V1僅與油面距罐頂高度H即變量油位有關(guān)。二、油罐兩端凸型封頭容積V2的計(jì)算凸型封頭近似為球面封頭，可簡(jiǎn)化為球缺體容積的計(jì)算。由于兩端凸型封頭對(duì)稱，僅需計(jì)算一端即可。球缺體水平截面是弓形，其截面積的大小隨油位的高低而變化，球缺體水平截面是同心圓，園心的垂直軸心線固定不變，圓心到球缺底線(即圓柱罐體的焊接線)的距離l3是一定值。已知球缺的最大長(zhǎng)度l2和相應(yīng)點(diǎn)的寬度(等于圓柱體的直徑)，由相交弦定律可知：L2(2L3+L2)=R2，解之得：L3=(R2—L22)/2L2=1.3376m，由此可知球體半徑r=L3+L2=+=1.8376m而L4是隨油位變化的變量。球缺水平截面積m2的計(jì)算球缺軸心線球缺底線油位線-\/球缺底線^—4I II球缺軸心線球缺底線油位線-\/球缺底線^—4I II球缺體垂直截面球缺體油平面截面球缺體垂直截面球缺體油平面截面球缺的弓形水平截面，其面積為扇形面積與三角形面積之差。計(jì)算扇形面積S3扇形面積S3=01Rh2/2，而01=n—202，02=ArcSin(L3/RH)，RH=L3+L4在球缺體垂直截面圖中可知：03=ArcSin[(R—H)/r]，而Tan03=(R—H)/RH，求得：RH=(R—H)/TanArcSin[(R—H)/r]故得：0j=n—2ArcSin(L3/RH)=n—2ArcSin{L3TanArcSin[(R—H)/r]/(R—H)}S3=01RH2/2=[n—2ArcSin{L3TanArcSin[(R—H)/r]/(R—H)}]RH2/2=[n—2ArcSin{L3TanArcSin[(R—H)/r]/(R—H)}]X{(R—H)/TanArcSin[(R—H)/r]}2/2計(jì)算三角面積S4三角面積S4=2R1L3/2=L3R1，在球缺體油平面截面圖中可知：Tan02=L3/R1，故：Rj=L3/Tan02=L3/TanArcSin(L/RH)=L3/TanArcSin{L3TanArcSin[(R—H)/r]/(R—H)}S4=L3R1=L32/TanArcSin{L3TanArcSin[(R—H)/r]/(R—H)}c)計(jì)算弓形面積m2弓形面積m2=S3-S4計(jì)算球缺儲(chǔ)油容積V2V2=2m2(2R-H)=2(S3-S4)(2R-H)S3、S4中僅有變量H即油位。三、臥罐容積V的計(jì)算整理如下：已知數(shù)據(jù)：R=1.26m,r=1.8376m,L1=9.6m,L2=0.5m,L3=1.3376mnR2=4.9876m2計(jì)算項(xiàng)目：V=V1+V2V]={nR2—{(n/2)-ArcSin[(R-H)/R]}R2-(R-H)[H(2R-H)]1/2)L1V2=2(S3-S4)(2R-H)S3=[n-2ArcSin{L3TanArcSin[(R-H)/r]/(R-H)}]X{(R-H)/TanArcSin[(R-H)/r]}2/2S4=L32/TanArcSin{L3TanArcSin[(R-H)/r]/(R-H)}0#輕柴油密度化驗(yàn)為：P=~m3,則臥式油罐儲(chǔ)油量為：G=PV(t)經(jīng)過(guò)計(jì)算，將50m3臥式油罐容積與高度的對(duì)應(yīng)關(guān)系整理為罐容表見下