基于积分法的储油罐位置与油位高度对应关系研究

基于积分法的储油罐位置与油位高度对应关系研究

对于储油罐不发生变化的情况，采用积分法计算储油高度和储量的适当关系，并使用实验数据进行验证和改进。然后，在倾斜角=4.1的垂直变水平角的情况下，在五个步骤中确定储油量和油位的对应关系，然后根据实验数据确定所有关系的性质，最终得到符合实际情况的模型。1.罐容表的标定对于加油站中的地下储油罐,需要采用流量计和油位计来测量进、出油量与罐内油位高度等数据如图1所示,并通过预先标定的罐容表进行计算,进而得到罐内油位高度和储油量的变化情况[1~3]。由于许多储油罐在使用一段时间后,罐体的位置发生变化如图2所示,从而导致罐容表发生改变如图3所示[4~5]。为便于分析假设储油罐位置变化后不会发生形变,注油口和出油管的体积忽略不计,不考虑温度、压强对储油量容积的影响,将储油罐两端视为平底如图2所示。2.小椭圆油罐内油位高度与储油量对应关系2.1将储油罐倾斜液高H变换为垂直罐底的液高H1,再将H1转换为水平状态下的液高H2。(1)罐内油位高度与储油量对应关系模型由图4和图5可知,小椭圆油罐总容积为:通过积分运算得小椭圆油罐内油位高度与储油量的对应关系式为:D2表示小椭圆油罐截面的长轴长;L表示小椭圆油罐长度;H表示小椭圆油罐内的油位高度;2.3小椭圆型储油罐罐体倾斜角为α=4.1°的纵向变位(1)罐内油位高度与储油量对应关系模型第一阶段:液面未触及油浮子由于油位高度H=0,最大储油量为0.008m3,可以忽略不计。因此,不考虑此阶段油位高度与储油量对应关系。第二阶段:液面触及油浮子,但未没过罐底该阶段油位高度H的范围为0≤H≤0.18,将(2)式代入(3)式,通过积分运算得到小椭圆油罐内油位高度与储油量的对应关系式为:式中,D1表示小椭圆油罐截面的长轴长;L表示小椭圆油罐长度;V表示小椭圆油罐车内的储油量;H2表示在同等储油量的条件下罐体由倾斜状态转换为水平状态后的油位高度;第三阶段:液面没过罐底,但未触及罐顶由图11可知,BE=H,OK=x,GK=h。那么BF=BEcosα=Hcosα,EF=BEsinα=Hsinα,EF=2.04-EF-OK=2.04-Hsinα-x,GK=BF-EFtanα=Hcosα-2.04tanα-Hsinαtanα-xtanα通过积分运算得倾斜角为α=4.1°的纵向变位的储油罐内的油量的装载容积公式为式中,α表示小椭圆型储油罐的倾斜角。第四阶段:液面触及罐顶,但油浮子未达到最高点由于油位高度H的范围为1.17≤H≤1.2,最大相对储油量为0.007m3,可以忽略不计。因此,不考虑此阶段油位高度与储油量对应关系。第五阶段:油浮子达到最高点之后该阶段油位高度为H=1.2,由于该阶段与第二阶段互补,故用总储油量减去第二阶段中的储油量,即可得到该阶段的小椭圆油罐内油位高度与储油量的对应关系式为:式中,D1表示小椭圆油罐截面的长轴长;D2表示小椭圆油罐截面的长轴长;α表示小椭圆型储油罐的倾斜角;H2表示在同等储油量的条件下罐体由倾斜状态转换为水平状态后的油位高度;V表示小椭圆油罐车内的储油量。3.模型的计算和校正3.1小椭圆储油罐稳定性实验根据所建立的模型,容易得到某一油位高度所对应的储油量的理论值,并与小椭圆储油罐无变位的实验数据作比较,得到相对误差量,结果如表一所示:由表1可知,最大相对误差量为0.066011,这表明理论值与实际值相差很少,在误差允许的范围内是可以接受的。3.2表中的测量根据所建立的模型,计算得出罐体变位后油位高度间隔为1cm的罐容表标定值,具体结果如表二所示:4.储油罐无变位角度的修正利用矩形面积等于梯形面积,可以得出:将其代入(1)中,得到:2.2小椭圆型储油罐罐体无变位模型建立小椭圆型储油罐罐体相当于一个椭圆柱体,示意图如下所示:由图8知,椭圆公式为式中,D1表示小椭圆油罐截面的长轴长;V表示小椭圆油罐车内的储油量;k表示乘法因子,取0.978。D2表示小椭圆油罐截面的长轴长;k表示乘法因子。H表示小椭圆油罐内的油位高度;V表示小椭圆油罐车内的储油量;D1表示小椭圆油罐截面的长轴长;D2表示小椭圆油罐截面的长轴长;k表示乘法因子;本文对于储油罐无变位的情况,运用积分法推导出油位高度与储油量的对应关系式;然后,对于罐体倾斜角为α=4.1°的纵向变位的情况,从五个阶段分别建立油位高度与储油量的对应关系式,并根据实验数据对所建立的所有关系式进行检验和改进,最终得到符合实际情况的模型。对于储油罐变位识别