油罐容积计算.doc

油罐储油量的校核油罐容积与储油量在设计资料中，立式油罐和卧式油罐均只有最大容积数据，但没有容积与油罐内储油高度的对应关系；因此，油库的储油量经常估算不准，误差很大，不利于锅炉燃油消耗的分析、核算和监督。为了建立油罐高度与储油量的数学模式，实测了卧式油罐的直径（内径2.52m）、长度、两端球面封头等数据。同时，查找、核实了立式油罐的设计数据，经过精确、认真地计算（油位精确到0.01m），得到了油罐的高度与储油量的对应数据，并实测了#0轻柴油的密度（0.830.84t/m3），按0.84t/m3的密度计算，建立了油罐罐容表，经过一个月的实际检验，其误差在1.5%左右。50m3卧式油罐储油量的计算卧式油罐的储油量与其罐内储油高度的数学关系，是非线性函数。经查找资料和现场核实，建立了卧式油罐储油量与其油位的数学模式。该模式同样适用于类似容器容积的计算。卧式油罐主体外形见图，已知油罐圆柱体半径为R=1.26m，长度为L1=9.6m，油罐两端凸型封头最大长度均为L2=0.5m；一、油罐圆柱体部分容积V1的计算设油罐圆柱体油面宽度为2B，油面距罐顶高度为H；则油位为：2RH；油罐横截面积为：m=R2，设未储油部分的弓形截面积为m1，则储油部分的截面积为S=mm1；储油体积为：V1=SL11. 弓形截面积m1的计算：扇形面积S1=RL/2=R2/2，而=2(/2)ArcSin(RH)/R故：S1=(/2)ArcSin(RH)/RR2三角面积S2=2B(RH)/2= B(RH)由相交弦定律知：B2=H(RH) +R= H(2RH)得：B= H(2RH)1/2，则S2=(RH) H(2RH)1/2故：m1= S1S2=(/2)ArcSin(RH)/RR2(RH) H(2RH)1/22. 油罐圆柱体部分的储油体积V1=SL1=( mm1) L1=R2(/2)ArcSin(RH)/RR2(RH) H(2RH)1/2L1其中，R已知，V1仅与油面距罐顶高度H即变量油位有关。二、油罐两端凸型封头容积V2的计算凸型封头近似为球面封头，可简化为球缺体容积的计算。由于两端凸型封头对称，仅需计算一端即可。球缺体水平截面是弓形，其截面积的大小随油位的高低而变化，球缺体水平截面是同心圆，园心的垂直轴心线固定不变，圆心到球缺底线（即圆柱罐体的焊接线）的距离L3是一定值。已知球缺的最大长度L2和相应点的宽度(等于圆柱体的直径)，由相交弦定律可知：L2 (2L3L2)=R2，解之得：L3( R2L22)/2L21.3376 m，由此可知球体半径rL3L21.33760.51.8376 m而L4是随油位变化的变量。1. 球缺水平截面积m2的计算球缺的弓形水平截面，其面积为扇形面积与三角形面积之差。a) 计算扇形面积S3扇形面积S3=1RH2/2，而1=22，2ArcSin(L3/ RH)，RHL3L4在球缺体垂直截面图中可知：3ArcSin(RH)/ r，而Tan3(RH)/ RH，求得：RH(RH)/TanArcSin(RH)/ r故得：1=2 ArcSin(L3/ RH)= 2 ArcSinL3TanArcSin(RH)/ r /(RH)S31RH2/2=2 ArcSinL3TanArcSin(RH)/ r /(RH) RH 2/2 2 ArcSinL3TanArcSin(RH)/ r /(RH)(RH)/TanArcSin(RH)/ r2/2b) 计算三角面积S4三角面积S4=2 R1 L3 /2= L3 R1，在球缺体油平面截面图中可知：Tan2L3/ R1，故：R1= L3/ Tan2= L3/ Tan ArcSin(L3/ RH)= L3/ Tan ArcSinL3 TanArcSin(RH)/ r/ (RH) S4= L3 R1= L32/ Tan ArcSin L3 TanArcSin(RH)/ r/ (RH) c) 计算弓形面积m2弓形面积m2= S3S42. 计算球缺储油容积V2V2= 2m2(2RH)=2(S3S4)(2RH)S3、S4中仅有变量H即油位。三、卧罐容积V的计算整理如下：已知数据：R=1.26m，r1.8376m，L1=9.6m，L2=0.5m，L31.3376mR24.9876m2计算项目：VV1V2V1R2(/2)ArcSin(RH)/RR2(RH) H(2RH)1/2L1V2= 2(S3S4)(2RH)S32ArcSinL3TanArcSin(RH)/r/(RH)(RH)/TanArcSin(RH)/r2/2S4= L32/ Tan ArcSin L3 TanArcSin(RH)/ r/ (RH) 0#轻柴油密度化验为：=0.830.84t/m3，则卧式油罐储油量为：G=V (t)经过计算，将50m3卧式油罐容积与高度的对应关系整理为罐容表见下表（油位按0.05m分级）：50m3卧式油罐罐容表油位容积重量油位容积重量油位容积重量mm3tmm3tmm3t0.00 0.00 0.00 0.85 14.84 12.47 1.70 36.41 30.58 0.01 0.02 0.02 0.90 16.07 13.50 1.75 37.60 31.59 0.05 0.23 0.19 0.95 17.31 14.54 1.80 38.78 32.57 0.10 0.64 0.54 1.00 18.57 15.60 1.85 39.92 33.53 0.15 1.17 0.98 1.05 19.84 16.67 1.90 41.04 34.47 0.20 1.80 1.51 1.10 21.12 17.74 1.95 42.12 35.38 0.25 2.51 2.11 1.15 22.41 18.83 2.00 43.16 36.26 0.30 3.28 2.76 1.20 23.71 19.91 2.05 44.17 37.10 0.35 4.12 3.46 1.25 25.00 21.00 2.10 45.13 37.91 0.40 5.02 4.21 1.26 25.26 21.22 2.15 46.05 38.68 0.45 5.96 5.01 1.30 26.30 22.09 2.20 46.91 39.41 0.50 6.95 5.84 1.35 27.59 23.18 2.25 47.71 40.08 0.55 7.98 6.70 1.40 28.88 24.26 2.30 48.45 40.70 0.60 9.05 7.60 1.45 30.17 25.34 2.35 49.11 41.25 0.65 10.15 8.53 1.50 31.44 26.41 2.40 49.68 41.73 0.70 11.29 9.48 1.55 32.71 27.47 2.45 50.15 42.12 0.75 12.45