儲油罐的變位識別與罐容表標(biāo)定修定稿-免費(fèi)閱讀
【正文】 （4）運(yùn)用CAD作圖，使模型更為明了。對于問題二，先考慮油面與圓柱體左右兩底面都有交線的情形，再考慮只與圓柱體單一底面有交線的復(fù)雜情形，并將圓柱體部分，球冠體部分分開計(jì)算，然后進(jìn)行整合，得出儲油量和油面高度的一般關(guān)系式。因此，我們可以改進(jìn)偏轉(zhuǎn)角度的方法，以簡化尋找的難度。雖然計(jì)算值和實(shí)際值的誤差很小，但為了計(jì)算更準(zhǔn)確，更接近實(shí)際，我們對誤差隨監(jiān)測油位高度的變化進(jìn)行了多項(xiàng)式擬合，發(fā)現(xiàn)三次擬合效果最好。%,最小值為0，%。又在理論上，從到的累計(jì)出油為： 。因此對計(jì)算函數(shù)進(jìn)行平移修正為： （單位：m3）其中為待定系數(shù)。這兩部分體積我們分別形象地稱之為、。圖11中為油液面與左球冠體的交線和油液面與圓柱體左端面的交線的高度差，設(shè)d為球冠體球心到對應(yīng)圓柱體端面的距離，則d=r1=，由勾股定理：，所以可以得到和的關(guān)系式。由圖10可以看出變后油位探針監(jiān)測同一油位高度時(shí)，變位前的儲油量大于變位后的儲油量。同時(shí)，將對應(yīng)高度的實(shí)際值與計(jì)算值列入excel表中并并計(jì)算理論計(jì)算的儲油量與實(shí)際儲油量的差值，并算出理論計(jì)算的儲油量對實(shí)際儲油量的相對誤差。又柱體長度L=， 所以對于 Z0，對于Z處的油截面有，由此導(dǎo)出： 即：（ Z0）……⑶此時(shí)：從而得到h的范圍為：，即：。從圖7可以看出實(shí)際值和理論計(jì)算值的曲線吻合的比較好。則研究方法和問題一類似，也要分為三段，①油液面低于圓柱體部分右端最低點(diǎn)，②油液面高于圓柱體部分左端最高點(diǎn) 和③介于兩者之間的三段儲油量和油位高度的關(guān)系式。α 圖1 儲油罐正面示意圖 圖2 儲油罐縱向傾斜變位后示意圖圖3 儲油罐截面示意圖（b）橫向偏轉(zhuǎn)傾斜后正截面圖β地平線垂直線油位探針（a）無偏轉(zhuǎn)傾斜的正截面圖油位探針油位探測裝置3m α 圖3 儲油罐界面示意圖 圖4 小橢圓油罐截面示意圖三、 基本假設(shè)1. 假設(shè)油浮子始終處于水平狀態(tài)，并且油浮子的體積不記，視為質(zhì)點(diǎn)；2. 假設(shè)油位探針是固定的，不發(fā)生任何轉(zhuǎn)動(dòng)；3. 忽略外界因素對儲油罐內(nèi)部的影響并排除儲油罐的機(jī)械故障；4. 假設(shè)油位不受溫度、壓力等因素的影響；5. 假設(shè)油位探針檢測液位控制靈敏，罐容表標(biāo)定無誤；6. 假設(shè)儲油罐容器壁光滑平整，沒有凹凸現(xiàn)象；7. 忽略儲油罐內(nèi)各器件所占的體積。圖1是一種典型的儲油罐尺寸及形狀示意圖，其主體為圓柱體，兩端為球冠體。最后，本文對模型進(jìn)行了進(jìn)一步的討論和改進(jìn)，對問題二建議制定出不同的對應(yīng)儲油量體積增長的拐點(diǎn)的表，只要根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)利用二階差分近似求得拐點(diǎn)位置，只需查表即可得到。對于發(fā)生縱向傾斜后的橢圓型儲油罐，在油液面低于柱體右端最低點(diǎn)和高于左端最高點(diǎn)，及兩者之間，儲油量與油位高度有不同的關(guān)系式，因而我們分了三段積分處理，得出儲油量與油位高度的函數(shù)關(guān)系式。按照有關(guān)規(guī)定，需要定期對罐容表進(jìn)行重新標(biāo)定。得出的計(jì)算值與實(shí)際數(shù)據(jù)比較，進(jìn)行誤差分析，從而用線性擬合的方法對函數(shù)關(guān)系式進(jìn)行修正使其與實(shí)際值的誤差更小。這樣，就給加油站經(jīng)營管理帶來一些問題。（2）對于圖1所示的實(shí)際儲油罐，試建立罐體變位后標(biāo)定罐容表的數(shù)學(xué)模型，即罐內(nèi)儲油量與油位高度及變位參數(shù)（縱向傾斜角度a和橫向偏轉(zhuǎn)角度b ）之間的一般關(guān)系。將油量理論值和實(shí)際值比較而得到相對誤差B，并和誤差A(yù)進(jìn)行比較，檢驗(yàn)建立的函數(shù)關(guān)系式的正確性，并用所得的理論計(jì)算公式對變位前后儲油量同一高度儲油量進(jìn)行比較，從而得出罐體變位后對罐容表的影響以及油位高度間隔為1cm的罐容表標(biāo)定值。研究對于圖4的小橢圓型儲油罐，我們首先建立無變位時(shí)罐內(nèi)儲油量與油位高度的函數(shù)關(guān)系式。從而得出了未變位時(shí)小橢圓罐的罐容表每隔1cm的標(biāo)定值，程序見附件一（part2），結(jié)果見附件二(sheet2)，表二給出了罐容表的部分理論標(biāo)定值。把附件一工作表“傾斜變位進(jìn)油”油位高度一欄的數(shù)據(jù)代入公式⑷計(jì)算，得出儲油量的理論計(jì)算值，其計(jì)算的MATLAB程序見附件四。圖9表三油位高度/mm理論計(jì)算儲油量/L實(shí)際儲油量/L理論計(jì)算值實(shí)際值（理論計(jì)算值實(shí)際值）/實(shí)際值從以上對結(jié)果的分析可以知道，以上建立的函數(shù)關(guān)系式可以用來對罐體變位后儲油量的計(jì)算。從而問題一得到解決。 圖12 圖13油面法向量為,且油面過點(diǎn),由幾何關(guān)系（如圖13）有,故油面方程為:如圖13，分別為左、右端面的y軸坐標(biāo)值，又，則可得圓柱體部分儲油量為：，記為。即: :公式不變化,情形II:所有,同原公式帶入情形III（圖22）:: 由幾何關(guān)系,積分上限為：:公式不變化, 圖22 : 為0綜合以上三種情況可得：,2．體積函數(shù)的修正利用以上公式用Matlab計(jì)算體積，由于油罐開始標(biāo)記時(shí)并未發(fā)生偏轉(zhuǎn)（見題目的附件2），因此可認(rèn)為顯示高度與顯示體積即為兩種偏轉(zhuǎn)角皆為0時(shí)的對應(yīng)值。利用二分法的原理，對平面劃一范圍不斷四等份搜索偏轉(zhuǎn)角。利用附件十六的搜索數(shù)據(jù)（由原題提供的附表二計(jì)算得到）及附件十一提供的程序，循環(huán)10次，計(jì)算得：，將，代入修正后的體積計(jì)算公式與附表二提供的數(shù)據(jù)比較如圖2圖26，程序見附件十五。紅點(diǎn)為計(jì)算數(shù)據(jù)，藍(lán)叉為實(shí)際數(shù)據(jù)）圖26(一次性補(bǔ)充進(jìn)油后的數(shù)據(jù),紅點(diǎn)為計(jì)算數(shù)據(jù)，藍(lán)叉為實(shí)際數(shù)據(jù))表五顯示高度(m)實(shí)際數(shù)據(jù)(L)計(jì)算數(shù)據(jù)(
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