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1、儲油罐的變位識別與罐容表標(biāo)定摘要隨著工業(yè)革命的來臨，人們逐步機(jī)器生產(chǎn)代替手工業(yè)制造，燃油也成為了熱門話題.儲油罐作為加油站常用的貯存設(shè)施，對油品在不同液面高度時(shí)的貯油量進(jìn)行精確的計(jì)量變得尤為重要，燃油灌的變位識別與罐容表的標(biāo)定可以對油位計(jì)量管理系統(tǒng)需要進(jìn)行定期校正，以提高其測量準(zhǔn)確度.本文為了研究儲油罐的變位識別與罐表標(biāo)定，通過參照臥式儲油罐罐容表的工作原理，以及縱向傾斜對罐容表的影響，再利用實(shí)際檢測數(shù)據(jù)建立三個(gè)模型進(jìn)行求解.首先，為解決罐體無變位和變位后罐內(nèi)油位高度與儲油量的關(guān)系.分別建立變位前后有為高度與儲油量的關(guān)系模
2、型（未變位模型與變位后模型，其中變位后分三種情況），通過MATLAB積分得到V和H的關(guān)系式，再結(jié)合Excel附件表格以高度間隔為1cm的前提分析變位前后的有關(guān)出油量，并求出了差值研究出油罐體變位后使得儲油量增長了大概100L—200L；再者，借鑒變位后模型建立問題二的模型，同樣通過積分求出罐內(nèi)儲油量V與油位高度H及縱向傾斜角度a和橫向偏轉(zhuǎn)角關(guān)系式，然后用擬合和最小二乘法粗略估計(jì)參數(shù)a和.從而用軟件算出以高度間隔為10cm為前提的罐容表標(biāo)定值.根據(jù)excel附件表格2的相關(guān)數(shù)據(jù)，雖然模型求解的結(jié)果與實(shí)際有誤差，但誤差在允許范
3、圍，說明我們的模型建立是正確的.關(guān)鍵詞：臥式儲油罐積分法差值最小二乘法標(biāo)定油品體積40一、問題重述1.1背景資料與條件通常加油站都有若干個(gè)儲存燃油的地下儲油罐，并且一般都有與之配套的“油位計(jì)量管理系統(tǒng)”，采用流量計(jì)和油位計(jì)來測量進(jìn)/出油量與罐內(nèi)油位高度等數(shù)據(jù)，通過預(yù)先標(biāo)定的罐容表（即罐內(nèi)油位高度與儲油量的對應(yīng)關(guān)系）進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算，以得到罐內(nèi)油位高度和儲油量的變化情況.許多儲油罐在使用一段時(shí)間后，由于地基變形等原因，使罐體的位置會發(fā)生縱向傾斜和橫向偏轉(zhuǎn)等變化（以下稱為變位），從而導(dǎo)致罐容表發(fā)生改變.按照有關(guān)規(guī)定，需要定期對罐容
4、表進(jìn)行重新標(biāo)定.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.圖2是其罐體縱向傾斜變位的示意圖，圖3是罐體橫向偏轉(zhuǎn)變位的截面示意圖.（1）為了掌握罐體變位后對罐容表的影響，利用如圖4的小橢圓型儲油罐（兩端平頭的橢圓柱體），分別對罐體無變位和傾斜角為a=4.10的縱向變位兩種情況做了實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如附件1所示.請建立數(shù)學(xué)模型研究罐體變位后對罐容表的影響，并給出罐體變位后油位高度間隔為1cm的罐容表標(biāo)定值.（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
5、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.請利用罐體變位后在進(jìn)/出油過程中的實(shí)際檢測數(shù)據(jù)（附件2），根據(jù)你們所建立的數(shù)學(xué)模型確定變位參數(shù)，并給出罐體變位后油位高度間隔為10cm的罐容表標(biāo)定值.進(jìn)一步利用附件2中的實(shí)際檢測數(shù)據(jù)來分析檢驗(yàn)?zāi)銈兡Ｐ偷恼_性與方法的可靠性.如圖油油浮子出油管油位探測裝置注油口檢查口地平線2m6m1m1m3m油位高度圖1儲油罐正面示意圖油位探針40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油位探針α地平線圖2儲
6、油罐縱向傾斜變位后示意圖油油浮子出油管油位探測裝置注油口檢查口水平線(b)小橢圓油罐截面示意圖α油油浮子出油管油位探針注油口水平線2.05mcm0.4m1.2m1.2m1.78m(a)小橢圓油罐正面示意圖圖4小橢圓型油罐形狀及尺寸示意圖401.2需要解決的問題（1）我們需要掌握罐體變位后對罐容表的影響，利用罐體無變位和傾斜角為a=4.10的縱向變位的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立數(shù)學(xué)模型算出理論與實(shí)際之間的差值從而研究罐體變位后對罐容表的影響，并對高度進(jìn)行賦值，給出罐體變位后油位高間隔為1cm的罐容表標(biāo)定值.（2）利用圖1，建立罐體變位后
7、標(biāo)定罐容表的數(shù)學(xué)模型.利用罐體變位后在進(jìn)/出油過程中的實(shí)際檢測數(shù)據(jù)確定變位參數(shù)給出罐體變位后油位高度間隔為10cm的罐容表標(biāo)定值.二、問題分析針對問題一我們對橢圓柱體無變位時(shí)罐內(nèi)油位高度與儲油量的關(guān)系、橢圓柱體傾斜角為的縱向變位罐內(nèi)高度與儲油量的關(guān)系進(jìn)行探討.建立未變位模型求解出無變位時(shí)的油位高度和儲油量的關(guān)系，建立變位后模型，分三種不同情況分別求解出變位后管內(nèi)高度與儲油量的關(guān)系.結(jié)合兩個(gè)模型與excel附件表格1求解出差值從而確定罐體變位對罐容表的影響，并確定變位后油位高度間隔1cm的罐容表標(biāo)定值.針對問題二我們對主體為
8、圓柱體兩端為球冠體的儲油罐縱向傾斜角度為和橫向偏轉(zhuǎn)角度為時(shí)罐內(nèi)油位高度與儲油量的關(guān)系進(jìn)行分析，建立了問題二的模型，得出v和H關(guān)系，并運(yùn)用積分法和MATLAB軟件，以及最小二乘法處理問題二模型的數(shù)據(jù)，從而得出參數(shù)，問題二模型中中的較小，因而可以把球冠體內(nèi)的液面看成平行儲油罐底面，最后給出說明，從而完成儲油
