城市表層土壤重金屬污染分析

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1、儲油罐的變位識別與罐容表標(biāo)定摘要本文在數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析的基礎(chǔ)上建立數(shù)學(xué)模型來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。對于問題一，以小橢圓型儲油罐為研究對象，本文首先利用解析幾何與高等數(shù)學(xué)的知識，建立在無變位時的罐內(nèi)體積與油高度數(shù)間的積分模型，得到罐體無變位時的理論值。當(dāng)罐體當(dāng)罐體發(fā)生縱向變位時，小橢圓型儲油罐的截面不再是規(guī)則的幾何形體，但根據(jù)傾角α及所給小橢圓型罐體的尺寸，可得其截面面積的表達式，利用高等數(shù)學(xué)中積分的方法，根據(jù)不同油高，建立了模型一，得到了儲油量和油高的關(guān)系公式。最后，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)的處理，用擬合的方法，修正了某些系統(tǒng)誤差

2、的影響，計算出罐體變位后油位高度間隔1cm的罐容表的標(biāo)定值。關(guān)鍵詞：變位識別；罐容表標(biāo)定；非線性規(guī)劃29一、問題重述通常各個加油站都有若干個儲存燃油的地下儲油罐，同時都有與之配套的“油位計量管理系統(tǒng)”。在儲油罐不發(fā)生變位的理想狀況下，通過儲油罐出廠時預(yù)先標(biāo)定的罐容表（即罐內(nèi)油位高度與罐內(nèi)儲油量之間的對應(yīng)關(guān)系）進行實時計算，即可得到儲油罐罐內(nèi)油位高度和儲油量的變化情況。但在實際情況下，在使用一段時間后，由于溫度變化、地基變形等原因，使罐體的位置產(chǎn)生縱向傾斜和橫向偏轉(zhuǎn)等變化，導(dǎo)致罐容表讀取數(shù)據(jù)和實際數(shù)據(jù)不吻合，甚至偏差很大，造成計量誤差。因此為了能夠?qū)τ凸薜淖兾磺闆r進行識別，

3、及時對罐容表進行重新標(biāo)定，本文主要解決以下問題：問題一：為了掌握罐體變位后對罐容表的影響，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)附件1，,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。問題二：對于圖1所示的實際儲油罐，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。請利用罐體變位后在進/出油過程中的實際檢測數(shù)據(jù)（附件2），根據(jù)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。進一步利用附件2中的實際檢測數(shù)據(jù)來分析檢驗所建模型的正確性與方法的可靠性。

4、附件1：小橢圓儲油罐的實驗數(shù)據(jù)附件2：實際儲油罐的檢測數(shù)據(jù)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29油位探針α地平線圖2儲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(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29二、問題分析通常加油站都有若干個儲存

5、燃油的地下儲油罐，并且一般都有與之配套的“油位計量管理系統(tǒng)”。通過預(yù)先標(biāo)定的罐容表進行實時計算，以得到罐內(nèi)油位高度和儲油量的變化情況。但是由于地基變形等原因，導(dǎo)致罐體位置的縱向傾斜和橫向偏轉(zhuǎn)等變化，從而預(yù)先標(biāo)定的罐容表將不再標(biāo)準(zhǔn)。對于加油站而言，將無法定期對儲油罐的變位情況進行識別和重新標(biāo)定。而對顧客而言，將無法加到與實際金錢相對應(yīng)的油量。因此解決儲油罐的變位識別與罐容表的標(biāo)定顯得十分重要。對于問題一，用小橢圓儲油罐分別對罐體無變位和縱向傾斜進行實驗，研究變位對罐容表的影響，因此我們分別建立變位前和變位后的罐容表讀數(shù)與罐內(nèi)油體積的函數(shù)關(guān)系式，通過函數(shù)關(guān)系式計算出理論值，再與

6、所給的實際值相比較，得出其相對誤差，然后通過分析系統(tǒng)誤差進行修正，出罐體變位后油位高度間隔為1cm的罐容表的標(biāo)定值。三、問題假設(shè)1、假設(shè)石油在儲油罐里會發(fā)程度極小，可忽略不計。2、油位高度是指油面到底的距離并不考慮油浮子厚度，油浮子直徑貼緊油面。3、假設(shè)進油管，出油管得體積對儲油罐內(nèi)油的體積的影響均不予以考慮。4、假設(shè)集數(shù)據(jù)當(dāng)天溫度及地埋儲油罐溫度穩(wěn)定，且保持不變。5、假設(shè)石油在收集數(shù)據(jù)當(dāng)天溫度下的熱膨脹系數(shù)為0.035.6、假設(shè)臥式儲油罐的鋼板壁較薄，壁厚對儲油罐體積影響極小，可忽略不計。四、符號說明對應(yīng)于罐容表讀數(shù)的液面實際高度球冠中與油罐圓柱左側(cè)底面距離為x處的油高球

7、冠中與油罐左側(cè)底面相距為x處的小圓半徑球冠中與油罐圓柱右側(cè)底面距離為x處的油高球冠中與油罐右側(cè)底面相距為x處的小圓半徑儲油罐圓柱部分的底面半徑球冠所在球體的大圓半徑第i條數(shù)據(jù)所對應(yīng)的罐容表讀數(shù)用于分析的油量進出數(shù)據(jù)a橢圓長半軸長b橢圓短半軸長n用于分析的進出油測量數(shù)據(jù)個數(shù)29罐容表讀數(shù)五、模型建立5.1問題一:變位后油量與罐容表關(guān)系5.1.1建立模型1、無變位時油量與罐容表關(guān)系當(dāng)罐體無變位時，罐內(nèi)儲油量的體積形狀是規(guī)則的，如圖1、2所示：圖1：兩端平頭的圓柱體未變位示意圖圖2：橢圓柱體截面示意圖29首先為了計算兩端