51储油罐变位原理分析

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1、储油罐变位识别与罐容表标定的研究摘要储油罐通过预先标定的罐容表由罐内油位高度对储油量进行实时计算，而储油罐在使用一段时间后，曲于地基变形等原因，罐体的位置会发生纵向倾斜和横向偏转等变位,从而需对罐容表进行乘新标泄。本文首先建立了储油罐的几何模型，通过严格的数学推导，尽可能用积分法來求得罐内储油量与油位高度及变位参数间的一般关系。在使用直接积分法困难的情况下，先对儿何模型近似简化，并在求解Z后进行误差分析、修正与讨论。对于问题一，木文用积分方法分别建立罐体无变位和纵向变位的倾斜角为&时罐内储油量与

2、所测油位高度间的函数关系。对于罐体无变位的情况，通过理论计算值与题廿所给实验数据进行比较，对理论模型进行误差修正，并结合生产实际对可能引起误差的原因进行讨论，将此修正误差引入变位后的理论模型。对于罐体纵向变位倾斜角a=4.r的情况，对理论模型先后用罐体无变位时的修正项与最小二乘拟合法进行两次修正，使得修正后的理论曲线与实际曲线基木重合，和对误羞小于1%。最后，用修正后的函数关系模型，给出了罐体纵向变位倾斜角0=4.1。时油位高度间隔为1CR1的罐容表标定值。对于问题二，本文沿用问题一的思路。为了

3、对变位后的理论值进行修正，我们先建立储汕罐无变位时的模型，用附件2所给显示汕高、显示汕量容积两组数据，对罐体无变位时储汕量与汕位高度间的函数关系加以修正，并将此修正误差引入变位后的理论模型。对于罐体变位后的情况，我们对理论模型用无变位时的修正项进行一次修正，用搜索法求得变位参数^=21,0=4.6。。然后，用修正后的储油量与测量油位高度间函数关系模型，给出了罐体纵向变位倾斜角a=2.r横向偏转角0=4.6。时，油位高度间隔为10cm的罐容表标定值。最后再次利用题目所给实验数据对模型进行可靠性分析

4、。在模型建立求解过程中，本文人量使用微积分方法来推导公式，只在必要时用数值法代替。公式的推导和和炼使得出数值计算引起的课差大大减少。同时引入一些必要的近似方法來降低积分过程中的运算量。在模型建立后，本文针对罐体变为前后理论模型进行详细的误差修正，增大了理论模型的实际应用性。其中将变位前的误差修正项引入变位后模型，从而将变位后模型的误差分为两部分进行二次修正，可以增加修正后理论值的准确度。最后，本文还就模型的优缺点进行了客观评价，并提出了基于生产实际的改进方法,在储油罐中安装3个油位探测装置，进行

5、变位参数的快速确定，并能够对罐容表进行实时标定。关键词积分法误差修正最小二乘拟合搜索法变位参数快速计算法目录1问题重述31.1背景31.2问题32基本假设33符号说明及名词解释43」符号说明43.2名词解释44问题分析、模型的建立与求解44.1小椭圆型储油罐44.1.1问题分析44.1.2罐体无变位时的模型54.1.3罐休纵向倾斜时的模型74.2实际储油罐114.2.1问题分析114.2.2实际储油罐无变位时的模型114.2.3实际储油罐变位后的模型125进一步考虑的问题165」储油罐变位原理分

6、析⑶16理论与实际误差原因分析165.3油位探针位置对模型的影响166模型的讨论176.1模型的评价176.1.1模型优点176.1.2模型缺点176.2模型的改进（变位参数快速计算法）177参考文献198附录191问题重述1.1背景通常加油站都有若干个储存燃油的地下储油罐，并且一般都有与Z配套的“油位计屋管理系统”，釆用流量计和油位计来测屋进川I油量与罐内油位高度等数据，通过预先标定的罐容表（即罐内油位高度与储油屋的对应关系）进行实时计算，以得到罐内油位高度和储汕量的变化情况。许多储汕罐在使用

7、一段时间后，出于地基变形等原因，使罐体的位置会发生纵向倾斜和横向偏转等变化（以下称为变位），从而导致罐容表发生改变。按照有关规定，需要定期对罐容表进行重新标定。1.2问题用数学建模方法研究解决储油罐的变位识别与罐容表标定的问题。（1）为了掌握罐体变位后对罐容表的影响，利用简化后的小椭圆型储油罐（两端平头的椭圆柱体），分别对罐体无变位和倾斜角为*4.1。的纵向变位两种情况做了实验。建立数学模型研究罐体变位后对罐容表的影响，并给出罐体变位后油位高度间隔为lcm的罐容表标定值。（2）对于主体为圆柱体两

8、端为球冠体的实际储油罐，试建立罐体变位后标定罐容表的数学模型，即罐内储油量与油位高度及变位参数（纵向倾斜角度Q和横向偏转角度0）之间的一般关系。请利用罐体变位后在进/岀油过程屮的实际检测数据，根据所建立的数学模型确定变位参数，并给出罐体变位后油位高度间隔为10cm的罐容表标定值。进一步利用题屮所给的实际检测数据来分析检验你们模型的止确性与方法的可靠性。2基本假设（1）储油罐罐体始终保持很好的刚性，忽略腐蚀等作用对罐体的影响。（2）在实验时间内，地形的下陷等因索对罐体纵向和横向偏移的影响很小，故认