基本信息
- 项目名称：
- 油罐的变位识别与罐容表标定问题研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 数理
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本文主要研究储油罐罐体变位对罐容表的影响。依据精确积分与解析几何相关理论，合理假设，弱化近似，巧妙转化，建立了储油量与罐内油位高度之间的关系模型，继而代入实测数据，运用MATLAB软件求解，根据计算结果对罐容表重新进行标定，全面解决了储油罐的变位识别与罐容表标定过程中所遇到的一系列相关问题。
- 详细介绍：
- 本文根据储油罐的实际构造和油面的位置，先利用积分分段求出各个区域储油量的体积元素，再进行叠加以求出总的储油量和对应油位高度之间的关系模型，然后结合实验数据对计算公式进行检验，验证正确后应用此模型对变位后的罐容表重新进行标定，以此得到准确的罐容表。此外，还可依据实际测量的油位高度和储油体积数据，应用本文模型对储油罐是否变位进行识别。在此基础上本文还介绍了油罐变位后几种常见的纠偏方法，对于变位较明显的油罐可先进行纠偏处理，然后再应用此模型解出倾斜角，最后再对罐容表重新进行标定。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目 的：通过科学有效而又程序化的精确计算方法修正由于储油罐变位导致的真实数据与测量数据之间的偏差，以减少资源浪费和经济损失，并为新型储油罐的设计提供一定的借鉴价值。 基本思路：通过对储油罐变位的几何化处理，合理假设，弱化近似，巧妙转化，构建数学模型，并结合实际测量的数据进行误差检验，从而达到对原有偏差数据的科学修正。
科学性、先进性及独特之处
- 本作品中建立的函数关系为储油体积与油面高度及油罐倾斜角之间的关系，比较清晰，并在一定程度上实现计算机算法和微元法的结合与优化改进，使所建立的模型在满足题中所述各项条件的同时，并无使用过多的假设，而比较成功地解决了所提出的实际问题。研究结果对实际生产中典型储油罐的标定等具有一定的精确度和可靠性，并且研究方法较以往同类问题的解决方案更简单易行。
应用价值和现实意义
- 通过对油罐的变位识别，可以避免由于土质均匀性差或地基处理不当而引起的油罐严重不均匀沉降等问题，而且严重的地基沉降会给管线安装和油罐使用带来许多困难，还可能导致罐体破裂、原油泄漏等事故的发生。通过标定正确的罐容表可以准确知道油罐剩余油量的体积，能够解决以上油罐倾斜所带来的难题，对解决工业上同类问题具有一定的借鉴意义。
学术论文摘要
- 本文主要研究储油罐罐体变位对罐容表的影响。依据精确积分与解析几何相关理论，合理假设，弱化近似，巧妙转化，根据储油罐的实际构造和油面的位置，先利用积分分段求出各个区域储油量的体积元素，再进行叠加从而建立了储油量与罐内油位高度之间的关系模型，继而代入实测数据，运用MATLAB软件求解，根据计算结果对罐容表重新进行标定。并且全面解决了储油罐的变位识别与罐容表标定过程中所遇到的一系列相关问题。在此基础上本文还介绍了油罐变位后的几种常见的纠偏方法，对于变位较明显的油罐可先进行纠偏处理，然后再应用此模型解出倾斜角，最后再对罐容表重新进行标定。 本文所建模型不仅适用于柱形及椭圆形储油罐变位之后的罐容标定，而且也适用于其他形状较规则的储油罐。推而广之，在实际生产实践中，诸如其它工业储罐体积标定及液化石油气汽车槽车的容积计量等许多本质类似的问题都可应用或借鉴本文所建模型及其分析方法，具有一定的现实意义。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
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同类课题研究水平概述
- 储油罐尤其是刚性储油罐，在石油、化工、轻工、储运等部门有着广泛的应用，储罐内液体的计量对于过程控制、生产考核、库存管理以及贸易结算等都有非常重要的意义，同时准确检测油的容量防止过多罐装液体溢出，也是确保安全生产和环境保护的重要手段。通过查阅网上资料及各种期刊发现，很早以前就已经有学者研究过储油罐的罐容标定及改进方案。 在黑龙江八一农垦大学学报中已有关于倾斜油罐容量的计算，其思想是把积分计算的结果用近似方法转化为查表和四则运算，以避开用积分计算罐内容油量中的表达式复杂、计算不方便等问题。至今仍有很多研究者继续研究在考虑温度等对测量值影响的情况下，如何使得罐体内油量测量值误差最小。但这些问题仍没有得到更好的解决，本作品依据精确积分与解析几何相关理论，合理假设，弱化近似，巧妙转化，建立了储油量与罐内油位高度之间的关系模型，使问题得到进一步解决。此外，也有很多学者对不同形状油罐的储油量测量问题进行研究，其中包括封头为椭球形、球形、碟形等形状的储油罐在任意液面高度下的液体体积。
