基本信息
- 项目名称：
- 储油罐的变位识别与罐容表标定
- 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：
- 通常地下储油罐都有与之配套的“油位计量管理系统”，采用流量计和油位计来测量进/出油量与罐内油位高度等数据，通过预先标定的罐容表进行实时计算，以得到罐内油位高度和储油量的变化情况。 由于地基变形等原因，储油罐体位置可能会发生纵向倾斜和横向偏转等变化，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。我们用数学建模方法研究解决了储油罐的变位识别与罐容表标定的问题。
- 详细介绍：
- 本文的目的是研究罐体变位对罐容表标定的影响。在合理假设的情况下，利用辛普森公式，根据国家技术监督局的卧式金属罐容积检定规程，建立了罐体变位情况下的罐容表标定数学模型，在此基础上得出灌容表标定值，进而利用实际检测数据得到变位参数的确定值进行模型检验。当罐体变位后,油罐内液体体积通过柱体内体积和椭球内体积两部分完成计算。其中罐体内液体体积可由辛普森公式求出。然后，引入了椭球体内液体高度的一个修正值，将其等效为无变位情况下椭球体内液体高度，分别计算左半部分和右半部分内液体体积。在两个变位参数的模型建立过程中，考虑到油面高度问题，分成三种情况进行讨论。然后，将实际测量值代入V的表达式中进行模型求解，得到V与a 、b和h的关系式。随后依据数据，通过MATLAB用最小二乘法计算a 、b 的值，从而可以得到罐体变位后的罐容表标定值。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 本文在合理假设的情况下，利用辛普森公式，根据国家技术监督局的卧式金属罐容积检定规程，建立了罐体在变位情况下的罐容表标定数学模型，在此基础上得出灌容表标定值，进而利用实际检测数据得到变位参数的确定值进行模型检验。
科学性、先进性及独特之处
- 卧式储油罐在石油化工和城市燃气行业有着广泛的应用，因此储罐储油体积的计算至关重要，关系到安全运行的问题。本文利用辛普森公式和解析几何，建立了罐体在变位情况下的罐容表标定数学模型，在此基础上得出灌容表标定值。
应用价值和现实意义
- 通常加油站都有若干个储存燃油的地下储油罐，由于地基变形等原因，储油罐体位置可能会发生纵向倾斜和横向偏转等变化，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。
学术论文摘要
- 本文的目的是研究罐体变位对罐容表标定的影响。在合理假设的情况下，利用辛普森公式，根据国家技术监督局的卧式金属罐容积检定规程，建立了罐体变位情况下的罐容表标定数学模型，在此基础上得出灌容表标定值，进而利用实际检测数据得到变位参数的确定值进行模型检验。当罐体变位后,油罐内液体体积通过柱体内体积和椭球内体积两部分完成计算。其中罐体内液体体积可由辛普森公式求出。然后，引入了椭球体内液体高度的一个修正值，将其等效为无变位情况下椭球体内液体高度，分别计算左半部分和右半部分内液体体积。在两个变位参数的模型建立过程中，考虑到油面高度问题，分成三种情况进行讨论。然后，将实际测量值代入V的表达式中进行模型求解，得到V与a 、b和h的关系式。随后依据数据，通过MATLAB用最小二乘法计算a 、b 的值，从而可以得到罐体变位后的罐容表标定值。
获奖情况
- 2010年，获得全国大学生数学建模竞赛天津市一等奖。
鉴定结果
- 通过计算实际数据，得到的结果在允许的误差范围内。
参考文献
- [1]卧式金属罐容积检定规程[M]. 国家技术监督局发布，1996. [2]焦伟.卧式储罐储液体积的计算[J].煤气与热力.2001, 21(1):71-73. [3]张德喜, 赵磊生. MATLAB语言程序设计教程[M]. 北京:中国铁道出版社,2010
同类课题研究水平概述
- 参考文献中提出的方法只是对储油罐的纵向倾斜角进行了标定，并没有对横向偏转进行纠正。另外，储油罐的形状是椭圆形封头，但现实生活中往往头部是半椭球体。我们在此基础上提出了解决以上问题的方法。
