基本信息
- 项目名称：
- 储油罐的变为识别与罐容表标定问题探究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 储油罐在实际生活中容易发生横向偏移与纵向倾斜，导致油表测量不准确，容易造成计量失误与经济损失。本文通过对实际问题的细心观察，以及对数学和物理模型的熟练运用，较好地解决此问题。建立的模型参数合理，并可进行即时修正，相信在实际应用中必然具有良好的前景。从而为储油罐使用部门带来良好的经济效益和社会效益。
- 详细介绍：
- 对于小椭圆型储油罐，本文通过分析油位高度与储油量之间的对应关系，首先建立了相应的无变位情形下的罐容表标定模型，计算所得储油量与实际储油量之比对于油面高度具有稳定性，进而利用初始高度的计算所得储油量与实际储油量之比对初始罐容表标定模型进行调整得到最终的无变位修正模型。发生纵向变位时，将变位后油面高度转化为水平状态下的油面高度，再借助无变位情形下的罐容表标定模型得到变位后的标定模型。进一步通过分析无变位固有的和倾斜导致的综合影响因素，得出最终的纵向变位修正模型。 对于实际储油罐，可拆分为两端球冠体和中间圆柱体，分别求解部分储油量，求和得出总储油量。中间圆柱体部分，已在问题一中得到解决；两端球冠体部分，只要沿用问题一中处理变位后油面高度的方法，再借助已有的无变位精确储油量计算公式，即可求解。再通过对附件二所给实测数据的深入分析，结合综合因素对实测储油量的影响，建立三重循环寻优策略，有效求解出纵向倾斜角度 =2.13与横向偏移角度 =7.01。进一步代入附件二所给数据，采用残差分析方法，验证所建模型及寻优策略的有效性与可靠性。 对于问题一，分未变位和发生纵向变位两种情况进行求解，并结合变位固有的和倾斜导致的综合影响进行模型修正，达到良好效果。可通过本文建立的模型合理修正，验证所建模型的有效性。借此说明纵向变位对罐容表的影响，并最后出变位后对应的修订罐容表。 对于问题二，对中间圆柱体和两端球冠体，分别借助问题一所建模型和已有球冠体部分储油量精确公式计算，得出总储油量。然后采用分层寻优策略，求解出纵向倾斜角度 =2.13，横向偏移角度 =7.01，再利用附件二中数据进行正确性与可靠性检验。
作品图片
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 随着市场经济的发展，加强企业管理考核变得愈加重要。储油罐作为加油站常用的贮存设施，对油品在不同液面高度时的储油量进行精确的计量变得尤为重要，为企业为此种储油装置进行油品盘点、成本考核提供可靠依据。当前常用的油位计量管理系统需要进行定期校正，以提高其测量准确度。
科学性、先进性及独特之处
- 为了真实反映地基和球缺顶等因素对罐容表标定的影响所以采用逐步深入的方式对罐内储油量与油位高度以及变位参数之间关系进行预测，通过逐步深入的分析方法，依次加入纵向倾斜，横向偏转和球缺顶体积等因素的测量，给出了高度综合多因素的罐容表重新标定模型。而且，设定参数后，可以对模型进行实时控制和实时预测，有利于模型的建立与求解。
应用价值和现实意义
- 储油罐作为加油站常用的贮存设施，对油品在不同液面高度时的储油量进行精确的计量变得尤为重要，为企业为此种储油装置进行油品盘点、成本考核提供可靠依据。当前常用的油位计量管理系统需要进行定期校正，以提高其测量准确度。而且，设定参数后，可以对模型进行实时控制和实时预测，有利于模型的建立与求解。模型具有较强的现实意义，可以在现实生活中广泛推广应用。
学术论文摘要
- 对于小椭圆型储油罐，本文通过分析油位高度与储油量之间的对应关系，首先建立了相应的无变位情形下的罐容表标定模型，计算所得储油量与实际储油量之比对于油面高度具有稳定性，进而利用初始高度的计算所得储油量与实际储油量之比对初始罐容表标定模型进行调整得到最终的无变位修正模型。发生纵向变位时，将变位后油面高度转化为水平状态下的油面高度，再借助无变位情形下的罐容表标定模型得到变位后的标定模型。进一步通过分析无变位固有的和倾斜导致的综合影响因素，得出最终的纵向变位修正模型。 对于实际储油罐，可拆分为两端球冠体和中间圆柱体，分别求解部分储油量，求和得出总储油量。中间圆柱体部分，已在问题一中得到解决；两端球冠体部分，只要沿用问题一中处理变位后油面高度的方法，再借助已有的无变位精确储油量计算公式，即可求解。再通过对附件二所给实测数据的深入分析，结合综合因素对实测储油量的影响，建立三重循环寻优策略，有效求解出纵向倾斜角度 =2.13与横向偏移角度 =7.01。进一步代入附件二所给数据，采用残差分析方法，验证所建模型及寻优策略的有效性与可靠性。
获奖情况
- 文章在2010高教社杯全国大学生数学建模竞赛的比赛中荣获全省二等奖的成绩。
鉴定结果
- 利用本文模型，可以为企业为此种储油装置进行油品盘点、成本考核提供可靠依据。模型具有较强的现实意义，可以在现实生活中广泛推广应用。
参考文献
- [1]田铁军，中国航空油料东北公司计量检定中心，沈阳：现代计量测试，1999年 [2]管冀年，赵海，卧式储油罐内油品体积标定的使用方法，成都：计量与测试技术，2004年 [3]国家质检局，卧式金属罐容积检定规程（JJG266-1996）,北京：中国计量出版社，1996年 [4]孙发金，卧式油罐容积检定计算疑难点的探讨，上海：石油商技，2000年10月 [5]张兆义，卧式金属罐人工计量误差分析，北京：工业计量，冶金自动化研究设计院，1999年11月
同类课题研究水平概述
- 当前在实际应用中，对于倾斜储油罐的测定，大都按照国家指定的标准进行。事实上，国家现行标准采取近似计算，存在较大误差。而本文采取更为精确的计算方法，测定准确，误差可以忽略。
