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臥式儲(chǔ)罐不同液位下的容積(質(zhì)量)計(jì)算

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臥式儲(chǔ)罐不同液位下的容積(質(zhì)量)計(jì)算

臥式儲(chǔ)罐不同液位容積(質(zhì)量)計(jì)算橢圓形封頭臥式儲(chǔ)罐圖參數(shù):l:橢圓封頭曲面高度(m);li:橢圓封頭直邊長(zhǎng)度(m);L:臥罐圓柱體部分長(zhǎng)度(m);r:臥式儲(chǔ)罐半徑(d/2,m);d:臥式儲(chǔ)罐內(nèi)徑,(m)h:儲(chǔ)液液位高度(m);V:臥式儲(chǔ)罐總體積(m3);:儲(chǔ)液密度(kg/m3)Vh:對(duì)應(yīng)h高度臥罐內(nèi)儲(chǔ)液體積(m3);mh:對(duì)應(yīng)h高度臥罐內(nèi)儲(chǔ)液重量(kg);橢圓形封頭臥式儲(chǔ)罐由直段筒體及兩側(cè)封頭組焊而成,去掉直段筒體,兩側(cè)封頭可組成橢圓球體。簡(jiǎn)化模型圖如下。臥式儲(chǔ)罐內(nèi)儲(chǔ)液總體積計(jì)算公式:若密度為,則臥式儲(chǔ)罐內(nèi)儲(chǔ)液總重量為:表1 臥式儲(chǔ)罐不同液位下容積(重量) rLhVhmh液體密度(kg/m3)儲(chǔ)罐半徑(m)圓柱體部分長(zhǎng)度(m)儲(chǔ)液液位高度(m)儲(chǔ)液體積(m3)儲(chǔ)液重量(kg)備注:該計(jì)算公式推導(dǎo)過(guò)程如下橢圓形封頭臥式儲(chǔ)罐由直段筒體及兩側(cè)封頭組焊而成,去掉直段筒體,兩側(cè)封頭可組成橢圓球體。(1)橢圓球體部分該橢圓球體符合橢圓球體公式: 其中a=b=r,則有垂直于y軸分成無(wú)限小微元,任一微元面積為:當(dāng)液面高度為h時(shí),橢圓球體內(nèi)液氨容積為V1= (2)直段筒體部分:筒體的縱斷面方程為任一微元的面積為則筒體部分容積為: (3)臥式儲(chǔ)罐儲(chǔ)液總體積總?cè)莘e為V=V1+V2,V=+此公式中液位高度h是以儲(chǔ)罐內(nèi)徑中心為原點(diǎn),其中a=b=r化簡(jiǎn)后臥式儲(chǔ)罐儲(chǔ)液總體積為:實(shí)例:某熱電廠液氨罐尺寸為:儲(chǔ)罐體積50m3,直段筒體長(zhǎng)度L1=8480mm,封頭直段長(zhǎng)度L2=40mm (圓柱體部分長(zhǎng)度為(L1+L2/2)=8580mm),筒體半徑R=a=b=1300mm,封頭高度c=650mmVrlLhh尺Vhmh誤差液體密度(kg/m3)儲(chǔ)罐總體積(m3)儲(chǔ)罐半徑(m)封頭高度(m)圓柱體部分長(zhǎng)度(m)儲(chǔ)液液位高度(中點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn))(m)實(shí)際標(biāo)尺刻度儲(chǔ)液體積(m3)儲(chǔ)液重量(kg)不同液高下計(jì)算得到的體積與實(shí)際儲(chǔ)液體積間誤差1501.30.658.58-1.300.000 0.000 0.00%1501.30.658.58-0.9750.3253.619 3.619 1501.30.658.5801.325.078 25.078 0.31%1501.30.658.580.9752.27546.537 46.537 1501.30.658.581.32.650.155 50.155 0.31%若液位高度h以臥罐底部為起點(diǎn),如下圖則臥式儲(chǔ)罐內(nèi)儲(chǔ)液總體積計(jì)算公式:若密度為,則臥式儲(chǔ)罐內(nèi)儲(chǔ)液總重量為:rLhVhmh液體密度(kg/m3)儲(chǔ)罐半徑(m)圓柱體部分長(zhǎng)度(m)儲(chǔ)液液位高度(m)儲(chǔ)液體積(m3)儲(chǔ)液重量(kg)11.38.580.3253.619 3.619 11.38.581.325.078 25.078 11.38.582.27546.537 46.537 其它方法如下:第一種方法 臥式儲(chǔ)罐內(nèi)儲(chǔ)液總體積計(jì)算公式: 若密度為,則臥式儲(chǔ)罐內(nèi)儲(chǔ)液總重量為:VrlLhVhmh誤差液體密度(kg/m3)儲(chǔ)罐總體積(m3)儲(chǔ)罐半徑(m)封頭高度(m)圓柱體部分長(zhǎng)度(m)儲(chǔ)液液位高度(m)儲(chǔ)液體積(m3)儲(chǔ)液重量(kg)不同液高下計(jì)算得到的體積與實(shí)際儲(chǔ)液體積間誤差1501.30.658.580-1.315 出現(xiàn)負(fù)數(shù),不復(fù)合實(shí)際1501.30.658.580.3252.276 2.276 1501.30.658.581.325.000 25.000 0.00%1501.30.658.582.27547.724 47.724 1501.30.658.582.651.315 2.63%此方式用到參數(shù)較多、V、r、l、L、h。當(dāng)液高為0時(shí)理論上液體體積應(yīng)為0,此公式結(jié)果為負(fù)值,不合邏輯。第二種方法臥式儲(chǔ)罐內(nèi)儲(chǔ)液總體積計(jì)算公式: 若密度為,則臥式儲(chǔ)罐內(nèi)儲(chǔ)液總重量為:VdlLhVhmh誤差液體密度(kg/m3)儲(chǔ)罐總體積(m3)儲(chǔ)罐直徑(m)封頭高度(m)圓柱體部分長(zhǎng)度(m)儲(chǔ)液液位高度(m)儲(chǔ)液體積(m3)儲(chǔ)液重量(kg)不同液高下計(jì)算得到的體積與實(shí)際儲(chǔ)液體積間誤差1502.60.658.580#DIV/0!1502.60.658.580.3253.786 3.786 1502.60.658.581.324.109 24.109 -3.56%1502.60.658.582.27552.255 52.255 1502.60.658.582.6#DIV/0!此公式是由體積公式推算的,相對(duì)誤差較大,如儲(chǔ)罐中儲(chǔ)液在一般高度時(shí),體積間誤差偏大。此外,由于公式中存在分?jǐn)?shù),液高為0和最大公式不適用。三種方法對(duì)比詳見(jiàn)excel表格。

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