《各种常见油罐储油量的计算方法 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《各种常见油罐储油量的计算方法 .pdf（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、各种常见油罐储油量的计算方法 摘要：本文介绍了一些常见形状的储油罐油量的计算方法，并给出了每种形状的储油罐容积的计算公式和 整个推导过程，供各位同仁共同探讨和分享。 现实生活中，尽管储油罐的形状各式各样， 仔细分析无非存在以下两种结构：卧式结构和立 式结构。 无论是卧式结构还是立式结构，都有可 能存在半椭圆形封头、平面封头、半圆形封头、 圆锥形封头等。 笔者在计算储油罐的过程中，积 累了大量的经验，现简要做一介绍。 一、椭圆封头卧式椭圆形油罐 这种油罐的形状一般是两端封头为半椭球 形，中间为截面积是椭圆形的椭圆柱体，如图 1-1 、图 1-2 所示。 计算时，可以把这种油罐的容积看成两部 分，
2、一部分为椭球体 （把两端的封头看作是一个 椭球），另一部分为平面封头中间截面为椭圆形 的椭圆柱体，见图1-3 、图 1-4 所示，然后，采 用微积分计算任一液面高度时油罐内的容积。 我们建立如图1-3 、图 1-4 所示的坐标系， 设油罐除封头以外的长度为L，其截面长半轴为 A，短半轴为B 。椭球部分的长半轴为B，短半轴 为 C，则在图1-3 、图 1-4 所示的坐标系中，分 别得到椭圆的方程为： 在某一液面高度H时，油罐内油的容积为： 由（ 1）得： L C B A y 图 1-2 ：椭圆封头卧式椭圆形油罐结构图 图 1-1：椭圆封头卧式椭圆形油罐实体图 H (0,2b) a y a (0,
3、b) 0 x y 图 1-3 ：椭圆柱体剖面图 L H (0,2b) C y - C (0,b) 0 z 图 1-4 ：封头椭球体剖面图 dyxzxL2V H 0 ）（ 2 yBy2 B A x 2 yBy2 B C Z （3） （4） （5） H 0 H 0 xzdyxdyL2 1 B By A x 2 2 2 2 ）（ （1） （2） 1 C z B By 2 2 2 2 ）（ 由（ 2）得： 将（ 4） 、 （5）代入（ 3）得： 公式（ 6）即为任意截面高度时油罐中油的 容积。 若用余旋计算，还可以得到如下的公式： 二、平面封头卧式椭圆形油罐 这种油罐的形状一般两端为平面封头，中间 截
4、面积为椭圆形的椭圆柱体，如图2-1 、图 2-2 所示。 这种油罐任一液面高度时，油罐内油的容积 的计算公式可以参照上述方法推导，但要比椭圆 封头卧式椭圆形的油罐简单的多。实际上， 当公 式（ 6）中的 C 为零时，就可以得到该油罐的计 算公式。 同样，用公式（7）也可以得到用反余旋表 示的公式，本文略（下同）。有些卧式的椭圆形 油罐， 其封头近似平面，可以忽略其曲面，按照 平面封头椭圆形油罐的方法近似计算。 三、椭圆封头卧式圆柱形油罐 这种油罐的形状一般是两端封头为半椭球 形，中间为圆柱体，如图3-1 、图 3-2 所示。 这种油罐计算时，可以把油罐看成两部分， 一部分为椭球体 （同上），另
5、一部分为平面封头， 中间横截面为圆的圆柱体。见图3-3 、图 3-4 所 示，然后，采用微积分计算任一液面高度时油罐 内的容积。 L B A y 图 2-2 ：平面封头卧式椭圆形油罐结构图 L H D y 图 3-2 ：椭圆封头卧式圆柱形油罐结构图 H (0,2R) R y R (0,R) 0 x y 图 3-3 ：中间圆柱体剖面图 L H (0,2R) C y - C (0,R) 0 z 图 3-4 ：封头椭球体剖面图 图 3-1 ：椭圆封头卧式圆柱形油罐实体图 图 2-1：平面封头卧式椭圆形油罐实体图 B BH arcsin B BH 1 B BH ABL )( 2 （6） dyyyB2
6、B C .yyB2 B A 22 H 0 H 3 1 BH B AC 2 32 2 dy)By(B B A L2V 22 H 0 （8） 2B BH arcsin) B BH (1 B BH ABLV 2 ) B BH (1 B2 BH B BH arccosABLV 2 H 3 1 BH B AC 32 2 （7） 设圆柱半径为R，则椭球的半长轴为R，半 短轴为 C，按照椭圆封头卧式椭圆形油罐的推导 方法和步骤， 可以推导出这种油罐任一液面高度 时油罐内油的容积的计算公式。实际上， 当公式 （6）中的 A=B时，就可以得到其计算公式（设 A=B=R ） 。 四、平面封头卧式圆柱形油罐 这种油
7、罐的形状一般是两端平面封头，中间 为圆柱体， 恰似一个油桶卧放，如图 4-1 、 图 4-2 所示。 利用同样的办法， 可以推导出这种油罐任一 液面高度时油罐内油的容积的计算公式。实际 上，当公式（ 9）中的 C=0或公式（8）中的 A=B=R 时，就可以得到其计算公式。 有些卧式圆柱形油罐的封头近似平面，可以 忽略其曲面， 按照平面封头圆柱形油罐进行近似 计算。 五、立式椭圆封头圆柱形油罐 这种形式的油罐与第一种不同，底部与顶部 为半椭球形，中间为立式的圆柱体，如图5-1 所示。 我们建立如图5-2 所示的坐标系， 设椭球的 半长轴为R，半短轴为 C，圆柱部分的高度为L， 半径为 R，则在
8、y 轴方向上，无论是椭圆形的封 头还是中间的圆柱体，任一水平截面的形状均为 圆形。 我们仍然把上下半椭球看作一个椭球，来推 导任一液面高度为H时，油罐的容积。在图5-2 所示的坐标系中，得到椭圆部分的方程为： 在某一液面高度H时， 油罐内油的容积应分 三段计算。当0HC时，为： 利用微积分方程，很容易得到0HC时， 油罐内油的容积公式： 当 CHC+L时，油罐内油的容积应为：V V 1+V2，其中 V1 为底部半椭球体的体积，V 2 为 H 超过高度C时部分的体积， 很容易可以推导出如 下的公式： L D y 图 4-1 ：平面封头卧式椭圆形油罐结构图 图 4-1：平面封头卧式圆柱形油罐实体图
9、 D H 图 5-1 ：椭球封头立式圆柱形油罐 L y H 图 5-2：椭球封头立式圆柱形油罐 y X -R R0 (0,C) (0,C+L) (0,2C+L) 2R RH arcsin) R RH (1 R RH LRV 22 （9） H 3 1 BH B C 32 （10） 2R RH arcsin) R RH (1 R RH LRV 22 （14）（ 3 C HRV 2 2 1 C Cy R x 2 2 2 2 ）（ （11） dyxV H 0 2 （12） ）（ 32 2 2 1 H 3 1 CH C R V（13） 当 C+LH 2C+L时， 油罐内油的容积应为： VV2+V 3，其
10、中 V 2为底部半椭球体和圆柱体的体 积之和， V 3 为 H超过高度C+L时那部分的体积， 利用公式（ 13）和（14）可以很容易推导到如下 公式（ 15） ： 这样，我们就可以分段计算这类油罐在某一 液面高度H时，油罐内油的容积。 六、圆锥封头立式圆柱形油罐 圆锥封头立式圆柱形油罐在炼油厂、大型加 油站经常用到， 在一些制造厂， 也常见这类形状 的小型油罐，如图6-1 、6-2 所示。 这种油罐不用微积分也可以推导出其计算 公式，因推导过程相对简单，此处仅给出任一液 面高度 H时，油罐容积的计算公式： 当 0HC时： 当 CHC+L时： 当 C+LH 2C+L时： 除了上述常见的储油罐外，
11、还有许多形状各 异的储油罐， 都可以采取本文所述的方法予以解 决，比如：底部为圆锥、中间为圆柱、上顶为半 椭圆的油罐。限于篇幅，在此不一一赘述。 值得注意的是： 油的密度随着季节的变化而 变化，所以，在计算储油量时，应以质量 （重量） 为宜，只要知道了油的容积和某一温度下的密 度，利用公式W ，很容易就能算出某季节油的 质量。 虽然有了上述的计算公式，可以计算出特定 油罐任一液面高度时的油量，但计算比较烦琐。 笔者经过多年的实践，开发了一套软件。用户只 要按照本文介绍的各种油罐的参数，测得油罐的 实际尺寸， 输入系统， 就可以计算出油罐一系列 液面高度时的容积（或质量） 对照表。 你只要用 深
12、度尺测得某一液面高度或在储油罐上标上刻 度随时察看， 即可在对照表中查得油的容积或质 量，十分方便。 多次实验证明， 此法测得的结果与实际相差 不大，是科学的计算油罐储油量的好办法，此方 法可以广泛应用于炼油厂、加油站以及各制造业 企业储油量的管理。如你想索取程序， 请与作者 联系。 D C 图 6-2：圆锥封头立式圆柱形油罐结构图 L (0,C) -RR0 y (0,C+L) (0,2C+L) y H 图 6-1 ：圆锥封头立式油罐示意图 （15） 2 2 2 22 3HLC2C C R CR 3 4 LRV）（ HL2C 3 1 3 ）（ 3 2 2 22 3HLC2 C3 R CR 3 2 LRV）（18） （16） 2 32 1 C3 HR V （17）CR 3 2 HRV 22 2
