胡 炎 興
(青海省格爾木市管道輸油處, 青海 格爾木 816000)
輸油泵站卸柴油時經(jīng)常遇到柴油罐車卸油量無法確定的問題,只能依靠卸車前后的檢尺數(shù)和本站柴油罐的罐容做出大概估計,這樣不僅不精確,在某些時候還有可能造成柴油裝車量和卸車量出入不符的問題,對生產(chǎn)成本的預(yù)算帶來了不小困難。
針對此類問題,我們以柴油罐車為例,運用積分學(xué)方法給出橢圓形臥式罐不同液位下的容積計算式。
油罐車如圖1。
圖1 油罐車三維坐標(biāo)圖Table 1 A tanker 3D coordinate figure
任一液位可以表示為直線方程y=b-d 橢圓的直角坐標(biāo)方程為,橢圓的參數(shù)方程為:
先由給本站送柴油的柴油罐車實際測量得a=1.2 m,b=0.725 m, l=6.45 m;
直線方程和橢圓方程所夾面積為 S1,則陰影部分面積為剩余部分面積S2,則有
把y=0.375帶入② 得:t = 68.6°
化為弧度
柴油密度查相關(guān)資料可得r=0.83 g/cm3,則:
由上可知當(dāng)空罐位為0.35 m時,剩余油量質(zhì)量為11.9 t。其余罐位下的油品剩余質(zhì)量也可由上式算出。計算公式推導(dǎo)[1]: 油罐長為h,以橢圓的中心為坐標(biāo)原點,長短半軸所在的直線為x軸y軸,建立空間直角坐標(biāo)系,如圖1,設(shè)剩余油品的體積為V則有[2]:
由計算結(jié)果可知簡化公式與微積分計算結(jié)果相符,則可知計算方法無誤。但本計算所得結(jié)果與汽車油罐車標(biāo)準(zhǔn)容量存在一定誤差。
本次計算存在一定的計算誤差,經(jīng)過分析誤差存在的主要原因有:
(1) 測量誤差:罐車尺寸為人工粗略測量得到,存在的誤差有測量誤差,以及罐車車體鋼板厚度;
(2) 罐車內(nèi)部構(gòu)件所占體積,汽車油罐車內(nèi)部有自帶卸油手搖泵,排水閥,排油閥等構(gòu)件;
(3) 計算誤差,上述計算過程中存在一定的計算誤差。
橢圓柱形狀可以防止油罐車在行駛途中液體撞擊壁面形成靜電時,在尖端形成電荷的積累造成火花放電。
油罐車在行走或拐彎是里面的液體是流動的 ,液罐車轉(zhuǎn)彎時會發(fā)生質(zhì)心偏移,容易造成橫向翻傾。而橢圓柱體油罐車具有質(zhì)心低,截面積大等優(yōu)點,這樣液體撞擊灌體的力比較均勻,不容易發(fā)生翻傾。
橢圓柱型油罐車可以利用橢圓曲面的張力,因為橢圓形狀的強度高,抗撞擊能力強,油罐車在形式途中發(fā)生意外可以將損失降到最低。
[1]趙文兵. 臥式儲罐不同液位下的容積簡化計算公式[J]. 安裝, 1996,06:7-9.
[2]王妍玲,李明.橢圓形封頭臥式貯罐液位與容積對應(yīng)關(guān)系的建立[J].齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報,2002,3(1):88-90.