变位成品油储油罐罐容精确测定方法.doc

变位储油罐罐容表的精确测定 摘要 当今社会，石油战略储备成为保障国家能源安全极为关键的重要举措，本文就加油站的地下储油的变位识别与储油量的精确定量进行了研究。 针对不同的油罐形状，通过利用空间几何和积分的几何意义得出了罐内储油量与油位高度及变位参数之间的一般关系，建立了相对于实际体积（或者实际体积差）的平均相对误差的最优化模型。 对于问题一：考虑的是较简单的几何图形，并且纵向倾斜角度(固定时，所以油存量只与油位的高度有函数关系，通过利用空间几何和积分的几何意义来建立这个关系。 先对于“无变位的进油”数据，计算理论体积与实际体积的平均相对误差为0.03488。并且我们发现其值稳定在这附近，经过我们的分析，产生这样的原因可能是：在理论油罐中，其内部是完全是空的，没有其他零件；而实际油罐中会有流量计、油位计等其他设备占据一定的空间。所以，引入一个关于理论体积的修正函数，即。利用相对误差进行线性函数拟合，修正后的误差降为了0.0001。再将此方法代入“无变位的出油”数据，也得到了修正后的误差由0.0349降到0.0001。对于“倾斜变位的进油”数据，同样对误差进行二次拟合，得到，其平均相对误差由0.0363降到修正后的0.0016。对于“倾斜变位出油”的数据，其修正前后的平均相对误差误差分为0.0672和0.0570。给出了罐体变位后油位高度间隔为1cm的罐容表标定值。 对于问题二，其实是问题一的延伸，只不过现在所考虑的空间更为复杂，其求体积的积分区间需要分为五个部分来考虑。 由于理论体积中不同的会对应一个体积，要求解变位参数时是一个不适定问题，所以在原来的平均相对误差最小的目标中加入了正则化方法作为新的目标， 通过缩小区间的网格有哪些信誉好的足球投注网站法，确定出变位参数。 同样，由相关数据拟合出适合的修正函数，得出其平均相对误差从0.0398降到修正后的0.0194，从而验证了体积修正方法的正确性。最后，给出罐体变位后油位高度间隔为10cm的罐容表标定值。 本文将复杂庞大的问题分解为一个个小问题，各个击破，大大降低了难度；可移植性强，适合所有的类似问题；运用基于正则化规则的网格有哪些信誉好的足球投注网站法，快捷高效；准确的给出了两套油位-罐容精确很高的对照表。但没有展现出对应于误差的三维分布图像。 关键词：储油罐、平均相对误差、计量、误差修正函数、正则化方法、最优化、网格有哪些信誉好的足球投注网站法 一、问题重述 通常加油站都有若干个储存燃油的地下储油罐，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。 许多储油罐在使用一段时间后，由于地基变形等原因，使罐体的位置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，因此需要定期对罐容表进行重新标定。 现需要运用相关的数学建模方法，针对两个规则的储油罐，进行变位识别与罐容表的重新标定。 （1）考虑小椭圆型储油罐在对罐体无变位和倾斜角为(=4.10的纵向变位两种情况。根据实验数据建立数学模型研究罐体变位后对罐容表的影响，并给出罐体变位后油位高度间隔为1cm的罐容表标定值。 （2）考虑实际储油罐，建立罐体变位后罐内储油量与油位高度及变位参数之间的一般关系。并利用罐体变位后在进/出油过程中的实际检测数据，确定变位参数，并给出罐体变位后油位高度间隔为10cm的罐容表标定值进而分析检验你们模型的正确性与方法的可靠性。 二、模型假设 1、罐体的形状为规则的椭圆柱体，罐体的物理形始终状保持稳定不变。 2、液面相对罐体静止，忽略外界环境(如温度，压强)对罐内油体积变化的影响。 3、不考虑油的液面低于油标时油罐内油的体积。 4、不考虑油漂内的液体的粘滞阻力对油的液面变化的影响，即罐容表可以随时间变化准确地反应油量的变化。 5、油位探针读数精确。 6、忽略油位计无法计数的情况。 三、符号说明 ——坐标轴的横坐标 ——坐标轴的纵坐标 ——椭圆的长半轴长 ——油位读数到油罐左侧 ——油罐的长度 ——测得油位计读数 ——罐体纵向倾斜角度 ——罐体横向偏转角度 ——罐内油的理论体积 ——罐体内的油的深度 ——圆柱体的半径 ——罐内实际油的体积 ——修正后的体积 ——球罐的半径 ——计算与真实值之间的相对误差。 四、问题分析 由题意可知，目的就是建立罐体变位后标定罐容表的数学模型，即罐内储油量与油位高度及变位参数之间的一般关系，以便更准确的得出新的罐容表标定值。 对于问题一，考虑的是较简单的几何图形在只有纵向倾斜角度(时，油存量与油位的高度的函数关系。很容易利用空间几何和积分的几何意义来建立这个函数关系。然而理论情况是实际情况的简化，因此需要对理论值与实际值进行误差分析。并且为了更准确的得出新的罐容表标定值，还可以需要引入一个关于理论体积的修正函数。 对于问题二，其实是问题一的延伸，