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卧式储罐不同液位容积(质量)计算
椭圆形封头卧式储罐图
参数:
l:椭圆封头曲面高度(m);
li:椭圆封头直边长度(m);
L:卧罐圆柱体部分长度(m);
r:卧式储罐半径(d/2,m);
d:卧式储罐内径,(m)
h:储液液位高度(m);
V:卧式储罐总体积(m3);
ρ:储液密度(kg/m3)
Vh:对应h高度卧罐内储液体积(m3);
mh:对应h高度卧罐内储液重量(kg);
椭圆形封头卧式储罐由直段筒体及两侧封头组焊而成,去掉直段筒体,两侧封头可组成椭圆球体。简化模型图如下。
卧式储罐内储液总体积计算公式:
若密度为ρ,则卧式储罐内储液总重量为:
表1卧式储罐不同液位下容积(重量)
ρ
r
L
h
Vh
mh
液体密度
(kg/m3)
储罐半径
(m)
圆柱体部分长度(m)
储液液位高度(m)
储液体积
(m3)
储液重量
(kg)
备注:
该计算公式推导过程如下
椭圆形封头卧式储罐由直段筒体及两侧封头组焊而成,去掉直段筒体,两侧封头可组成椭圆球体。
(1)椭圆球体部分
该椭圆球体符合椭圆球体公式:
其中a=b=r,则有
垂直于y轴分成无限小微元,任一微元面积为:
当液面高度为h时,椭圆球体内液氨容积为
V1=
(2)直段筒体部分:
筒体得纵断面方程为
任一微元得面积为
则筒体部分容积为:
(3)卧式储罐储液总体积
总容积为V=V1+V2,
V=+
此公式中液位高度h就是以储罐内径中心为原点,其中a=b=r
化简后卧式储罐储液总体积为:
实例:某热电厂液氨罐尺寸为:储罐体积50m3,直段筒体长度L1=8480mm,封头直段长度L2=40mm(圆柱体部分长度为(L1+L2/2)=8580mm),筒体半径R=a=b=1300mm,封头高度c=650mm
ρ
V
r
l
L
h
h尺
Vh
mh
误差
液体密度(kg/m3)
储罐总体积
(m3)
储罐半径
(m)
封头高度
(m)
圆柱体部分长度(m)
储液液位高度(中点为坐标原点)(m)
实际标尺刻度
储液体积(m3)
储液重量(kg)
不同液高下计算得到得体积与实际储液体积间误差
1
50
1、3
0、65
8、58
-1、3
0
0、000
0、000
0、00%
1
50
1、3
0、65
8、58
-0、975
0、325
3、619
3、619
1
50
1、3
0、65
8、58
0
1、3
25、078
25、078
0、31%
1
50
1、3
0、65
8、58
0、975
2、275
46、537
46、537
1
50
1、3
0、65
8、58
1、3
2、6
50、155
50、155
0、31%
若液位高度h以卧罐底部为起点,如下图
则卧式储罐内储液总体积计算公式:
若密度为ρ,则卧式储罐内储液总重量为:
ρ
r
L
h
Vh
mh
液体密度
(kg/m3)
储罐半径
(m)
圆柱体部分长度(m)
储液液位高度(m)
储液体积
(m3)
储液重量(kg)
1
1、3
8、58
0、325
3、619
3、619
1
1、3
8、58
1、3
25、078
25、078
1
1、3
8、58
2、275
46、537
46、537
其它方法如下:
第一种方法
卧式储罐内储液总体积计算公式:
若密度为ρ,则卧式储罐内储液总重量为:
ρ
V
r
l
L
h
Vh
mh
误差
液体密度(kg/m3)
储罐总体积
(m3)
储罐半径
(m)
封头高度
(m)
圆柱体部分长度(m)
储液液位高度(m)
储液体积(m3)
储液重量(kg)
不同液高下计算得到得体积与实际储液体积间误差
1
50
1、3
0、65
8、58
0
-1、315
出现负数,不复合实际
1
50
1、3
0、65
8、58
0、325
2、276
2、276
1
50
1、3
0、65
8、58
1、3
25、000
25、000
0、00%
1
50
1、3
0、65
8、58
2、275
47、724
47、724
1
50
1、3
0、65
8、58
2、6
51、315
2、63%
此方式用到参数较多ρ、V、r、l、L、h。当液高为0时理论上液体体积应为0,此公式结果为负值,不合逻辑。
第二种方法
卧式储罐内储液总体积计算公式:
若密度为ρ,则卧式储罐内储液总重量为:
ρ
V
d
l
L
h
Vh
mh
误差
液体密度(kg/m3)
储罐总体积
(m3)
储罐直径
(m)
封头高度
(m)
圆柱体部分长度(m)
储液液位高度(m)
储液体积(m3)
储液重量(kg)
不同液高下计算得到得体积与实际储液体积间误差
1
50
2、6
0、65
8、58
0
#DIV/0!
1
50
2、6
0、65
8、5
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