椭圆封头卧式储罐相应液位体积计算
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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);l i: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)V h:对应h高度卧罐内储液体积(m3);m h: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。
以储罐底部为起点的液高卧式储罐内储液总体积计算公式:()()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎭⎫ ⎝⎛+=2----arcsin 3212222πr h r r r h r r h Lr L r V h若密度为ρ,则卧式储罐内储液总重量为:hh V m ρ=表1 卧式储罐不同液位下容积(重量)该计算公式推导过程如下卧式储罐不同液位下的容积简化计算公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。
以储罐中心为起点的液高(1)椭圆球体部分该椭圆球体符合椭圆球体公式:2222221x y z a b c ++= 其中a=b=r ,则有222221x y z a c++= 垂直于y 轴分成无限小微元,任一微元面积为:22()yi cS a y aπ=-当液面高度为h 时,椭圆球体内液氨容积为V1=h yi a S dy -⎰ 22()haca y dy aπ-=-⎰3322()33ch a a h a π=-+ (2)直段筒体部分:筒体的纵断面方程为222x y a +=任一微元的面积为yj S = 则筒体部分容积为:2hyj a V S -=⎰ha L -=⎰2(arcsin )2h La a π=+(arcsin)22h a ππ-≤≤ (3)卧式储罐储液总体积总容积为V=V1+V2,V=23242()33ch a a h a π-++2(arcsin )2h La a π+ 此公式中液位高度h 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:⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎭⎫ ⎝⎛+=2-arcsin 3212222πh r r h r h Lr L r V h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:()()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎭⎫ ⎝⎛+=2----arcsin 3212222πr h r r r h r r h Lr L r V h若密度为ρ,则卧式储罐内储液总重量为:hh V m ρ=其它方法如下:第一种方法卧式储罐不同液位下的容积简化计算公卧式储罐内储液总体积计算公式:)]arcsin(2)[(]3)(1)[(222232rr h r h hr r h L r r h r h l V V h -+--+---+=π若密度为ρ,则卧式储罐内储液总重量为:hh V m ρ=此方式用到参数较多ρ、V 、r 、l 、L 、h 。
符号
L(m)R t(m)h(m)hi(m)(E3-D3)/D3Vt(m3)Vf(m3)V(m 3)数值2100.0001000.0001000.000500.0000.0003298672230.000523598766.6673822270996.667卧式椭圆形封头容器不同液位的体积计算
Dt ——筒体内径,m Rt——筒体或球形封头内半径,m h ——液面高度,m V——卧式容器体积,m3hi ——封头曲面深度,m (标准型:hi=1/2Rt ) Vt——筒体部分体积,m3
L ——筒体长度(含封头直边高度),m Vf——封头部分体积,m3
1、 筒体内液体体积计算(如上图):
筒体的截面积方程:X 2+Y 2=Rt 2 故:X=(Rt 2-Y 2)1/2
因此:液面高度为h 时筒体内液体的体积:
2、椭圆封头内液体体积计算(如上图):
椭圆封头的椭球面方程:
]2
arcsin 2)^(1[2^2^2^2π+-+--∙-∙=-=⎰--Rt Rt h Rt Rt h Rt Rt h Rt L dy
y Rt L Vt Rt
h Rt 2^2^2^)/(12
^2^2^2^2^y x Rt Rt hi z hi z Rt y x --=∴=++
因此:当容器内的液面高度为h 时,封头内液体的体积:
]33^233)^()(2^[22^2^2^22^2^0Rt Rt h Rt h Rt Rt hi dx y x Rt dy Rt hi zdxdy
Vf y Rt Rt h Rt
f ----=--==⎰⎰⎰⎰---π。
椭圆封头卧式储罐相应液位体积计算首先,让我们了解一下椭圆封头卧式储罐的结构特点。
椭圆封头卧式储罐由一个圆筒体和两个椭圆形封头组成。
储罐的长轴长度为2a,短轴长度为2b。
液位高度为h,液位高度H在长轴上的位置为x。
储罐的横截面积可以近似看作一个椭圆形。
首先,我们需要计算椭圆封头卧式储罐的横截面积,然后将其乘以液位高度h,即可得到液位对应的体积。
根据椭圆的性质,椭圆的横截面积可以表示为S=πab。
但是由于液位高度H可能在长轴上的任意位置,所以需要对横截面积进行修正。
储罐的长轴上一般会有一条水平导流槽,导流槽的宽度一般为b/8、当液位高度H小于等于b/8时,导流槽会被液体完全淹没,此时椭圆的横截面积可以近似看作是一个圆形,其半径为b/2、当液位高度H大于b/8时,导流槽会露出水面,此时需要计算椭圆截面的面积。
(1)当H>b/8时,椭圆的横截面面积可以通过使用割线法来进行计算。
割线法的基本原理是通过在椭圆上取两个相距一定角度的点来近似表示此两点之间的弧长。
具体的计算公式如下:
L=2a√[1-(x/a)²]
S=πbL/360
其中L表示椭圆截面上两点之间的弧长,S表示椭圆截面的面积。
(2)当H<=b/8时,椭圆的横截面面积近似为一个圆的面积,可以表示为S=π(b/2)²。
通过使用以上的公式,我们可以计算出椭圆封头卧式储罐中液位高度为H的液体体积。
在实际应用中,我们一般将椭圆封头卧式储罐的液位和体积计算与液位计进行配合使用。
液位计可以根据液体的压力、浮力或者声波等原理来实现对液位的准确测量。