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倾斜卧式储油罐油量标定的实用方法
摘要
储油罐长期使用会产生变位,从而使罐容表的标定值与理论值存在误差。因
此,需要进行识别变位并对罐容表进行重新标定。
首先,对小椭圆形储油罐进行研究:利用微积分知识建立了平头罐无变位情
况下罐内油量和油位高度关系的数学模型,并在此基础上建立了纵向倾角
4.1 时罐内油量和油位高度关系的 理论模型,利用用龙贝格积分公式求解不
同油位高度时储油量的数值解,进而进行罐容表的标定。
其次,对实际储油罐进行研究:将油位高度分成三种情况,在每种情况下,
对球冠、筒身的油量与油位高度的函数关系进行了分别推导。在计算球冠内油量
与油位高度的关系时采用了拆补法,边缘情况使用了近似计算。对于最终建立的
储油量和油位高度关系理论模型,利用最小二乘法和单目标优化的的方法进行参
数估计,求得:
2.14 °=4.6 °
得到α和β后,对罐容量进行重新标定。检验模型时利用相对标准偏差的思
想,构造评价函数 ,得到结果 0.0055% ,误差极其微小,说明了所建模型
的正确性和可靠性。
所建模型充分利用了附表中的数据,并合理地筛选了有效数据,适于推广到
运输,化工,储藏行业。
关键词:龙贝格积分法,最小二乘法,单目标优化,误差分析
目录
1.问题重述2
2.问题分析2
3.模型假设2
4.符号说明3
5.模型建立与求解4
5.1小椭圆型储油罐的罐容表标定4
5.1.1罐体无变位时的罐容表标定4
5.1.2纵向变位倾斜角α=4.1°时的罐容表标定5
5.2实际储油罐的罐容表标定10
5.2.1油罐内油料体积的计算10
5.2.2利用最小二乘法对α、β进行估计14
5.2.3误差分析及模型检验15
6.模型分析16
7.参考文献17
8.附录17
8.1 附录一 龙贝格积分matlab程序17
8.2 附录二 参数估计的C++程序 18
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1.问题重述
通常加油站都有若干地下储油罐,许多储油罐在使用一段时间后,罐体
的位置会发生纵向倾斜和横向偏转等变化,需要定期对罐容表重新标定。本
题要求用数学建模的方法研究以下两个问题:
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