卧式储罐不同液位下的容积计算.docx

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卧式储罐不同液位下的容积计算

卧式储罐不同液位下的容积计算

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：

筒体的纵断面方程为

任一微元的面积为

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ﻫ（m3）

储罐半径ﻫ（m）

封头高度ﻫ（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的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ﻫ（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ﻫ（m）

封头高度ﻫ（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的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ﻫ（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的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。

５８

0.3２５

3.786　

３。

786

1

50

2.６

0．65

8.５8

1.３

24．1０9　

24．109

-3.5６%

１

50

２。

6

0.65

8.5８

２。

2７5

5２。

２55　

5２。

25５

１

5０

2.6

0。

６5

8.58

2.6

#DIV/0!

此公式是由体积公式推算的，相对误差较大，如储罐中储液在一般高度时,体积间误差偏大。

此外，由于公式中存在分数，液高为0和最大公式不适用。

三种方法对比详见exｃel表格。

...谢阅...