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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于儲(chǔ)液化氣罐的變位識(shí)別與罐容表標(biāo)定問題的研究
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 簡(jiǎn)介：
- 通?；S都有若干個(gè)儲(chǔ)液化氣罐，通過預(yù)先標(biāo)定的罐容表進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算，以得到罐內(nèi)液化氣位高度和儲(chǔ)液化氣量的變化情況。 液化氣罐在進(jìn)液化氣和出液化氣時(shí)，由于罐內(nèi)壓強(qiáng)改變，導(dǎo)致液化氣有氣體和液體兩種狀態(tài)的轉(zhuǎn)變，此時(shí)，用儀表量得的液化氣高度（液體部分）就會(huì)相應(yīng)的變化。我們通過推導(dǎo)計(jì)算研究這種變化關(guān)系，有利于工廠的管理及資源的合理配置。
- 詳細(xì)介紹：
- 通常化工廠都有若干個(gè)儲(chǔ)液化氣罐，并且一般都有與之配套的“液化氣位計(jì)量管理系統(tǒng)”，采用流量計(jì)和液化氣位計(jì)來測(cè)量進(jìn)/出液化氣量與罐內(nèi)液化氣位高度等數(shù)據(jù)，通過預(yù)先標(biāo)定的罐容表（即罐內(nèi)液化氣位高度與儲(chǔ)液化氣量的對(duì)應(yīng)關(guān)系）進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算，以得到罐內(nèi)液化氣位高度和儲(chǔ)液化氣量的變化情況。 液化氣罐在進(jìn)液化氣和出液化氣時(shí)，由于罐內(nèi)壓強(qiáng)改變，導(dǎo)致液化氣有氣體和液體兩種狀態(tài)的轉(zhuǎn)變，此時(shí)，用儀表量得的液化氣高度（液體部分）就會(huì)相應(yīng)的變化。我們通過推導(dǎo)計(jì)算研究這種變化關(guān)系，有利于工廠的管理及資源的合理配置。 許多儲(chǔ)液化氣罐在使用一段時(shí)間后，由于車體長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)車位變形車身磨損等原因，使罐體的位置會(huì)發(fā)生縱向傾斜和橫向偏轉(zhuǎn)等變化，從而導(dǎo)致罐容表發(fā)生改變。按照有關(guān)規(guī)定，需要定期對(duì)罐容表進(jìn)行重新標(biāo)定，以提高儲(chǔ)液化氣罐的計(jì)量精度和自動(dòng)化管理水平，具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。 我們特用數(shù)學(xué)建模方法研究?jī)?chǔ)液化氣罐的變位識(shí)別與罐容表標(biāo)定的問題。 為了掌握罐體變位后對(duì)罐容表的影響，利用小橢圓型儲(chǔ)液化氣罐（兩端平頭的橢圓柱體），分別對(duì)罐體無變位和有傾斜角的縱向變位兩種情況做了實(shí)驗(yàn)。建立了數(shù)學(xué)模型研究罐體變位后對(duì)罐容表的影響，并給出了罐體變位后液化氣位高度間隔為1cm的罐容表標(biāo)定值。 （2）對(duì)于實(shí)際儲(chǔ)液化氣罐，建立了罐體變位后標(biāo)定罐容表的數(shù)學(xué)模型，即罐內(nèi)儲(chǔ)液化氣量與液化氣位高度及變位參數(shù)之間的一般關(guān)系。利用罐體變位后在進(jìn)/出液化氣過程中的實(shí)際檢測(cè)數(shù)據(jù)，根據(jù)所建立的數(shù)學(xué)模型確定出了變位參數(shù)，并給出了罐體變位后液化氣位高度間隔為10cm的罐容表標(biāo)定值。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 我們研究?jī)?chǔ)液化氣罐問題的目的是想通過建立一種新的模型，便于工廠的管理及資源的配置。 液化氣罐在進(jìn)液化氣和出液化氣時(shí)，由于罐內(nèi)壓強(qiáng)改變，導(dǎo)致液化氣有氣體和液體兩種狀態(tài)的轉(zhuǎn)變，此時(shí)，用儀表量得的液化氣高度（液體部分）就會(huì)相應(yīng)的變化。我們通過推導(dǎo)計(jì)算研究這種變化關(guān)系，有利于工廠的管理及資源的合理配置。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 我們的問題是基于實(shí)際情況來研究的，有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)性和可操作性，并且為化工廠的分析帶來了便利。通過編程得到了無變位和有變位兩種情況下液化氣罐的儲(chǔ)液化氣量和液化氣高度的關(guān)系并繪制出了關(guān)系圖像，并用最小二乘法算出了在實(shí)際情況允許內(nèi)的誤差大小。我們研究的獨(dú)到之處在于對(duì)于影響問題理論研究的因素做出了可靠性和可行性的假設(shè)，并且做出了模型優(yōu)化與改進(jìn)。我們運(yùn)用了數(shù)學(xué)中的微積分理論，將數(shù)學(xué)應(yīng)用于實(shí)際。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 因?yàn)榇藛栴}是基于實(shí)際問題研究的，所以數(shù)據(jù)來源真實(shí)可靠，并且通過已知數(shù)據(jù)擬合出未來的發(fā)展走勢(shì)，具有預(yù)見性。我們建立的模型可以應(yīng)用在化工廠液化氣罐的分析中，通過儀表測(cè)量出液化氣的高度，即可得知罐內(nèi)的液體與氣體的比例，以及液體的體積。對(duì)于有變位時(shí)的情況，同樣可得出類似結(jié)論，即可以通過我們建立的模型得出的計(jì)算公式，算出所需數(shù)據(jù)，節(jié)約了工廠的儀器成本，使工廠的操作步入現(xiàn)代化和科學(xué)化的軌道。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 本文介紹了儲(chǔ)液化氣量 與液化氣面高度 的函數(shù)關(guān)系 。其中研究的儲(chǔ)液化氣罐分兩種類型，一種為小橢圓型儲(chǔ)液化氣罐，另外一種為實(shí)際生產(chǎn)中的儲(chǔ)液化氣罐。 問題一：對(duì)于小橢圓型儲(chǔ)液化氣罐，分兩種情況分析，第一，儲(chǔ)液化氣罐無變位時(shí)，應(yīng)用微元法，通過對(duì)液化氣面與截面橢圓相交得到的弓形面積求積分，得到其儲(chǔ)液化氣量與液化氣面高度的關(guān)系。然后作出此時(shí)的函數(shù)圖像，再根據(jù)附錄中給出儲(chǔ)液化氣罐的無變位時(shí)的進(jìn)出液化氣關(guān)系，畫出液化氣面高度與儲(chǔ)液化氣量間的散點(diǎn)圖。算出同一液化氣面高度時(shí)，實(shí)際測(cè)量值與理論值之間的平均絕對(duì)誤差與平均相對(duì)誤差。并由平均絕對(duì)誤差與罐體總?cè)莘e的比值可知，誤差小于5%，符合實(shí)際情況，驗(yàn)證了我們所建立的積分方程模型的正確性。第二儲(chǔ)液化氣罐發(fā)生變位傾斜時(shí)，也用微元法，對(duì)液化氣面與截面橢圓所圍的面積積分，亦可得儲(chǔ)液化氣量與液化氣面高度的關(guān)系。然后作出此時(shí)的函數(shù)圖像 ，再根據(jù)附錄1中，給出儲(chǔ)液化氣罐發(fā)生變位傾斜時(shí)的進(jìn)出液化氣關(guān)系，畫出液化氣面高度與儲(chǔ)液化氣量間的散點(diǎn)圖。算出同一液化氣面高度時(shí)，實(shí)際測(cè)量值與理論值之間的平均絕對(duì)誤差與平均相對(duì)誤差。
獲獎(jiǎng)情況
- 2010年于天津師范大學(xué)獲得教育部高等教育司與中國(guó)工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)聯(lián)合舉辦的“高教社杯”全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽本科組二等獎(jiǎng)。
鑒定結(jié)果
- 通過學(xué)院和學(xué)校相關(guān)老師的鑒定，該組同學(xué)完成的論文確實(shí)是真實(shí)可信的，有較強(qiáng)的可操作性。從我國(guó)目前的研究現(xiàn)狀，本課題具有一定的研究?jī)r(jià)值和研究空間，特予以批準(zhǔn)完成。
參考文獻(xiàn)
- [1].戰(zhàn)景林 王春平 王喜忠，傾斜橢平頂臥式罐容積的計(jì)算，中國(guó)計(jì)量，2006年第4期 [2]管冀年 趙海，品體積標(biāo)定的實(shí)用方法 [3]李志榮，橢圓柱型臥式液化氣罐容積的計(jì)算 [4] 孫志剛 許克軍，大型儲(chǔ)液化氣罐有限元分析即優(yōu)化設(shè)計(jì) [5] 宗衛(wèi)峰 顧建華，固定式液化氣體儲(chǔ)存容器裝量系數(shù)的確定
同類課題研究水平概述
- 據(jù)考證，國(guó)內(nèi)同類課題研究處于初級(jí)階段，在理論與實(shí)踐的結(jié)合上缺少比較充分的論證。
