自流系統(tǒng)裝車工藝計算

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上油庫設計與管理 題 目 自流系統(tǒng)裝車工藝計算 專業(yè)年級 指導教師 姓名學號 姓名學號 姓名學號 姓名學號 姓名學號 姓名學號 目錄1、題目 裝卸系統(tǒng)，如圖2所示，裝油管設置在集油管中部，且兩側鶴管同時裝油，兩側鶴管對稱布置。油庫油料為車用汽油，操作條件下車用汽油的粘度為 0.6×10-6m2/s，鶴管采用108×4的鋼管，鶴管計算長度為25m，鶴管間距為12.5m，集油管為219×6，輸油管為159×5，輸油管計算長度為1500m，油庫庫容為30000m3，單個罐的容量為3000m3，油罐內徑為16m，罐壁高度為15.85，罐出

2、油口與裝油鶴管出口之間的高差為30m。（1）計算鶴分別管數為20和30，液位高度為3m和10m時所對應的各鶴管流量？（2）操作鶴管數為30，發(fā)油量為1500m3，開始發(fā)油時液位高度為12m ，計算發(fā)油時間？2、原理分析2.1自流裝車系統(tǒng)的數學模型分析為求得在罐內液位高度一定時各鶴管流量，需建立自流裝車系統(tǒng)水力計算的數學模型。如圖1所示的自流裝車系統(tǒng)，設裝車系統(tǒng)的位能為Z+H0，Z為罐內液位高度，H0為罐出口與裝油鶴管出口之間的高差。qi、Qi；di、Di；li、Li；i、i、和ui、Ui分別為第i根鶴管和i段集油管的流量、管徑、長度、摩阻系數和流速。Q0、D0、L0、0和U0分別為輸油管的流量

3、、管徑、管長、摩阻系數和流速。圖 2 自流裝車系統(tǒng)如圖1所示，從流體力學的基本方法可以得出，鶴管2和集油管的交匯點2的能量，必然是供給流經鶴管2和鶴管1及集油管1的流量q2和q1的能量，在此點上兩個系統(tǒng)的摩阻和動能之和必須相等，即 （2）以此類推 （3）因各鶴管流速分別為u1，ui，un，其流量分別為q1，qi，qn，則可求得各段集油管的流速為， 輸油管的流速為設計自流裝車系統(tǒng)時，一般可先假設鶴管和集油管的直徑和長度。這樣在方程（2）中，若知道u1就能求出u2，由方程（3）類推下去，便可求出ui直到un，同時也求出了U1，Ui，Un和U0。因此，鶴管、集油管和輸油管的直徑和長度已確定后，對應油

4、罐內的液位高度Z，方程式（1）成為關于u1的一元非線性方程，可運用弦截法求解方程（1）可得出某時刻一定油罐液位高度Z對應的第一根鶴管流速u1，再由方程（3）求得其余鶴管的流速，從而計算出各段集油管及輸油管的流速和流量。2.2自流裝車時間的計算在設計自流裝車系統(tǒng)時，必須滿足裝車時間的要求。即在一定的位差（H0+Z）下，所選裝油系統(tǒng)的管徑必須滿足預定的流量。由于油罐的液位高度的變化，油品裝車時間是油品液位高度的函數。設油罐的橫截面積為F，輸油管流量為Q0，在d時間內，流向油罐車的油品為Q0d，油罐液位下降為dZ，流出油品為FdZ，它們必然相等，即 （4）在自流裝車系統(tǒng)的各管段直徑和長度、鶴管數確定

5、后，輸油管流量Q0與油罐內的液位高度Z的函數關系可用下式表達。 （5）將式（5）代入式（4）積分得 （6）式中 自流裝車時間，s；Z1裝車前罐內的液位高度，m；Z2裝車后罐內的液位高度，m。如果需要裝車的油品體積為Vr，Z2可按下式計算： （7）由于式（5）無法用解析式表達，式（6）可采用數組插植計算自流裝車時間。3、程序框圖YesYesNo程序啟動計算v1(1),q1(1),1(1),v2(1),q2(1),2(1)i = 2計算v1(i),q1(i),1(i),v2(i),q2(i),2(i)i =i + 1j = n計算q0, v0,0,q = q +qq= mNo計算裝車后液位Z2=Z

6、1-V/A, 用插值法求出Z1, Z2對應的末端鶴管的流量q1, q2利用無窮分割累加求其平均流量Qe，進而計算出裝車時間T程序結束輸入基本數據l1,d1,l2,d2,l0,d0.輸出結果4、程序變量聲明4.1鶴管變量鶴管內徑d1，長度l1,總根數n，流速v1()、v1(n), 假設的摩阻系數1()、1(n), 雷渃數Re1()、Re1(n), 相對粗糙度1()、1(n), 計算的摩阻系數10()、10(n),劃界雷渃數 Re11()、Re11(n), 劃界雷渃數Re12()、Re12(n)，第一根鶴管的假設流量q，每根鶴管流量qq（j，i）4.2集油管變量集油管內徑d2，長度l2, 流速v2

7、 ()、v2(n), 摩阻系數2()、2(n), 雷渃數Re2()、Re2(n), 相對粗糙度2()、2(n),劃界雷渃數 Re21()、Re21(n), 劃界雷渃數Re22()、Re22(n)，總的摩阻損失hl4.3 輸油管變量輸油管內徑d0，長度l0, 流速v0，假設的摩阻系數0，雷渃數Re0，相對粗糙度0，劃界雷渃數 Re01, 劃界雷渃數Re02，平均流量Qe4.4 儲油罐變量儲油罐直徑D，液位初始高度z1,發(fā)油后高度z2，第一根鶴管流量下所對應的液位高度z（j）4.5 其他變量發(fā)油量V，油品黏度，管道絕對粗糙度，油罐出口與鶴管出口間的高差H05、程序代碼5.1 窗體設置程序Priva

8、te Sub Form_Load()Label14.Visible = FalseText13.Visible = FalseText15.Visible = FalseIf Text12.Text = 12 Then '注Text12.Text的輸入需在屬性窗口輸入Label14.Visible = TrueText13.Visible = TrueText15.Visible = TrueText14.Visible = FalseEnd IfEnd Sub5.2 第一根鶴管流速v1(1)和1(1)的計算Private Sub Command1_Click()Dim v1(), 1

9、(), Re1(), 1(), 10(), Re11(), Re12(), v2(), 2(), Re2(), 2(), Re21(), Re22()Dim Q0(20000), z(20000), qq(20000, 30) As Single = Val(Text1.Text): = * 10 -6 '對輸入數據賦值，并化為國際單位 = Val(Text2.Text): = * 10 -3n = Val(Text3.Text)d1 = Val(Text4.Text): d1 = d1 * 10 -3l1 = Val(Text5.Text)l2 = Val(Text6.Text)d2

10、 = Val(Text7.Text): d2 = d2 * 10 -3d0 = Val(Text8.Text): d0 = d0 * 10 -3l0 = Val(Text9.Text)D = Val(Text10.Text)H0 = Val(Text11.Text)z1 = Val(Text12.Text)V = Val(Text13.Text)ReDim v1(n), 1(n), Re1(n), 1(n), 10(n), Re11(n), Re12(n), v2(n), 2(n), Re2(n), 2(n), Re21(n), Re22(n) = 3.14For q = 0. To 0.02

11、 Step 0. '假設第一根鶴管流量為0.m3/s,該鶴管每次增量也為0.m3/sv1(1) = 4 * q / ( * d1 2) '第一根鶴管流速的計算Re1(1) = v1(1) * d1 / 1(1) = 2 * / d1Re11(1) = 59.7 / (1(1) (8 / 7)Re12(1) = (665 - 765 * (Log(1(1) / Log(10) / 1(1)If Re1(1) <= 2000 Then '第一根鶴管1(1)的計算1(1) = 64 / Re1(1)ElseIf Re1(1) > 2000 And Re1(1) &

12、lt; 3000 Then1(1) = 0.16 / Re1(1) 0.25ElseIf Re1(1) >= 3000 And Re1(1) <= Re11(1) Then1(1) = 0.3164 / Re1(1) 0.25ElseIf Re1(1) > Re11(1) And Re1(1) <= Re12(1) Then1(1) = (1.8 * Log(6.8 / Re1(1) + (1(1) / 7.4) 1.11) / Log(10) -2ElseIf Re1(1) > Re12(1) Then1(1) = 1 / (1.74 - 2 * Log(1(1

13、) / Log(10) 2End If5.3 第一根集油管流速v2(1)和2(1)的計算v2(1) = 4 * q / ( * d2 2) '第一根集油管流速的計算Re2(1) = v2(1) * d2 / 2(1) = 2 * / d2Re21(1) = 59.7 / (2(1) (8 / 7)Re22(1) = (665 - 765 * (Log(2(1) / Log(10) / 2(1)If Re2(1) <= 2000 Then '第一根集油管2(1)的計算2(1) = 64 / (Re2(1)ElseIf Re2(1) > 2000 And Re2(1)

14、< 3000 Then2(1) = 0.16 / Re2(1) 0.25ElseIf Re2(1) >= 3000 And Re2(1) <= Re21(1) Then2(1) = 0.3164 / Re2(1) 0.25ElseIf Re2(1) > Re21(1) And Re2(1) <= Re22(1) Then2(1) = (1.8 * Log(6.8 / Re2(1) + (2(1) / 7.4) 1.11) / Log(10) -2ElseIf Re2(1) > Re22(1) Then2(1) = 1 / (1.74 - 2 * Log(2(

15、1) / Log(10) 2End If5.4 第i根鶴管流速v1(i)和1(i)的計算For i = 2 To n '第i根鶴管的計算1(i) = 0.001: g = 9.8Do '第i根鶴管1(i)的計算v1(i) = Sqr(v1(i - 1) 2 / (2 * g) + 1(i - 1) * l1 * v1(i - 1) 2 / (d1 * 2 * g) + 2(i - 1) * l2 * v2(i - 1) 2 / (d2 * 2 * g) / (1 / (2 * g) + 1(i) * l1 / (d1 * 2 * g) '第i根鶴管流速的計算1(i) =

16、 1(i) + 0.001Re1(i) = v1(i) * d1 / 1(i) = 2 * / d1Re11(i) = 59.7 / (1(i) (8 / 7)Re12(i) = (665 - 765 * (Log(1(i) / Log(10) / 1(i)If Re1(i) <= 2000 Then10(i) = 64 / Re1(i)ElseIf Re1(i) > 2000 And Re1(i) < 3000 Then10(i) = 0.16 / Re1(i) 0.25ElseIf Re1(i) >= 3000 And Re1(i) <= Re11(i) Th

17、en10(i) = 0.3164 / Re1(i) 0.25ElseIf Re1(i) > Re11(i) And Re1(i) <= Re12(i) Then10(i) = (1.8 * Log(6.8 / Re1(i) + (1(i) / 7.4) 1.11) / Log(10) -2ElseIf Re1(i) > Re12(i) Then10(i) = 1 / (1.74 - 2 * Log(1(i) / Log(10) 2End IfLoop While (Abs(1(i) - 10(i) > 0.001) '第i根鶴管假設值1(i)與計算值10(i)的

18、比較5.5 第i根集油管流速v2(i)、2(i)和每根鶴管流量qq(j, i)的計算v2(i) = (d1 2 * v1(i) + d2 2 * v2(i - 1) / d2 2 ' '第i根集油管流速的計算Re2(i) = v2(i) * d2 / 2(i) = 2 * / d2Re21(i) = 59.7 / (2(i) (8 / 7)Re22(i) = (665 - 765 * (Log(2(i) / Log(10) / 2(i)If Re2(i) <= 2000 Then '第i根集油管2(i)的計算2(i) = 64 / (Re2(i)ElseIf Re

19、2(i) > 2000 And Re2(i) < 3000 Then2(i) = 0.16 / Re2(i) 0.25ElseIf Re2(i) >= 3000 And Re2(i) <= Re21(i) Then2(i) = 0.3164 / Re2(i) 0.25ElseIf Re2(i) > Re21(i) And Re2(i) <= Re22(i) Then2(i) = (1.8 * Log(6.8 / Re2(i) + (2(i) / 7.4) 1.11) / Log(10) -2ElseIf Re2(i) > Re22(i) Then2(i

20、) = 1 / (1.74 - 2 * Log(2(i) / Log(10) 2End Ifj = q * qq(j, i) = 1 / 4 * * d1 2 * v1(i) '第i根鶴管流量的計算Next i5.6 輸油管流量Q0(j)、流速v0和0的計算Q0(j) = 1 / 4 * * d2 2 * v2(n) * 2 '輸油管流量的計算V0 = 4 * Q0(j) / ( * d0 2) '輸油管流速的計算Re0 = V0 * d0 / 0 = 2 * / d0Re01 = 59.7 / (0 (8 / 7)Re02 = (665 - 765 * (Log(0)

21、 / Log(10) / 0If Re0 <= 2000 Then '輸油管0的計算0 = 64 / Re0ElseIf Re0 > 2000 And Re0 < 3000 Then0 = 0.16 / Re0 0.25ElseIf Re0 >= 3000 And Re0 <= Re01 Then0 = 0.3164 / Re0 0.25ElseIf Re0 > Re01 And Re0 <= Re02 Then0 = (1.8 * Log(6.8 / Re0 + (0 / 7.4) 1.11) / Log(10) -2ElseIf Re0 &

22、gt; Re02 Then0 = 1 / (1.74 - 2 * Log(0) / Log(10) 2End If5.7 所需油罐液位高度z（j）的計算For i = 1 To n '集油管摩阻的計算hl = hl + 2(i) * l2 * v2(i) 2 / (d2 * 2 * g)Next iz(j) = 0 * l0 * V0 2 / (d0 * 2 * g) + hl + 1(1) * l1 * v1(1) 2 / (d1 * 2 * g) + v1(1) 2 / (2 * g) - H0 '所需液位高差的計算Next q5.8 插值法找到初始液位高度z1與發(fā)油后的液

23、位高度z2下所對應的第一根鶴管的流量A = 1 / 4 * * D 2j = 1Do While (Abs(z(j) - z1) > 1) '用插值的方法查出末端鶴管在油罐液位z1下所對應的流量q1=j1/j = j + 1Loopj1 = jIf Text12.Text =12 Thenz2 = z1 - V / A '發(fā)出油品后油罐所對應的液位z2j = 1Do While (Abs(z(j) - z2) > 1) '用插值的方法查出末端鶴管在油罐液位z2下所對應的流量q2=j2/j = j + 1Loopj2 = j5.9 平均流量與裝車時間的計算For j = j1 To j2 Step -1Qz = Q0(j) + Qz '利用無窮分割累加求其平均流量Qe，進而計算出裝車時間TNext jQe = Qz / (j1 - j2)T = V / Qe '根據平均流量Qe，計