摘 要：氮肥廠用臥式液氨貯罐是由一個(gè)圓筒和兩個(gè)橢圓形封頭構(gòu)成的。 消費(fèi)的液氨是從底部向上填充的,必需用液氨的裝填高度去確定所裝液氨的體積。我廠原先采用卸水計(jì)量法來(lái)找高度(h)與體積V 的函數(shù)關(guān)系,即把氨罐裝滿水,然后把水卸到事后做好的單位體積的水槽，記下液位高度,制造V(h)標(biāo)尺,裝置于貯罐的液位計(jì)上,由液位高度讀出液氨體積數(shù)或分量。如今給大家詳細(xì)引見(jiàn)一種用初等數(shù)學(xué)微積分辦法計(jì)算液氨分量，并用VB 寫一個(gè)計(jì)算液氨分量計(jì)算器。

前言

我公司有五個(gè)φ3000×13080，100m³臥式圓柱貯罐，并間隔氨分解零碎有500m，分解零碎采用DCS 控制，消費(fèi)采用三班倒，班產(chǎn)必需計(jì)量，氨罐液位必需遠(yuǎn)傳到電腦上，然后用液氨計(jì)算器計(jì)算液氨分量，只需輸出接班時(shí)液位高度和交班時(shí)液位高度，就可計(jì)算出當(dāng)班液氨產(chǎn)量。

 采用微積分計(jì)算氨罐體積V首先，氨罐兩個(gè)橢圓形封頭組成一個(gè)橢球，用微積分計(jì)算液位與橢球體積V1 的函數(shù)關(guān)系，然后再計(jì)算液位與臥式圓柱體積V2 的函數(shù)關(guān)系。

液位與臥式圓柱體積V2 的函數(shù)關(guān)系

1.1 計(jì)算橢球的體積V10

V1=πrc∫(1‐(r‐x)2/r2)dx

=πrc∫(1‐(r2‐2rx+x2)/r2)dx

=πrc∫((2rx‐x2)/r2)dx

=πrc∫(2x/r)dx‐∫(x2/r2)dx

=πrc(x2/r‐x3/3r2)

1.2 計(jì)算圓柱體的體積V2

V2=2l∫√r2‐(r‐x)2 dx

=2l∫√2rx‐x2 dx

=l[(x‐r)√2rx‐x2 +r2arcsin[(x‐r)/r] +πr2/2]

V=V1+V2=πrc(x2/r‐x3/3r2)+ l[(x‐r)√2rx‐x2 + r2arcsin[(x‐r)/r]

+πr2/2]

2 用VB 寫一順序來(lái)計(jì)算液位爲(wèi)某一高度x 時(shí)的液氨分量順序如下：

Private Sub RunCommand1_Click()

Dim h, x, y, c, r, l, v1, v2, v, g, q As Single

‘變量聲明

h = Val(InputText1.Text)

c = 0.8: r = 1.5: l = 13.08

x = 3 * h / 100

y = x – r

v1 = 3.14159 * r * c * (x * x / r– x * x * x / 3

/ r / r)

If h = 0 Then

g = 0

OutputText1.Text = g

f = Abs(q – g)

f = Round(f, 3)

OutputText4.Text = f

ElseIf h = 100 Then

g = 61.758

OutputText1.Text = g

f = Abs(q – g)

f = Round(f, 3)

OutputText4.Text = f

ElseIf h > 100 Then

MsgBox “輸出溢值”

Else

v2 = y * Sqr(2 * r * x – x * x) + r * r * Atn(y

/ r / Sqr(1 – y / r * y / r)) + 3.14159 * r * r / 2

v = v1 + v2 * l

g = v * 0.6176 ‘液氨密度：0.6176(15℃)

g = Round(g, 3)

OutputText1.Text = g

End If

h = Val(InputText4.Text)

c = 0.8: r = 1.5: l = 13.08

x = 3 * h / 100

y = x – r

v1 = 3.14159 * r * c * (x * x / r – x * x * x /

3 / r / r)

If h = 0 Then

q = 0

OutputText3.Text = q

f = Abs(q – g)

f = Round(f, 3)

OutputText4.Text = f

ElseIf h = 100 Then

q = 61.758

OutputText3.Text = q

f = Abs(q – g)

f = Round(f, 3)

OutputText4.Text = f

ElseIf h > 100 Then

MsgBox “輸出溢值”

Else

v2 = y * Sqr(2 * r * x – x * x) + r * r * Atn(y

/ r / Sqr(1 – y / r * y / r)) + 3.14159 * r * r / 2

v = v1 + v2 * l

q = v * 0.6176

q = Round(q, 3)

OutputText3.Text = q

f = Abs(q – g)

f = Round(f, 3)

OutputText4.Text = f

End If

End Sub

3 氨罐的裝置要求

         運(yùn)用此計(jì)算公式要求氨罐裝置一臺(tái)液位變送器和一臺(tái)磁翻板液位計(jì)，磁翻板液位計(jì)用來(lái)校準(zhǔn)液位變送器的數(shù)值。假如氨罐間隔分解崗位較近，可以間接在電腦里寫順序，實(shí)時(shí)顯示，假如氨罐間隔分解崗位較遠(yuǎn)，可以選擇用無(wú)線傳輸模塊來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，液位顯示在電腦，然后用液氨分量計(jì)算器計(jì)算液氨分量。此外有三種狀況會(huì)影響計(jì)量的性：① 氨罐制造尺寸能否；② 氨罐裝置能否程度；③ 液位變送器數(shù)值能否；

4 總結(jié)

         我公司五個(gè)液氨貯罐間隔分解崗位比擬遠(yuǎn)，采用無(wú)線傳輸模塊(磁翻板楊維駿帶遠(yuǎn)傳4-20mA電流信號(hào)輸入），把氨罐液位顯示在電腦屏幕上，然后用液位高度計(jì)算液氨分量，經(jīng)過(guò)一年的運(yùn)用，根本，誤差在0.2%以下，可以用在消費(fèi)中計(jì)量各班液氨產(chǎn)量。