自流系統(tǒng)裝車工藝計算

自流系統(tǒng)裝車工藝計算自流系統(tǒng)裝車工藝計算自流系統(tǒng)裝車工藝計算V:1.0精細整理，僅供參考自流系統(tǒng)裝車工藝計算日期：20xx年X月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 22、原理分析 2自流裝車系統(tǒng)的數(shù)學模型分析 2自流裝車時間的計算 33、程序框圖 54、程序變量聲明 6鶴管變量 6集油管變量 6輸油管變量 6儲油罐變量 6其他變量 65、程序代碼 6窗體設置程序 6第一根鶴管流速v1(1)和λ1(1)的計算 7第一根集油管流速v2(1)和λ2(1)的計算 8第i根鶴管流速v1(i)和λ1(i)的計算 8第i根集油管流速v2(i)、λ2(i)和每根鶴管流量qq(j,i)的計算 9輸油管流量Q0(j)、流速v0和λ0的計算 10所需油罐液位高度z（j）的計算 10插值法找到初始液位高度z1與發(fā)油后的液位高度z2下所對應的第一根鶴管的流量 11平均流量與裝車時間的計算 11程序的輸出 116、運行界面 12鶴管數(shù)20、液位高度為3m時所對應的各鶴管流量 12鶴管數(shù)30、液位高度10m時所對應的各鶴管流量 13鶴管數(shù)為30，發(fā)油量為1500m3，開始發(fā)油時液位高度為12m所對應的發(fā)油時間 137、上機實驗總結(jié) 141、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(cè)鶴管同時裝油，兩側(cè)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×10-6m2/s，鶴管采用Φ108×4的鋼管，鶴管計算長度為25m，鶴管間距為，集油管為Φ219×6，輸油管為Φ159×5，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(nèi)徑為16m，罐壁高度為，罐出油口與裝油鶴管出口之間的高差為30m。

（1）計算鶴分別管數(shù)為20和30，液位高度為3m和10m 2、原理分析自流裝車系統(tǒng)的數(shù)學模型分析為求得在罐內(nèi)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(shù)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(nèi)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；λi、Λi、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(shù)和流速。Q0、D0、L0、λ0和U0分別為輸油管的流量、管徑、管長、摩阻系數(shù)和流速。圖圖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(jīng)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，對應油罐內(nèi)的液位高度Z，方程式（1）成為關(guān)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。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(shù)。設油罐的橫截面積為F，輸油管流量為Q0，在dτ時間內(nèi)，流向油罐車的油品為Q0dτ，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(shù)確定后，輸油管流量Q0與油罐內(nèi)的液位高度Z的函數(shù)關(guān)系可用下式表達。（5）將式（5）代入式（4）積分得（6）式中τ—自流裝車時間，s；Z1—裝車前罐內(nèi)的液位高度，m；Z2—裝車后罐內(nèi)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(shù)組插植計算自流裝車時間τ。3、程序框圖YesYesYesNo程序啟動計算v1(1),q1(1),λ1(1),v2(1),q2(1),λ2(1)i=2計算v1(i),q1(i),λ1(i),v2(i),q2(i),λ2(i)i=i+1j=n計算q0,v0,λ0,q=q+Δqq=mNo計算裝車后液位Z2=Z1-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(jié)束輸入基本數(shù)據(jù)l1,d1,l2,d2,l0,d0….輸出結(jié)果4、程序變量聲明鶴管變量鶴管內(nèi)徑d1，長度l1,總根數(shù)n，流速v1()、v1(n),假設的摩阻系數(shù)λ1()、λ1(n),雷渃數(shù)Re1()、Re1(n),相對粗糙度ξ1()、ξ1(n),計算的摩阻系數(shù)λ10()、λ10(n),劃界雷渃數(shù)Re11()、Re11(n),劃界雷渃數(shù)Re12()、Re12(n)，第一根鶴管的假設流量q，每根鶴管流量qq（j，i）集油管變量集油管內(nèi)徑d2，長度l2,流速v2()、v2(n),摩阻系數(shù)λ2()、λ2(n),雷渃數(shù)Re2()、Re2(n),相對粗糙度ξ2()、ξ2(n),劃界雷渃數(shù)Re21()、Re21(n),劃界雷渃數(shù)Re22()、Re22(n)，總的摩阻損失hl輸油管變量輸油管內(nèi)徑d0，長度l0,流速v0，假設的摩阻系數(shù)λ0，雷渃數(shù)Re0，相對粗糙度ξ0，劃界雷渃數(shù)Re01,劃界雷渃數(shù)Re02，平均流量Qe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）其他變量發(fā)油量V，油品黏度ν，管道絕對粗糙度Δ，油罐出口與鶴管出口間的高差H05、程序代碼窗體設置程序PrivateSubForm_Load()=False=False=FalseIf=12Then'注的輸入需在屬性窗口輸入=True=True=True=FalseEndIfEndSub第一根鶴管流速v1(1)和λ1(1)的計算PrivateSubCommand1_Click()Dimv1(),λ1(),Re1(),ξ1(),λ10(),Re11(),Re12(),v2(),λ2(),Re2(),ξ2(),Re21(),Re22()DimQ0(20000),z(20000),qq(20000,30)AsSingleν=Val:ν=ν*10^-6'對輸入數(shù)據(jù)賦值，并化為國際單位Δ=Val:Δ=Δ*10^-3n=Vald1=Val:d1=d1*10^-3l1=Vall2=Vald2=Val:d2=d2*10^-3d0=Val:d0=d0*10^-3l0=ValD=ValH0=Valz1=ValV=ValReDimv1(n),λ1(n),Re1(n),ξ1(n),λ10(n),Re11(n),Re12(n),v2(n),λ2(n),Re2(n),ξ2(n),Re21(n),Re22(n)π=Forq=ToStep'假設第一根鶴管流量為s,該鶴管每次增量也為sv1(1)=4*q/(π*d1^2)'第一根鶴管流速的計算Re1(1)=v1(1)*d1/νξ1(1)=2*Δ/d1Re11(1)=/(ξ1(1)^(8/7))Re12(1)=(665-765*(Log(ξ1(1))/Log(10)))/ξ1(1)IfRe1(1)<=2000Then'第一根鶴管λ1(1)的計算λ1(1)=64/Re1(1)ElseIfRe1(1)>2000AndRe1(1)<3000Thenλ1(1)=/Re1(1)^ElseIfRe1(1)>=3000AndRe1(1)<=Re11(1)Thenλ1(1)=/Re1(1)^ElseIfRe1(1)>Re11(1)AndRe1(1)<=Re12(1)Thenλ1(1)=*Log/Re1(1)+(ξ1(1)/^/Log(10))^-2ElseIfRe1(1)>Re12(1)Thenλ1(1)=1/-2*Log(ξ1(1))/Log(10))^2EndIf第一根集油管流速v2(1)和λ2(1)的計算v2(1)=4*q/(π*d2^2)'第一根集油管流速的計算Re2(1)=v2(1)*d2/νξ2(1)=2*Δ/d2Re21(1)=/(ξ2(1)^(8/7))Re22(1)=(665-765*(Log(ξ2(1))/Log(10)))/ξ2(1)IfRe2(1)<=2000Then'第一根集油管λ2(1)的計算λ2(1)=64/(Re2(1))ElseIfRe2(1)>2000AndRe2(1)<3000Thenλ2(1)=/Re2(1)^ElseIfRe2(1)>=3000AndRe2(1)<=Re21(1)Thenλ2(1)=/Re2(1)^ElseIfRe2(1)>Re21(1)AndRe2(1)<=Re22(1)Thenλ2(1)=*Log/Re2(1)+(ξ2(1)/^/Log(10))^-2ElseIfRe2(1)>Re22(1)Thenλ2(1)=1/-2*Log(ξ2(1))/Log(10))^2EndIf第i根鶴管流速v1(i)和λ1(i)的計算Fori=2Ton'第i根鶴管的計算λ1(i)=:g=Do'第i根鶴管λ1(i)的計算v1(i)=Sqr((v1(i-1)^2/(2*g)+λ1(i-1)*l1*v1(i-1)^2/(d1*2*g)+λ2(i-1)*l2*v2(i-1)^2/(d2*2*g))/(1/(2*g)+λ1(i)*l1/(d1*2*g)))'第i根鶴管流速的計算λ1(i)=λ1(i)+Re1(i)=v1(i)*d1/νξ1(i)=2*Δ/d1Re11(i)=/(ξ1(i)^(8/7))Re12(i)=(665-765*(Log(ξ1(i))/Log(10)))/ξ1(i)IfRe1(i)<=2000Thenλ10(i)=64/Re1(i)ElseIfRe1(i)>2000AndRe1(i)<3000Thenλ10(i)=/Re1(i)^ElseIfRe1(i)>=3000AndRe1(i)<=Re11(i)Thenλ10(i)=/Re1(i)^ElseIfRe1(i)>Re11(i)AndRe1(i)<=Re12(i)Thenλ10(i)=*Log/Re1(i)+(ξ1(i)/^/Log(10))^-2ElseIfRe1(i)>Re12(i)Thenλ10(i)=1/-2*Log(ξ1(i))/Log(10))^2EndIfLoopWhile(Abs(λ1(i)-λ10(i))>'第i根鶴管假設值λ1(i)與計算值λ10(i)的比較第i根集油管流速v2(i)、λ2(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/νξ2(i)=2*Δ/d2Re21(i)=/(ξ2(i)^(8/7))Re22(i)=(665-765*(Log(ξ2(i))/Log(10)))/ξ2(i)IfRe2(i)<=2000Then'第i根集油管λ2(i)的計算λ2(i)=64/(Re2(i))ElseIfRe2(i)>2000AndRe2(i)<3000Thenλ2(i)=/Re2(i)^ElseIfRe2(i)>=3000AndRe2(i)<=Re21(i)Thenλ2(i)=/Re2(i)^ElseIfRe2(i)>Re21(i)AndRe2(i)<=Re22(i)Thenλ2(i)=*Log/Re2(i)+(ξ2(i)/^/Log(10))^-2ElseIfRe2(i)>Re22(i)Thenλ2(i)=1/-2*Log(ξ2(i))/Log(10))^2EndIfj=q*1000000qq(j,i)=1/4*π*d1^2*v1(i)'第i根鶴管流量的計算Nexti輸油管流量Q0(j)、流速v0和λ0的計算Q0(j)=1/4*π*d2^2*v2(n)*2'輸油管流量的計算V0=4*Q0(j)/(π*d0^2)'輸油管流速的計算Re0=V0*d0/νξ0=2*Δ/d0Re01=/(ξ0^(8/7))Re02=(665-765*(Log(ξ0)/Log(10)))/ξ0IfRe0<=2000Then'輸油管λ0的計算λ0=64/Re0ElseIfRe0>2000AndRe0<3000Thenλ0=/Re0^ElseIfRe0>=3000AndRe0<=Re01Thenλ0=/Re0^ElseIfRe0>Re01AndRe0<=Re02Thenλ0=*Log/Re0+(ξ0/^/Log(10))^-2ElseIfRe0>Re02Thenλ0=1/-2*Log(ξ0)/Log(10))^2EndIf所需油罐液位高度z（j）的計算Fori=1Ton'集油管摩阻的計算hl=hl+λ2(i)*l2*v2(i)^2/(d2*2*g)Nextiz(j)=λ0*l0*V0^2/(d0*2*g)+hl+λ1(1)*l1*v1(1)^2/(d1*2*g)+v1(1)^2/(2*g)-H0'所需液位高差的計算Nextq插值法找到初始液位高度z1與發(fā)油后的液位高度z2下所對應的第一根鶴管的流量A=1/4*π*D^2j=1DoWhile(Abs(z(j)-z1)>1)'用插值的方法查出末端鶴管在油罐液位z