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液体的波动在储运方面有着极其重要的研究价值,尤其在油品的计量和安全性方面。本文从试验测量、理论推导、数值计算等不同的角度对储液容器中液体波动现象的影响因素及其对储罐安全方面的影响进行了研究和分析。
首先对液位计量常用的几种方法进行了介绍分析和比较,选择电容式液位测量的方法来实现多点液位的测量。在试验过程中进行了液位的标定、对于流速和进出液方式、液位高度以及外界作用力等发生改变时液位的变化情况进行了研究,对所得实验数据进行处理,得到液位、冲击力、进液方式和流速大小等因素对液面波动情况的影响。
然后用分离变量法对矩形容器、卧式容器、立式圆柱形容器等不同类型容器内液体的液面波动情况进行分析求解,得到液体晃动频率的解析解,并将立式圆柱形容器中液面波动情况与试验所得到的结果进行比较,二者吻合较好。
最后运用数学积分的方法推导了卧式油罐中液位与容积之间的关系式,并编写了卧式油罐中表示液位-容积关系的容积表程序,用此程序可以得到任一液位下所对应的液体的精确容积。
此外,还从储罐的安全角度出发,分析了液体晃动对储罐罐壁、焊缝、罐顶等结构的影响,提出了储罐进行设计时应注意的问题,并总结了地震对储罐结构的冲击影响。此外,液体晃动还会导致静电的产生和积累,文中对其产生过程及消除措施进行了描述。