卧式容器中液体体积的计算

符号
L(m)R t(m)h(m)hi(m)(E3-D3)/D3Vt(m3)Vf(m3)V(m 3)数值2100.0001000.0001000.000500.0000.0003298672230.000523598766.6673822270996.667卧式椭圆形封头容器不同液位的体积计算
Dt ——筒体内径，m Rt——筒体或球形封头内半径，m h ——液面高度，m V——卧式容器体积，m3hi ——封头曲面深度，m （标准型：hi=1/2Rt ） Vt——筒体部分体积，m3
L ——筒体长度(含封头直边高度)，m Vf——封头部分体积，m3
1、 筒体内液体体积计算（如上图）：
筒体的截面积方程：X 2+Y 2=Rt 2 故：X=（Rt 2-Y 2）1/2
因此：液面高度为h 时筒体内液体的体积：
2、椭圆封头内液体体积计算（如上图）：
椭圆封头的椭球面方程：
]2
arcsin 2)^(1[2^2^2^2π+-+--∙-∙=-=⎰--Rt Rt h Rt Rt h Rt Rt h Rt L dy
y Rt L Vt Rt
h Rt 2^2^2^)/(12
^2^2^2^2^y x Rt Rt hi z hi z Rt y x --=∴=++
因此：当容器内的液面高度为h 时，封头内液体的体积：
]33^233)^()(2^[22^2^2^22^2^0Rt Rt h Rt h Rt Rt hi dx y x Rt dy Rt hi zdxdy
Vf y Rt Rt h Rt
f ----=--==⎰⎰⎰⎰---π。

卧式容器液位体积计算
液位的测量方式有很多种，常用的液位传感器包括浮子式液位计、压力式液位计、雷达液位计、超声波液位计等。

这些液位传感器可以精确地测量液位并将其转换为相应的电信号。

液位体积计算的原理是根据容器的几何形状和液位的高度来计算液体的体积。

在卧式容器中，通常采用水平切面积乘以液位高度的方法进行计算。

卧式圆柱形容器的液位体积计算可以使用以下公式：
V=π*R^2*H
如果容器的底部是平的，液体的高度可以通过测量液体表面到容器底部的垂直距离来确定。

对于容器的底部是圆锥形的情况，液位体积计算的公式略有不同。

在这种情况下，可以使用以下公式进行计算：
V=(1/3)*π*(R1^2+R2^2+R1*R2)*H
其中，V表示液体的体积，π表示圆周率，R1表示底部较小半径（圆锥顶部半径），R2表示底部较大半径（圆锥底部半径），H表示液位的高度。

卧式容器的液位体积计算涉及到容器的几何形状和液体的液位测量，因此在进行计算时需要准确地测量液位和容器的尺寸。

此外，还需要注意单位的一致性，在计算中使用相同的单位。

液位体积计算在工业生产中非常重要，可以帮助企业准确掌握液体的储存量、流量和消耗情况，从而进行生产计划和资源调配。

此外，液位体
积计算还可以用于监测液体储罐的安全性能，确保液位不超过容器的额定容积，避免溢出和泄露。

总之，卧式容器液位体积计算是一项重要的工程计算，涉及到液位测量和容器几何形状分析。

通过准确地测量液位和应用相应的公式，可以计算出容器中液体的体积，为工业生产提供准确的数据支持。

椭圆形封头卧式容器不同液面高度的容积计算新疆工学院孟永彪在设计卧式容器时，常常要计算不同液面高度所对应的容积，有时还需列出容积—液位高度对照表或图。

例如，在盛装有毒有害介质的卧式储罐设计中，要根据体积充装系数确定最高液面高度并加以标识。

在一般资料中仅能查到容器的全容积计算公式，而要计算不同液面高度下的容积则需设计者自行推导公式计算。

本文以标准椭圆形封头卧式容器为例介绍不同液面高度下的容积计算方法，并以液化石油气储罐为例编制了QUICK BASIC程序，此法仅供大家参考。

1卧式容器的组成卧式容器是由筒体和两封头组焊而成（如图1），常用的封头为标准椭圆封头。

2卧式容器2.1计算简图及说明计算简图如图2。

L———筒体长度（两封头切线间的距离，含直边段长度）D i———封头及筒体内直径h i———封头曲面深度2.2不同液面高度下封头的容积计算如图2，可假想将卧式容器两端的曲面部分合并，则形成一个完整的椭球面。

2==i ih R c a 122222=++cz a y x )(21222y x a z +-=dxy x a dy h a y a )(2222022+-=⎰⎰--)323(23331a h h a V +-=π其中，a=b=R i因此，椭球面的方程为：推导出： 当容器内的液面高度为h 时（如图3所示）。

封头的容积公式推导：对其积分得从上式可看出，h 变化，V 1也随之变化。

2.3 不同液面高度筒体的容积计算在计算筒体的容积时，忽略尺寸公差及制造误差等因素，可将其断面方程为x 2+y 2=a 2的一圆柱体进行计算，那么如图3所示液面高度的筒体容积为：令：y=acos θ dy=-asin θd θdxdy y x a V s )(2122221+-=⎰⎰dx y x a dy h a y a y a )(2122222222+-=⎰⎰----dy y a L V h a⎰--=2222dy y a L h -=222当 y=-a 时，θ=π；当y=h 时，代入公式积分得：2.4 卧式容器在不同液面高度下的容积通过以上V 1,V 2的计算公式，可计算出卧式容器在不同液面高度下的容积之和V ：3 利用QUICK BASIC 语言进行卧式容器的容积计算要计算不同液位高度下的容积以表格、曲线的形式列出是很麻烦的，因此本文利用简便易行的QB 编制程序，当然编程语言可以有多种，本文愿起到抛砖引玉的作用。

·30·化工设备与管道第39卷在卧式容器设计中常常需要知道未充满容器液体的体积和重量,而在容器使用时也常常需要确定所谓的装量系数k,即实际液体容量除以容器满载容量,而装量系数k是以液面高度作为标识的。

因此,计算不同液面高度时容器中液体的体积是工程上十分关心的问题。

文[1][2][3]曾讨论过这一问题,有的文献也给出了几种简单封头对未满液体体积的计算公式,而对于较复杂的封头形状,如蝶形封头等,仅给出了双重积分的表达式,通过计算机计算数值积分才可给出近似的结果,实际计算和应用时十分复杂。

本文利用变面积圆缺的线积分给出了各种形状封头的圆筒形卧式容器不同液面高度时液体体积的统一描述方法,并为此推导出了计算液体体积的统一表达式。

这一表达式物理意义清晰,计算公式简练,计算精度极高,实际运算方便。

本文还给出了由统一表达式计算出的五种常用封头卧式圆筒形容器不同液面高度时液体体积的计算公式实例,并给出了它们的无量纲化体积(即装量系数)与无量纲化液面高度的关系曲线,以便工程上应用。

1问题的描述图1给出了任意形状封头圆筒形卧式容器液面高度为h时的纵向剖面图,图中看到容器总长L,圆筒长L0,半径为r,x及y轴均为对称轴,x轴还是容器的旋转轴。

图2为任意x处横向剖面图,从图中可看到任意x处A-A剖面中液体所占面积为一圆缺BCD的面积,而当(L02+x h)≤x≤L2时,此圆缺为一个圆,我们可以在x o y坐标系下统一用A(x)来表示x 处剖面中液体所占的面积,则整个容器液体的体积可表示为:V=2ΘL20A(x)d x(1)式(1)表达式物理意义非常清晰,由于它是一个单积分表达式,计算起来十分方便。

图1容器纵剖面图图2x处A-A横向剖面图图3圆形封头各种形状封头的圆筒形卧式容器在不同液面高度时液体体积计算的统一表达式蒋心亚宗光(常州技术师范学院东方学院,常州213001)(上海氯碱化工股份有限公司机械公司,上海200241)摘要本文利用变面积圆缺的线积分来描述各种形状封头的圆筒形卧式容器不同液面高度时的液体体积。

气液卧式重力分离器设计分析摘要：重力式气液分离器在大型化工装置中被广泛使用。

气液分离器按空间布置分为立式和卧式，按是否有丝网分为丝网式与重力式，卧式重力式的计算是其中最复杂的。

因此本文结合工程实例，对气液卧式重力分离器的设计要求和关键参数的工艺计算做了详细介绍，为后续分离器设计奠定了一定的基础。

关键词：卧式，气液分离器，回流罐1概述气液分离器是石油化工领域的重要设备，对于气液分离起关键作用，如压缩机吸入罐、精馏塔回流罐、进料闪蒸罐等。

它适用于液滴直径大于 200 m 的气液分离。

气液重力分离器主要由三部分组成：初级分离区、重力分离区和液体收集区。

在初级分离区，依靠进料分布器，吸收动量和改变流向，从而将大部分液体从气体中分离下来，也使得气体在分离器中更好地分布。

在重力分离区，剩余液滴靠重力沉降作用从气相中分离下来。

液体收集区，主要是收集分离下来的液体，同时通过一定的停留时间，将其中的气泡分离出去。

图1-1 卧式重力分离器通常，按空间布置可分为立式和卧式两种型式，按是否有丝网可分为丝网式和重力式。

气液重力式分离器通常分为立式和卧式两种型式。

立式分离器通常用于气液比较大的工况，或者可用布置空间较小的工况。

气液经过初级分离区后，液体向下运动，气体向上运动，经过重力分离区分离出液滴，然后由顶部出容器。

卧式分离器通常用于液相量较大的情况，或者三相分离的工况，气体和已经分离下来的液体均水平运动，同时液滴垂直运动，这种运动方式能够更有效地将液滴从气相中分离出来。

2工艺计设计要求2.1气液分离要求对于卧式重力分离器，液滴沉降时间等于气体从入口到出口的停留时间。

规范HG/T 20570中有如下要求：(2-1) 式中：-液滴垂直沉降时间，s-气体由入口至出口的停留时间，s对于350μm的液滴，取R=0.167，对于200μm的液滴，取R=0.127。

液滴垂直运动时间是由气相空间高度和液滴沉降速度共同决定，液滴沉降速度可由公式2-2求得。

填写容液体积V H1(m 3)0.0140计算结果V H1(m 3)0.013983圆柱形
总容积
V 总1(m 3)45.0017调用液位高度
H(m)0.0084直径D(m)
2.6040K
0.0032π
3.1416长度L(m)8.4500容液体积
V H2(m 3)0.0001V H (m 3)0.014140108单个封头V 总2(m 3)
2.5208a(m)
1.3020b(m)
0.7100H(m)
0.0084液体重量
W(kg)8.5240液体密度
ρ(Kg/m3)602.8240液体温度t(℃）25.01
1.3020
2.6040.7108.45010.0000-#VALUE!22607.3030#VALUE!12
1.3020
2.6040.7108.45020.0000-#VALUE!22607.3030#VALUE!23 1.3020 2.6040.7108.45030.0000-#VALUE!22607.3030#VALUE!3
1.中间圆柱体部分的液体体积计算
2.椭圆封头部分的液体体积计算
序号
卧式容器任意液位高度下液体体积的计算
液氨温度t (℃）液氨密度ρ(Kg/m3)液氨重量W(Kg)液位计显示（%）封头直径D(m)直筒段加封头总容积
封头高度b(m)直筒段长度L(m)系数K 不同液位高度容积v(m3)封头半径a(m)液氨储罐不同液位高度下液氨体积的计算
3、卧式容器任意液位高度下液体重量的计算
等分序数n 任意液位高度H(m)。

卧式容器任意液位高度下液体体积的计算卧式容器是一种常见的储存和运输液体的设备，它具有较大的容量和较小的高度，广泛应用于石油、化学、食品、医药等工业领域。

在实际工程中，经常需要计算卧式容器在不同液位高度下的液体体积，以方便控制和管理。

液体体积的计算是通过确定液位高度来实现的。

在卧式容器中，一般将壁厚忽略，将容器看作一个圆柱体。

液体体积的计算与液位高度的测量方式有关，常见的液位测量方式包括玻璃水尺、压力变送器、超声波液位计等。

以玻璃水尺测量液位高度为例，液体体积的计算可以按照以下步骤进行：1.确定容器的内径和长度，分别记为D和L。

2.安装玻璃水尺，将液位高度读数记为h。

3.根据液位高度h计算液位高度所对应的弧长，记为S。

弧长S=πD×h÷360。

4.根据弧长S计算液体体积V。

若0 ≤ h ≤ D/2，液体体积V = L × (D² × arcsin(1 - 2h/D) - (D - 2h) × √(2hD - h²)) ÷ 4；若D/2 < h ≤ D，液体体积V = L × (D² × arcsin(1 - 2h/D) + (2h - D) × √(2hD - h²)) ÷ 4上述计算公式是基于假设液体的表面是平坦的，并且容器的形状是圆柱体。

除了基于几何结构的计算方法，还可以利用浸没法进行液体体积的计算。

浸没法是通过将卧式容器完全浸没在另一个容器中，并记录液位的变化来实现的。

根据液位的变化，可以计算出容器内的液体体积。

根据浸没法的原理，还可以使用更精确的方法进行液体体积的计算，例如基于三维模型的计算方法。

这种计算方法是利用计算机辅助设计软件，根据卧式容器的三维模型和液体表面的三维形状，通过积分计算等数值分析方法，实现更精确的液体体积计算。

总之，在工程应用中，液体体积的计算是卧式容器设计和运输过程中非常重要的一部分。

椭圆形封头卧式容器不同液面高度的容积计算
陈爱丽
【期刊名称】《压力容器》
【年(卷),期】1994(000)006
【摘要】在设计卧式容器时,常常要计算不同液面高度所对应的容积,有时还需列出容积高度对照表或图。

在一般资料中仅能查到容器总容积的计算公式,而要计算不同液面高度下的容积则需设计者自行推导公式计算。

本文以标准椭圆形封头为例介绍卧式容器不同液面高度的容积计算方法,并编有BASIC计算程序,此法仅供大家参考。

【总页数】2页(P84-85)
【作者】陈爱丽
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TH490.23
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