1、毕业论文开题报告数学与应用数学储油罐罐容表标定问题研究一、选题的背景与意义当今世界能源消耗的结构决定了石油是最重要的能源，它不仅是一个国家经济发展的命脉，维系着国计民生，而且还是关键的国防战备物资，维系着国家民族的安全，石油已远远超出了一般商品的概念范畴，世界各国都予以高度重视，成为政治、经济、军事、外交等方方面面关注的焦点，甚至为之发动战争。日美等石油消费大国经历了几次石油危机的打击之后，近20年都相继建立了国家石油储备体系。目前美国不仅库存有545亿桶的石油战略储备，而且还在国内封存了一些以勘探的油气资源，以备急用。日本也建立了举国一致、官民一体的石油战略储备体系和完善的石油经营管理体制，
2、虽然其石油消耗的99依靠进口，但依然能够在国际油价大幅波动的情况下，国内市场油价平稳，不至于对经济产生负面影响。从1996年起，我国就已经成为石油和石油产品净进口国。目前，我国的石油和石油产品进口已占全部供应量的1/3。国家信息中心2008年9月22日发表了题为2000年以来中国能源经济形势分析的报告，国内石油消费量到2010年和2020年将分别增加到425亿吨和572亿吨，对进口石油的依存度将达到55和66。我国石油进口中的58通过马六甲海峡运输，一旦海峡地区发生战乱，会对我国石油安全形成严重威胁。美国遭受911恐怖袭击之后，石油储备问题更加引起我国高层领导的关注。能源储备问题是战略储备的一
3、方面，是指国家为了应付战争和其他意外情况，保障国民经济正常运行和国防需求，而在平时有计划地建立的对石油、煤炭、天然气等不可再生能源的储备。能源储备主要经济作用是通过向市场释放储备油、气等能源来减轻市场心理压力，从而降低油、气等能源价格不断上涨的可能，达到减轻油、气等能源供应对整体经济冲击的程度。对能源进口国而言，能源储备是对付能源供应短缺而设置的头道防线，但其真正的作用不在于弥补损失的进口量，而在于抑制能源价格的上涨。而石油储备又是能源储备中重要的一项，因此其意义十分重大。根据我国国情并借鉴外国经验，建立石油储备体系应遵照国家战略储备与企业商业储备相结合、以国家储备为主的方针，通过法规政策，充
4、分调动和发挥国家、企业等各方面的积极性，实现风险共担，效益共享。进行石油储备的方式有多种，目前国外采用的方式主要是陆上储罐、海上储罐、地下储罐、地下岩穴、地下坑道等。目前我国已建成镇海、舟山、大连、黄岛四座储备基地。但就全国范围而言，使用最多的还是地下储罐，也就是卧式圆柱形储油罐。卧式圆柱形储油罐具有极其广泛的应用，它适用于小型分配油库、农村油库、城市加油站、部队野战油库或企业附属油库。在大型油库中也用来作为附属油罐使用，如放空罐和计量罐等。随着大型储油区的不断建立，有越来越多的公司投入到灌区监控管理系统的研发中。灌区监控管理系统能够实时监测储油罐内油液的多种工艺参数，包括液位、温度、压力、密
5、度、流量、净油量等。除此以外，还有通信、报警、监控、管理等一系列重要用途。而罐容表标定问题就是其监控管理中的一个重要环节。目前，具代表性的自动油罐容积表校准技术首推维德路特公司获得专利的ACCUCHART技术。在过去的数年里，维德路特公司一直积极地监测着全美及欧洲许多国家安装了自动进、销、存管理系统的成千上万个储油罐，并为各种形状、型号以及各种环境中的油罐建立了一个巨大的信息数据库。一旦安装了维德路特高端液位监测系统，它就将在两到三周内校准油罐尺寸。在这期间，该技术追踪探针高度上的改变，并将高度读数与加油机读数相匹配。接着，调整五个已知变量开始校准油罐形状油罐倾斜、探针偏移和油罐末端的形状，油
6、罐长度以及油罐直径。最后，通过监测仪表和油罐数据，从而追踪数据偏差，而这种偏差可以发出仪表校准问题信号。然而，商品化的油罐自动计量管理系统主要是国外产品，其优点是精度高、可靠性好，但价格昂贵、使用条件苛刻，在我国特别是在东北地区（冬、夏季的温差大）无法推广使用。因此，开发出精度高、可靠性好、价格低并且具有独立知识产权、适合我国实际情况的液位计量管理系统十分必要。综上，研究储油罐罐容表标定问题具有重要的应用意义和现实价值。二、研究的基本内容与拟解决的主要问题1、基本内容（1）了解课题背景，掌握储油罐问题在国家战略石油储备体系中的重要意义；（2）了解国内外研究现状，掌握国内外对于卧式储油罐制造、测
7、量和校准等方面制定的国家标准；（3）建立卧式圆柱形储油罐的储油体积计算模型，包括封头为平顶、弧形顶、球缺顶三种类型；（4）建立横向（纵向）倾斜的卧式圆柱形储油罐的储油体积计算模型，包括封头为平顶、弧形顶、球缺顶三种类型；（5）综合以上模型，研究实际情况中出现变位的卧式储油罐的识别和罐容表标定问题，并用数据测试研究结果，分析误差，优化模型等。2、拟解决的主要问题用数学建模方法研究解决储油罐的变位识别与罐容表标定的问题。三、研究的方法与技术路线1、研究方法以数学建模方法为主，各种分析、计算、检验方法相结合，如积分法、插值法、函数拟合、搜索算法、误差分析、数值计算等。2、技术路线搜索相关数据及资料分
8、析问题建立模型模型检验改进与优化四、研究的总体安排与进度2010年1月1日前，完成相关资料搜集、整理等；2010年2月1日前，掌握相关背景资料、知识；2011年3月1日前，完成论文主体的建模、计算、编程等；2011年4月4日前，完成论文初稿；2011年4月29日前，论文定稿。五、主要参考文献1、PAMLITTLETON，DAVIDASANCHEZ，DIPSTICKSFORCYLINDRICALSTORAGETANKSEXACTANDAPPROXIMATED，THECOLLEGEMATHEMATICSJOURNAL，VOL32，NO5，20012、VVNOSACH，BMBELYAEV，PROGR
9、AMSANDALGORITHMSFORCALCULATINGTHECALIBRATIONCURVESOFSTORAGETANKSD，MEASUREMENTTECHNIQUES，VOL44，NO7，20013、田铁军，倾斜卧式罐直圆筒部分的容积计算D,现代计量测试，1999年第五期4、田铁军，倾斜卧式罐椭直圆筒部分容积的近似计算D，现代测量与实验室理,2004年第一期5、夏惠芳，汤景峰，张维智，卧式罐的标定及数据处理方法D，石油库与加油站，2007年第四期6、蒋心亚，宗光，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D，化工设备与管道，2002年第五期7、胡国清，赵宏伟，卧式容器任意液位高度下液体容积的计算D，化工设备设计，1999年第三期8、张兆义，卧式金属罐人工计量误差分析D，计量测试，2000年第四期9、付昶林，倾斜油罐容量的计算D，黑龙江八一农垦大学学报，1981年第二期10、卧式金属罐容积R，中华人民共和国国家计量检定规程，1996年3月15日发布11、潘孝光，倾斜卧式油罐容积测量与计算D，油气储运，1987年第六期12、刘龙利，卧式圆筒形容器内液体体积的计算公式推导过程D，国外金属矿选矿，2006年第八期
