h??油面直线方程:y??tan??x?1?? (3)
sin???由方程(2)、(3):
解出油面方程与圆方程的角度纵坐标y0
h??同时,可以列方程求出直线x?1与油面方程的交点?1,?
cos???对于特定的y,延平面Y?y截左球冠所的圆的半径
同时可以求出:
根据方程(1)s?r'arccosr'?h'?r'2?(r'?h')2?r?h'? r'y00hcos?0左球冠油量V1'?h,?,????sdy??sdy??y0hcos?sdy
当h?2rcos?,左球冠油量为一定值V?5.2.2.2 右球冠:
当h?Lsin?时,球冠中油量V2?0;
433?。 192当Lsin??h?2rcos??2sin?时,建立如图所示坐标系:
图17 右球冠剖面图
球冠剖面所在圆方程:
(4)
油面直线方程:
(5)
由方程(4)、(5):
解出油面方程与圆方程的角度纵坐标y1
同时,可以列方程求出直线x??1与油面方程的交点??h???1,cos??7tan???
对于特定的y,延平面Y?y截左球冠所的圆的半径r?1.6252??y?1.5?2可得出:
根据(1)中的截面面积: s?r'arccos右球冠中油量:V2'?h,?,???r'?h'?r'2?(r'?h')2?r?h'? r'hcos??7tan??0sdy??sdy??0y1?7tan??y1hcos?sdy
5.2.3 模型三 圆柱体油量计算
圆柱体油量计算与问题一类似,模型的建立与问题相同,只是面积s的表达公式不同,在此不再赘述。仅对问题一的模型计算方法做一些改进
(一)当油面处于水平高度h1时,储油体积的计算方式与问题一相同。 (二)当油面处于水平高度h2时:
设油罐与地面的截面夹角为,油罐底边长为L(如图18)。由于O为油面中点,三角形A0B与三角形E0F全等,所以梯形ABCDE面积与矩形BCDF面积相等。储油体积可看作,求解以BC弓形面为底面,CD为高的柱体。
图18 油罐拋面图
根据油面高度求解油面中心到罐底的距离h'?h?4sin?:
cos?
代已知罐体半径:r?1.5 可求出储油体积:
(三)当油面处于水平高度h3时:
设油罐与地面的截面夹角为,油罐底边长为L(如图19)。
图19 油罐拋面图
根据勾股定理求解出油罐的总高:
既而求解出空余空间的高:
记情形一的体积公式为V1?h?,则情形三的体积公式为
5.2.4 模型四
在前三个模型的基础上考虑横向变位,偏移角度为?
由于油罐具有高度对称性,因此横向偏移并不会导致油罐内油的分布,横向偏移仅会影响油量高度的测量,如图20:
图20 横向偏转倾斜后正截面图
H为不考虑横向变位时,探针测得的油高,H'为出现横向偏移时实际测得的油高,根据H与H'的几何关系可知: H??H'?r?cos??r=?H'?1.5?cos??1.5;
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