球形金属罐容量计算的研究与应用

裴 锐

（1.沈阳工业大学 信息科学与工程学院，沈阳 110870；2.沈阳计量测试院，沈阳 110179）

0 引言

球形金属罐是用钢板焊成球形状的密闭压力容器，用于储存和计量液化石油气及轻质液化化工产品介质。其构造一般是按照正球体的形状制造，因实际加工建成后各个方向直径有少许差别，故需要测量球罐赤道直径和竖向直径，并通过计算得到其准确容量值。《JJG642-2007球形金属罐容量检定规程》检定范围中注明：“本规程适用于新制造、使用中和改建后，标称容量不小于50m3的球形金属罐（简称球罐）容量的首次检定、后续检定和使用中检定。”球罐总容量检定结果的扩展不确定度为0.3%（k=2）。本文依据《JJG642-2007球形金属罐容量检定规程》的要求设计容量计算软件，用于容量表全自动计算，以提高计量检定效率[1]。

1 球罐容积的计算

20℃时空罐状态下的容积V：

式（1）中：V是20℃时空罐状态下的容积，L；dH是空罐赤道内直径，mm；dv是空罐竖向内直径，mm。

承压状态下球罐容积增大值ΔV：

式（2）中：ΔV是承压状态下球罐容积增大值，L；V是20℃时空罐状态下容积，L；μ是泊松比，即横向应变与纵向应变之比，一般取μ=0.3；D是空罐平均内直径，mm；E是球罐材料的弹性模量；e2是赤道板的罐壁厚度，mm。

承压状态下球罐总容积Vp：

式（3）中：Vp是承压状态下球罐总容积，L；V是20℃时空罐容积，L；ΔV是承压状态下球罐容积增大值，L。

承压状态下球罐部分容积VH：

式（4）中：VH是高度Hn时的对应容积，L；Vp是承压状态下球罐总容积，L。

式（5）中：Hn是部分容积的计算高度，mm；dv是球罐竖向内直径，mm。

容量表的编表高度Hb：

式（6）中：Hb是编表高度，mm；……