المنسوب وحجم المخزون في الخزان Level and Volume of Stored Material

الوسوم:

 

المقدمة

مع الخزانات لا غني عن معرفة حجم المنتج المخزن بداخل الخزان Tanks لإرتباط ذلك بالعمليات الإنتاجية والحسابات الإقتصادية .

 

الحجم Volume

الحجم هو الحيز المشغول بمادة وعادة ما يتم استخدام المنسوب Level لحساب الحجم . ويتم التعبير عن الحجم بوحدة الجالون Gallon أو اللتر Liter أو السنتيمتر مكعب Cubic Centimeter أو القدم المكعب Cubic Feet أو البرميل Barrel . والحجم هو أكثر القياسات اشتقاقا من المنسوب Level .

ودائما يتم الحصول علي الحجم بقياس المنسوب داخل الخزان أولاً ثم حساب الحجم إعتماداً علي الشكل الهندسي للخزان Tank Geometry .

العديد من أجهزة قياس المنسوب تحتوي علي معادلات المنسوب/الحجم مخزنة بداخلها وذلك للخزانات ذات الأشكال الهندسية الشائعة ، وبذلك تتمكن الأجهزة من حساب الحجم مباشرة .

في حالات أخري يتم حساب الحجم في نظام التحكم الموزع DCS أو نظام التحكم المبرمج PLC أو استنتاج الحجم بالبحث في جدول يحتوي علي قيم للحجم والمناظرة لقييم للمنسوب .

Volume is the space occupied by a quantity of material and often the level is used to calculate the volume. Volume is typically expressed in gallons, liters, cubic centimeters, cubic feet, or barrels. Volume is the measurement most commonly derived from level.

Volume is usually determined by first measuring the level in a tank and then calculating the volume based upon the tank geometry.

Many level-measurement devices store the level/volume relationship for common tank geometries in their electronic components, which enables them to calculate a direct volume output.

In other cases, the volume may be calculated in a Distributed Control System (DCS) or a programmable logic controller (PLC) or determined from a look-up table that relates level to volume.

 

الطريقة الحسابية لحجم المخزون

العلاقة بين المنسوب والحجم لبعض الأشكال الهندسية الشائعة كما يلي:

مع الأخذ في الإعتبار أن :

  • القيمة V هي حجم الخزان .
  • القيمة r نصف قطر الخزان .
  • القيمة H ارتفاع الخزان (طوله) .
  • القيمة L منسوب المادة المخزنة في الخزان .

The relationships between level and volume for several common tank shapes as the following:

Where:

  • v = tank volume
  • r = tank radius
  • H = tank height (or length)
  • L = product level

 

الخزان الأسطواني الرأسي Vertical Cylinder

TNK V1

شكل (1) : معادلة حساب الحجم في الخزان الأسطواني الرأسي Vertical Cylinder

 

الخزان الأسطواني الأفقي Horizontal Cylinder

 

تم تعديل هذا الجزء لعدم وضوحه سابقا .

شكل (2) : حساب حجم سائل في خزان أسطواني أفقي Horizontal Cylinder مملوء جزئيا.

 

حساب حجم السائل داخل خزان أسطواني أفقي مملوء جزئيا Partially Filled Horizontal Cylinder Tank يكون كما يلي:

 

  • القيمة R هي نصف قطر الخزان Redius of Tank .

 

  • القيمة h هي ارتفاع الفراغ فوق السائل .

 

مساحة مقطع السائل Area of Liquid هو AL .

 

حجم السائل V هو مساحة مقطع السائل Area of Liquid AL مضروبة في طول الخزان Tank Length .

 

مرة أخري

 

مساحة مقطع السائل Area of Liquid = مساحة الدائرة Area of Circule – مساحة القطاع Area of Sector + مساحة المثلث Area of Triangle .

 

 

وبالتالي:

 

V = AL * Tank Length

.

الخزان الكروي Sphere

TNK V3

شكل (3) : معادلة حساب الحجم في الخزان الكروي Sphere

 

خزان اسطواني رأسي بطرفي قبة (نصف كرة) Vertical Bullet

TNK V4

شكل (4) : معادلة حساب الحجم في خزان اسطواني رأسي بطرفي قبة (نصف كرة) Vertical Bullet

 

خزان اسطواني أفقي بطرفي قبة (نصف كرة) Horizontal Bullet

TNK V5

شكل (5) : معادلة حساب الحجم في خزان اسطواني أفقي بطرفي قبة (نصف كرة) Horizontal Bullet

 

الخزانات الأسطوانية ذات الأطراف المقعرة Tanks with dished ends

الخزانات الأسطوانية ذات الأطراف المقعرة ليس لها شكل قياسي ، لذا لا يمكن تحديد الحجم للخزان بدقة من خلال الشكل الهندسي . بدلا من ذلك يتم استخدام جدول قياس معين للحصول علي الحجم . Tanks with dished ends do not have a standard shape (Figure 1.2.8). Therefore, the volume of these tanks cannot be determined strictly from geometry. Instead, strapping tables are used to determine volume.

 

TNK V6

شكل (6) : الخزانات الأسطوانية ذات الأطراف المقعرة Tanks with dished ends

 

جداول القياس Strapping Tables

 

شكل رقم (7) : عملية معايرة خزان لتكوين جدول القياس الخاص به

ويكون من شبه المستحيل وضع نموذج رياضي للعلاقة بين المنسوب والحجم. وفي تلك الحالات يتم تحديد الحجم من خلال قراءات سابقة مسجلة في جدول القياس  Strapping Table .

جدول القياس Strapping Table هو جدول للبحث فيه ويحتوي علي قراءات للحجم مناظرة لنقاط منفصلة للمنسوب داخل الخزان .

ويتم استنتاج جدول القياس Strapping Table عن طريق إضافة حجم معلوم من المنتج داخل الخزان ثم قياس المنسوب المناظر له ( معايرة يدوية Manual Strapping ) ويتم تسجيل قياسات كلا من الحجم والمنسوب المناظرة في جدول . بعد ذلك عند الحاجة لقياس الحجم نقيس أولاً المنسوب ثم نبحث في الجدول عن الحجم المناظر له .

Calculating volume from level and tank geometry provides a volume measurement accurate enough for most users’ needs. However, in some instances, the geometry of the tank may be irregular, which makes it nearly impossible to model the relationship between level and volume mathematically.

In such cases, volume must be determined from the level reading through the use of a strapping table.

A strapping table is a look-up table that relates level to volume for several discrete points in a tank (Figure 1.2.9). Strapping tables are usually derived by adding a known volume of product to a tank and then measuring the level of product that corresponds to that volume (manual strapping). The volume and level measurements are recorded in a strapping table. Then, when a volume measurement is required, level is measured and looked up in the strapping table to find the corresponding volume.

 

Strapping Table

شكل رقم (8) : نموذج لجدول قياس خاص بخزان غير خطي أو غير منتظم

قد يتكون الجدول من بضع نقاط فقط أو قد يحتوي علي المئات من النقاط . ويتم استخدام عدد أكبر من النقاط مع الخزانات الكبيرة التي تميل إلي الإنبعاج Bulge عند ملئها . وإذا وقعت نقطة المنسوب المقاسة بين نقطتين في الجدول يتم الحصول علي الحجم يتم تحريف Interpolating النقطتين .

وعادة ما يحتوي الجدول علي عدد أكبر من النقاط في أي منطقة في الخزان لا تكون فيها العلاقة بين المنسوب والحجم علاقة خطية.علي سبيل المثال في الشكل السابق تركيز وعدد النقاط أكبر بالقرب من قاع الخزان . يوفر هذا التركيز دقة أكبر في الجدول وبالتالي دقة أفضل للقياس .

 

 

هناك العديد من الحالات التي نحتاج فيه لاستخدام الجدول . مثل حالة انبعاج الخزان عند ملئه بالمنتج . وهذا الإنبعاج يتسبب في حدوث خطأ في الحساب الرياضي للشكل الهندسي للخزان . وقيمة الخطأ تعتمد علي مقدار الإنبعاج . ويتم استخدام جدول القياس Strapping Table لإزالة الخطأ في الحسابات والناتج عن خطأ الإنبعاج Bulging Error .

 

 

والحالة الثاني لإستخدام جدول القياس Strapping Table هي حالة الخزانات ذات الشكل غير المنتظم أو الخزانات المحتوية علي أجزاء ومعدات داخلية Internal Equipment .

Strapping tables can just be a few points to accommodate a tank shape or they can be hundreds of points. Larger numbers of points are used with larger tanks that tend to bulge when filled.

If a measured level falls between two points in a table, volume is determined by interpolating the two points. Typically, strapping tables have a higher concentration of points in tank regions where the relationship between level and volume is not linear.

For example, in Figure 1.2.9, strapping points are concentrated near the bottom of the tank. This concentration provides for better resolution in the strapping table and a more accurate measurement.

There are several circumstances in which a strapping table may be required for level measurements. When product is added to a tank, the tank’s sides bulge. The bulging causes an error in the mathematical calculations for specific tank geometries. The amount of error is related to the degree of bulging. Strapping tables are commonly used to eliminate errors in calculations due to bulging error (Figure 1.2.11).

Strapping tables are also used to store level/volume relationships for irregularly shaped tanks (Figure 1.2.9) or for tanks with internal equipment (Figure 1.2.10).

 

Tank Internals

شكل رقم (9) : نموذج لخزان يحتوي علي معدات داخلية

 

في تطبيقات معينة (مثل نقل وتخزين المواد البترولية) قد يتسبب خطأ الإنبعاج في تزويد الزبائن بكمية أقل أو أكثر من المطلوب .

In certain applications (e.g. petroleum storage and transfer), bulging errors may cause suppliers to over or undercharge customers.

Bulging Error ani

شكل رقم (10) : خطأ الإنبعاج Bulging Error

 

مسميات أخري لجدول الربط Other Terms For Strapping Chart

يوجد مسميات أخري لجدول الربط ولها نفس المعني ، منها :

·        جدول الربط .

·        جدول المعايرة .

·        مخطط الخزان .

·        مخطط معايرة الخزان .

·        مخطط قياس الخزان .

·        جدول القياس .

·        مخطط العمق .

الآن حصلت علي الفكرة . كل هذه الأسماء تشير إلى جدول أو مخطط، لتحويل قراءة منسوب خطية إلى وحدة حجم . وقد يتغير المصطلح المستخدم تبعا للصناعة أو المكان . ومع ذلك ، فإن المصطلح الأكثر شيوعا بقدر ما يمكننا أن نقول هو مخطط القياس Strapping Chart .

There are several other terms used that mean the same thing. These include:

·        Strapping Table

·        Calibration Table

·        Tank Chart

·        Tank Calibration Chart

·        Tank Gauge Chart

·        Gauge Table

·        Dip Charts

You get the idea. These names all refer to a table, or chart, for converting a linear level into a volume. The common term may change a bit based on industry and location. However, the most common term as far as we can tell is strapping chart.

كيف يمكنك استخدام جدول القياس How To Use A Strapping Chart

من الواضح أن جدول القياس يُستخدم لتحويل قراءة المنسوب إلي حجم . ومع أجهزة القياس الحديثة أي من جهاز القياس أو نظام التحكم يمكنه القيام بعملية التحويل إلا إذا كان الخزان غير منتظم الشكل .

 

العديد من أجهزة القياس تُمكنك من تخزين جدول القياس بداخلها عبر برنامج من النوع Modbus .

وكفكرة جيدة ، يمكنك استخدام جدول القياس للتحقق من دقة قراءة جهاز القياس الخاص بك ، وبالتالي إجراء أي ضبط أو تعديل إذا تطلب الأمر.

This may seem obvious, but you use a strapping chart by comparing level measurements to convert to a volume. However, with modern day level sensors, either the sensor or the control system does this for you – unless the tank isn’t linear.

Several level sensors allow you to put the strapping chart directly into the sensor via Modbus programming software.

It’s also a good idea to use the strapping chart on occasion to check the accuracy of your sensor. This will help you make necessary adjustments, or even find a new sensor if needed.

 

شكل آخر لجدول أو مخطط  القياس

Tank Chart

شكل رقم (10) : مخطط القياس أو مخطط معايرة لخزان اسطواني أفقي

 

المخطط السابق يمكن استخدامه لخزان اسطواني أفقي عندما يكون ميله يساوي صفر .

The chart below can be used for horizontal tanks where the slope is zero.

 

اكتمل الموضوع.

*

اضغط هنا لتتابع صفحتنا علي الفيس بوك أو

*****************************

مواضيع ذات صلة

 

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

الوسوم:

**************************************

ملاحظة

  • إذا كان لديك مقالة تريد نشرها أو لديك تعديل أو اقتراح جيد ، فمن فضلك سجل اقتراحك في تعليق علي الموضوع .
  • أو راسلنا علي البريد التالي لنشر مقال خاص بك : info@inst-sim.com

مكتبة محاكاة الأجهزة

28 تعليق فى “المنسوب وحجم المخزون في الخزان Level and Volume of Stored Material”

  1. يقول Dr Ali:

    بارك الله فيكم على هذه المعلومات القيمة

  2. يقول ابوخالد:

    عندي خزان دائري خرسانه. 5متر *5متر. والارتفاع 3 متر. كيف اعرف كم طن يسع

  3. يقول ابوخالد:

    أرجو المساعده

  4. يقول AbdulElah Daher:

    شكراً لكم…

  5. يقول نديم:

    ممكن شرح معادلة حساب الحجم في الخزان الاسطواني الافقي
    ماهو atan ماهو H

  6. يقول احمد اسماعيل:

    مشكورييين جدا جزاكم الله خير .. يريت لو قانون حساب الحجم للاسطوانه الافقية يكون واضح ويريت لو يتم عمل امثلة للتعويض في القانون

  7. يقول Ata:

    ممكن توضيح مالمقصود ب( Hatana ) وإذا كان هناك مثال بسيط لتوضيح كيفية حساب حجم السائل في الخزان الأفقي

    • يقول Abdul-Majid Elgendy:

      بالنسبة إلي H atan عبارة عن H وهي ارتفاع الخزان الأسطواني وهو في الوضع الرأسي و atan عبارة عن معكوس tan .

  8. يقول احمد الشيخ:

    This is seems to be theoretical my question is does this give an accurate volume? in terms of the mathematical and Physics of the petroleum product which are affected by Temperature Degree
    we all aware that Volume = Weight/Density
    Then is this case we have to calculate the the Weight by getting the Density at the ambient temp. Degree 15c from the ASTM Table since the Density was calibrated by hydrometer after sampling. How does this work?

  9. يقول زياد الزوبعي:

    اخ اذا امكن اريد امثله لتطبيق كل قانون وجزاك الله خير

  10. يقول معامرة عبد الباسط:

    مشكور أخي على هذا الموضوع الرائع و أرجو منك أن أمكننك أن تخصص موضوع لطرق إيجاد هذه العلاقات عن طريق التكاملات

  11. يقول الربعي الحمزة:

    اذا تفضلت شرح مفصل لكيفية حساب حجم سؤال داخل اسطوانة بشكل افقية و بارك الله فيكم لاتيني لم أفهم.

  12. يقول محمدحسني:

    شكرا على الافاده ونرجوا معرفه حجم السائل في خزان بيضاوي افقي

  13. يقول م مسلم عبدالمؤمن عبدالغنى:

    معادلة الخزان الأسطواني الأفقي
    Horizontal Cylinder ماهو الرمز اللى تحت الجذر التربيه الافقى فى أول حد

  14. يقول الصقر الجارح:

    أريد ابسط طريقة لحساب كمية السائل في خزان بيضوي غير ممتلئ

  15. يقول ياسين:

    هل وجدت الطريقة

  16. يقول احمد عبد الستار حميد:

    Hatan هو ارتفاع الخزان بما انه افقي فينحسب هنا طول الخزان rهو نصف القطر Lهو ارتفاع السائل شكرا على هذا

  17. يقول نضال السامعي:

    السلام عليكم… ياخي اشتي اعرف كيف يتم قياس الخزانات البلاستيكية مثل سنتكس وغيرها منوالشركات،،، ارحوا ان تتم الاجابة باسرع وقت للاهمية

  18. يقول محمد منير:

    لو سمحتم الرمز تحت الجذر I في قانون الاسطوانه الافقيه الى ماذا يرمز؟
    وشكرا

  19. يقول حيدر عبد الحميد:

    السلام عليكم .. شكل رقم 2 في المعادلة في البسط تحت الجذر الرمز غير معلوم او كتب سهوا

  20. يقول fahad fadhil:

    ماهو المقصود(I) في الخزان الافقي..اذا ممكن؟

أترك تعليق