タンク容積計算ツールは、水平および垂直の円柱、長方形、楕円形、カプセル、および先端が皿状のタンクの総容量、充填容量、および残りの容量を返します。 タンクの形状と寸法を入力し、次に充填深さを入力すると、計算機はタンクの全容量と合わせてその充填レベルでのガロン、リットル、立方フィートを返します。 フィル チャートは、体積と深さがどのように関係するかを 10 パーセント単位で示します。これは、横向きに置かれたほとんどのタンク形状では直線ではありません。
タンクの総容量と満水容量を計算します
総容積はタンクの形状と外形寸法のみに依存します。充填容積は、それらの同じ寸法と、内部の液体が現在どのくらいの深さに存在しているかによって決まります。この 2 つは関連していますが、すべての形状に比例するわけではありません。これが、この計算ツールが単純な容量の数値を超えて実証する最も有益な点です。
Total volume = shape-specific formula (below)
Fill volume = portion of that shape occupied up to the fill depth
Ullage = Total volume − Fill volume
Fill percent = Fill volume ÷ Total volume × 100垂直の円筒または長方形を通るすべての水平スライスは同一であるため、垂直タンクの充填量は深さに直接比例します。水平タンクはこの特性を共有しません。横たわった円筒の底部の断面は細いスライバーであるのに対し、中央の断面は全直径であるためです。
タンクの形状を選ぶ
タンクの形状によってどの公式が適用されるかが決まり、計算機は住宅用および軽商業用途のほぼすべての地上および地下の貯蔵タンクをカバーする 9 つの一般的な形状をサポートします。形状を選択すると、その特定の寸法に一致するように入力フィールドが切り替わります。
- 横型シリンダー: シリンダーを横にしたもので、燃料タンクや水タンクの最も一般的な形状です。直径と長さ。
- 垂直シリンダー: 直立して立っている。直径と高さ。
- 矩形: 長方形のタンクまたは水槽。長さ、幅、高さ。
- 横長の楕円形: 平らになった円柱が横になっています。幅、高さ、長さ。
- 縦長の楕円形: 同じ断面を直立させたもの。
- 水平カプセル: 丸い半球状の端が 2 つあり、横に置かれた円柱。
- 垂直カプセル: 同じ形を直立させたもの。
- 水平 2:1 楕円形: 完全な半球ではなく、浅い楕円形のエンドキャップを備えた円柱。
- 水平ディッシュエンド: 平らではなく、浅い皿状のエンドキャップを備えたシリンダー。
燃料貯蔵タンクと浄化槽は、ほとんどの場合、水平シリンダーまたは水平カプセル形状です。貯水槽および混合タンクは、垂直の円筒または長方形であることがよくあります。
タンク容積の計算式を適用する
すべての形状の総体積は、その断面積に長さまたは高さを掛けたものから直接導き出されます。楕円形およびカプセル形状は、長方形または円柱と湾曲した端部セクションを組み合わせています。横向きの形状の充填ボリュームにも、次のセクションで説明する円セグメントの式が必要です。
Horizontal / vertical cylinder = π × (Diameter ÷ 2)² × Length or Height
Rectangle = Length × Width × Height
Horizontal oval = (π × r² + 2 × r × a) × Length, r = Height ÷ 2, a = Width − Height
Horizontal capsule = π × r² × [(4 ÷ 3) × r + a], a = straight cylindrical section length長方形の水槽の容積は、湾曲形状の調整をまったく必要としません。それは長さ×幅×高さであり、直方体と同じです。カプセルまたは楕円形のタンクの追加条件は、丸いエンド キャップを考慮しており、真っ直ぐな円筒形の中間セクションよりも長さに比例してより多くの体積を保持します。
水平シリンダー内の充填深さを測定します
水平タンク内の充填深さは、通常、充填ポートを通して浸漬棒を下げて読み取ります。液体の断面は完全な円や単純な長方形ではなく湾曲した細片であるため、その単一の深さの読み取り値を体積に変換するには、円セグメントの公式が必要です。これは、すべての水平タンク充填チャートが作成される計算に基づいています。
m = Radius − Fill depth
θ = 2 × arccos(m ÷ Radius)
Segment area = ½ × Radius² × (θ − sin θ)
Fill volume = Segment area × Lengthラジアンで測定される角度 θ は、液体表面が円周のどれだけ広がるかを定義します。半径と正確に等しい充填深さ、つまりタンクの直径の半分では、θ は正確に π ラジアン (180°)、セグメント領域は円のちょうど半分になります。これは、水平円筒の充填パーセントの数値が深さのパーセントの数値と一致する唯一の充填深さです。
フィルチャートを読む
水平円筒形タンクは非線形に充填されます。円形の断面は両端で最も狭く、中心に沿って最も広いため、タンクの底部と上部は深さ 1 インチあたりの体積が中央よりもはるかに少なくなります。
以下のグラフは、タンクの実際のサイズとは無関係に、深さが 10 パーセント増加するごとに、容積を総容量のパーセンテージとして示しています。
| 深さ (直径の%) | 体積 (全体の%) |
|---|---|
| 10% | 5.2% |
| 20% | 14.2% |
| 30% | 25.2% |
| 40% | 37.3% |
| 50% | 50.0% |
| 60% | 62.7% |
| 70% | 74.8% |
| 80% | 85.8% |
| 90% | 94.8% |
| 100% | 100.0% |
全深さの 20% にあるタンクは、総容積の 20% ではなく 14.2% しか保持できません。また、深さ 80% にあるタンクには、すでに容積の 85.8% が保持されています。曲線は中間点の周りで対称になっており、テーブル上で正確に一致するペアは深さのパーセンテージと体積のパーセンテージだけです。
1,000 ガロンの水平タンクを見積もる
直径 64 インチ、長さ 72 インチの水平円筒形タンクの総容量は約 1,003 ガロンで、充填深さ 40 インチでは約 659 ガロン、つまり満水率の約 65.8 パーセントを保持します。以下の各ステップでは、単位がフィート単位で表示されます。
1.寸法をフィートに変換します。 直径 64 インチ = 5.333 フィート (半径 2.667 フィート)。長さ 72 インチ = 6 フィート。充填深さ 40 インチ = 3.333 フィート
2.総体積を求めます。 π × 2.667² × 6 = π × 7.111 × 6 ≈ 134.04 フィート³ ≈ 1,003 ガロン
3.充填深さが半径を超えているため、液体の上の空のセグメントを見つけます。 f' = 2 × 2.667 − 3.333 = 2.0 フィート; m = 2.667 − 2.0 = 0.667 フィート
4.空のセグメントの角度と面積を見つけます。 θ = 2 × arccos(0.667 ÷ 2.667) = 2 × arccos(0.25) ≈ 2.636 rad セグメント面積 = 0.5 × 2.667² × (2.636 − sin 2.636) ≈ 7.65 ft² 空のセグメントの体積 = 7.65 × 6 ≈ 45.91 ft3
5.合計から空のセグメントを減算します。 134.04 − 45.91 ≈ 88.13 フィート 3 ≈ 659 ガロン充填
これにより、残りの空き容量であるアレージが約 45.91 フィート 3、つまり約 343 ガロンになります。このサイズと形状のタンクは、一般的な公称 1,000 ガロンの家庭用燃料または水タンクに相当します。計算された合計 1,003 ガロンは、ほとんどのサプライヤーが安全マージンとして適用するメーカーの充填制限ディレーティング前の幾何学的容量です。
ユニット間でタンク容量を変換する
タンク容積は、充填ゲージ、納品請求書、または仕様書で使用される単位に変換され、計算機は一度に複数の単位をレポートするため、2 回の検索を行わなくても、1 つの結果で米国の納品チケットとメートル法による機器仕様が提供されます。
| ft3から変換 | 要素 | 例 (134.04 ft3) |
|---|---|---|
| 米国ガロンへ | × 7.4805 | 1,002.8ガロン |
| 帝国ガロンへ | × 6.2288 | 834.9 インプガル |
| リットルへ | × 28.317 | 3,796L |
| 立方メートルまで | × 0.02832 | 3.80立方メートル |
| 樽へ | × 0.1781 | 23.87バレル |
米ガロンと英ガロンは同じ体積ではありません。英ガロンは約 20% 大きくなっており、米国外の戦車仕様書に容量がガロン単位で記載されているが、どのガロンであるかは明記されていない場合、これは重要です。
よくある質問
横型円筒タンクの体積はどのように計算すればよいですか?
pi に半径の 2 乗を掛け、次に長さを掛けます: π × r² × 長さ。直径 64 インチ (半径 32 インチまたは 2.667 フィート)、長さ 72 インチ (6 フィート) のタンクには、π × 2.667² × 6、約 134 立方フィート、またはおよそ 1,003 ガロンが入ります。
水平タンクの充填が非線形になるのはなぜですか?
横に置いた円柱の断面は、底部と上部付近で最も狭く、中央で最も広いためです。底部付近の深さ 1 インチでは、中央付近の同じ深さ 1 インチよりもはるかに少ない体積が追加されます。そのため、深さ 20 パーセントでは全体の体積の 20 パーセントではなく、約 14.2 パーセントしか保持されません。
1,000 ガロンのタンクは 40 インチの充填でいくら入りますか?
直径 64 インチ、長さ 72 インチのタンクの場合、40 インチの充填深さには約 659 ガロンが入ります。これは、タンクの総容量約 1,003 ガロンの約 65.8 パーセントに相当します。
アラージュとは何ですか？
アレージとは、タンク内の残りの空の容量であり、総容量から現在の充填容量を引くことによって求められます。 659 ガロンを収容する 1,003 ガロンのタンクには約 344 ガロンのアレージがあり、タンクが満杯になる前にまだ利用可能な容量です。
ディップスティックを使用して充填深さを測定するにはどうすればよいですか?
タンクの底に触れるまで垂直充填ポートを通してスティックまたはゲージを下げ、引き抜かれた後の濡れた長さを読み取ります。その読み取り値は充填深度であり、水平タンクの場合は円形セグメントの式を使用するか、垂直タンクまたは長方形のタンクの場合は直接深さ×面積の計算を使用して体積に変換されます。
1立方フィートは何ガロンですか?
約7.48米ガロン、または約6.23英ガロン。 100 立方フィートのタンクには、およそ 748 米ガロンまたは 623 英ガロンが入ります。
米ガロンと英ガロンの違いは何ですか?
英ガロンは約 4.546 リットルと大きく、米ガロンは 3.785 リットルで、その差は約 20% です。 1,000 英ガロンのタンクには、1,000 米ガロンのタンクよりも多くの液体が入ります。
丸い皿の端を持つタンクの体積を計算するにはどうすればよいですか?
真っ直ぐな円筒形の本体の体積を、完全な半球よりも少ない体積を保持する 2 つの浅い皿状のエンド キャップの体積に加えます。計算機の水平ディッシュエンド モードでは、タンクの直径、ストレート長さ、ディッシュの深さを入力すると、この組み合わせが直接実行されます。
ディップスティックの読み取り値から充填率を見つけるにはどうすればよいですか?
ディップスティックの読み取り値から計算された充填量をタンクの総体積で割って、100 を掛けます。水平タンクの充填率は深さの割合を直接追跡しません。そのため、深さと体積の割合が一致していると仮定するよりも、上記の充填率チャートの方が信頼性の高い参照となります。
この計算機は縦長の楕円形タンクにも対応できますか?
はい。垂直楕円形タンクは、水平タンクと同じ楕円形の断面を逆に立てて使用し、その充填容積は、水平円筒に使用される単一の円セグメント式ではなく、下部湾曲セクション、直線中央セクション、上部湾曲セクションの 3 つのゾーンで計算されます。
まとめ
タンク容積計算ツールは、9 つのタンク形状の合計と充填容積を返し、水平形状の場合は円形セグメントの式、垂直形状と長方形の場合は直接深さ×面積を使用して充填深さを容積に変換します。
64 × 72 インチの水平シリンダーには合計約 1,003 ガロン、40 インチの充填深さで約 659 ガロンが入ります。深さの読み取り値だけでそうでないことを示唆しているにもかかわらず、満杯の 66 パーセント近くです。
横型タンクは非直線的に充填され、タンクの中央で最も急峻に、底部と上部付近で最もゆっくりと充填されます。そのため、深さの読み取り値だけではなく充填グラフが、液体の残量を推定する信頼性の高い方法となります。