Kalkulator objętości zbiornika zwraca całkowitą pojemność, napełnioną objętość i pozostałą pojemność dla poziomych i pionowych cylindrów, prostokątów, owali, kapsułek i zbiorników z wypukłymi końcami. Wprowadź kształt i wymiary zbiornika, a następnie głębokość napełnienia, a kalkulator zwróci galony, litry i stopy sześcienne przy tym poziomie napełnienia wraz z pełną pojemnością zbiornika. Wykres napełnienia pokazuje związek objętości z głębokością w dziesięcioprocentowych przyrostach, co nie jest linią prostą w przypadku większości zbiorników leżących na boku.
Oblicz całkowitą i napełnioną objętość zbiornika
Całkowita objętość zależy wyłącznie od kształtu zbiornika i wymiarów zewnętrznych; napełniona objętość zależy od tych samych wymiarów oraz od tego, jak głęboko znajduje się obecnie ciecz w środku. Są one ze sobą powiązane, ale nie proporcjonalne dla każdego kształtu, co jest najbardziej użyteczną rzeczą, którą pokazuje ten kalkulator, wykraczającą poza prostą wartość pojemności.
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 × 100Objętość napełnienia zbiornika pionowego skaluje się bezpośrednio wraz z głębokością, ponieważ każdy poziomy przekrój pionowego cylindra lub prostokąta jest identyczny. Zbiornik poziomy nie ma tej właściwości, gdyż przekrój przy dnie walca leżącego jest cienką warstwą, natomiast przekrój przez środek ma pełną średnicę.
Wybierz kształt zbiornika
Kształt zbiornika określa, który wzór ma zastosowanie, a kalkulator obsługuje dziewięć popularnych kształtów, obejmujących prawie każdy naziemny i podziemny zbiornik magazynowy do zastosowań mieszkaniowych i lekkich obiektów komercyjnych. Wybranie kształtu powoduje przełączenie pól wejściowych w celu dopasowania do jego określonych wymiarów.
- Cylinder poziomy: cylinder leżący na boku, najpopularniejszy kształt zbiorników paliwa i wody. Średnica i długość.
- Cylinder pionowy: stojąc pionowo. Średnica i wysokość.
- Prostokąt: prostokątny zbiornik lub cysterna. Długość, szerokość i wysokość.
- Poziomy owal: spłaszczony cylinder leżący na boku. Szerokość, wysokość i długość.
- Pionowy owal: ten sam przekrój poprzeczny w pozycji pionowej.
- Kapsuła pozioma: cylinder z dwoma zaokrąglonymi, półkulistymi końcami, leżący na boku.
- Kapsuła pionowa: ten sam kształt w pozycji pionowej.
- Poziomy, eliptyczny 2:1: cylinder z płytkimi eliptycznymi zaślepkami zamiast pełnych półkul.
- Poziome końcówki anten: cylinder z płytkimi, wypukłymi, a nie płaskimi zaślepkami.
Zbiorniki na paliwo i szamba mają najczęściej kształt poziomego cylindra lub poziomej kapsuły; cysterny i mieszalniki są częściej pionowymi walcami lub prostokątami.
Zastosuj wzory na objętość zbiornika
Całkowita objętość każdego kształtu wynika bezpośrednio z jego pola przekroju poprzecznego pomnożonego przez jego długość lub wysokość, przy czym kształty owalne i kapsułkowe łączą prostokąt lub cylinder z zakrzywionymi sekcjami końcowymi. Wypełniona objętość kształtu leżącego na boku również wymaga wzoru na segment kołowy, opisanego w następnej sekcji.
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 lengthObjętość prostokątnej spłuczki nie wymaga żadnej regulacji kształtu; jest to długość razy szerokość razy wysokość, identyczna z dowolnym prostopadłościanem. Dodatkowe terminy dotyczące kapsuły lub owalnego zbiornika uwzględniają zaokrąglone zaślepki końcowe, które utrzymują proporcjonalnie większą objętość w stosunku do ich długości niż prosta cylindryczna część środkowa.
Zmierz głębokość napełnienia w poziomym cylindrze
Głębokość napełnienia w zbiorniku poziomym zwykle odczytuje się za pomocą prętowego wskaźnika poziomu opuszczonego przez otwór wlewowy, a przeliczenie tego pojedynczego odczytu głębokości na objętość wymaga wzoru na segment kołowy, ponieważ przekrój poprzeczny cieczy jest zakrzywionym paskiem, a nie pełnym okręgiem lub prostym prostokątem. Jest to obliczenie, na podstawie którego tworzony jest każdy poziomy wykres napełnienia zbiornika.
m = Radius − Fill depth
θ = 2 × arccos(m ÷ Radius)
Segment area = ½ × Radius² × (θ − sin θ)
Fill volume = Segment area × LengthKąt θ, mierzony w radianach, określa, jaką część obwodu koła obejmuje powierzchnia cieczy. Głębokość napełnienia dokładnie równa promieniowi, czyli połowie średnicy zbiornika, daje θ dokładnie π radianów (180°) i obszar segmentu wynoszący dokładnie połowę koła, co jest jedyną głębokością napełnienia, przy której wartość procentowa wypełnienia poziomego cylindra odpowiada wartości procentowej głębokości.
Przeczytaj wykres wypełnienia
Poziome cylindryczne zbiorniki napełniają się nieliniowo: dolna i górna część zbiornika mają znacznie mniejszą objętość na cal głębokości niż środek, ponieważ okrągły przekrój poprzeczny jest najwęższy na obu końcach i najszerszy w środku.
Poniższy wykres przedstawia objętość jako procent całkowitej pojemności przy każdym dziesięcioprocentowym przyroście głębokości, niezależnie od rzeczywistej wielkości zbiornika.
| Głębokość (% średnicy) | Objętość (% całości) |
|---|---|
| 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% |
Zbiornik na 20 procentach pełnej głębokości mieści tylko 14.2 procent swojej całkowitej objętości, a nie 20 procent, a zbiornik na 80 procentach głębokości mieści już 85.8 procent swojej objętości. Krzywa jest symetryczna w okolicach połowy, gdzie procent głębokości i procent objętości to jedyna para w tabeli, która dokładnie do siebie pasuje.
Oszacuj poziomy zbiornik o pojemności 1000 galonów
Poziomy cylindryczny zbiornik o średnicy 64 cali i długości 72 cali ma całkowitą pojemność około 1003 galonów, a przy głębokości napełnienia 40 cali mieści około 659 galonów, czyli jest pełny w około 65.8 procentach. Każdy stopień poniżej przenosi jednostki w stopach.
1. Zamień wymiary na stopy. Średnica 64 cale = 5.333 stopy (promień 2.667 stopy); Długość 72 cale = 6 stóp; Głębokość napełniania 40 cali = 3.333 stopy
2. Znajdź całkowitą objętość. π × 2.667² × 6 = π × 7.111 × 6 ≈ 134.04 ft³ ≈ 1003 galonów
3. Ponieważ głębokość napełnienia przekracza promień, znajdź pusty segment nad cieczą. f ′ = 2 × 2.667 - 3.333 = 2.0 stopy; m = 2.667 - 2.0 = 0.667 stopy
4. Znajdź kąt i pole pustego segmentu. θ = 2 × arccos(0.667 ÷ 2.667) = 2 × arccos(0.25) ≈ 2.636 rad Powierzchnia segmentu = 0.5 × 2.667² × (2.636 - sin 2.636) ≈ 7.65 ft² Objętość pustego segmentu = 7.65 × 6 ≈ 45.91 ft³
5. Odejmij pusty segment od sumy. 134.04 - 45.91 ≈ 88.13 ft³ ≈ 659 galonów napełniony
Pozostawia to ullage, pozostałą pustą pojemność, wynoszącą około 45.91 ft³, czyli około 343 galonów. Zbiornik tego rozmiaru i kształtu odpowiada typowemu, nominalnemu zbiornikowi na paliwo lub wodę o pojemności 1000 galonów do użytku domowego; obliczona suma 1003 galonów to pojemność geometryczna przed obniżeniem wartości znamionowych określonych przez producenta w zakresie limitu napełnienia, które większość dostawców stosuje w celu zapewnienia marginesu bezpieczeństwa.
Konwersja objętości zbiornika pomiędzy jednostkami
Objętość zbiornika jest konwertowana na dowolną jednostkę używaną na wskaźniku napełnienia, fakturze dostawy lub arkuszu specyfikacji, a kalkulator wyświetla kilka na raz, więc pojedynczy wynik stanowi bilet dostawy w USA i specyfikację metryczną sprzętu bez ponownego sprawdzania.
| Konwersja z ft³ | Czynnik | Przykład (134.04 ft³) |
|---|---|---|
| Do galonów amerykańskich | × 7.4805 | 1002.8 gal |
| Do galonów imperialnych | × 6.2288 | 834.9 galonów imp |
| Do litrów | × 28.317 | 3796 l |
| Do metrów sześciennych | × 0.02832 | 3.80 m3 |
| Do beczek | × 0.1781 | 23.87 bł |
Galon amerykański i galon imperialny to nie ta sama objętość; galon imperialny jest o około 20 procent większy, co ma znaczenie, gdy specyfikacja zbiornika spoza Stanów Zjednoczonych podaje pojemność w galonach, bez określenia, która.
Najczęściej zadawane pytania
Jak obliczyć objętość poziomego cylindrycznego zbiornika?
Pomnóż pi przez kwadrat promienia, a następnie przez długość: π × r² × długość. Zbiornik o średnicy 64 cali (promień 32 cali lub 2.667 stopy) i długości 72 cali (6 stóp) mieści π × 2.667² × 6, około 134 stóp sześciennych, czyli około 1003 galonów.
Dlaczego zbiornik poziomy napełnia się nieliniowo?
Ponieważ przekrój walca leżącego na boku jest najwęższy u dołu i u góry, a najszerszy w środku. Dany cal głębokości w pobliżu dna dodaje znacznie mniej objętości niż ten sam cal głębokości w pobliżu środka, dlatego głębokość 20 procent mieści tylko około 14.2 procent całkowitej objętości, a nie 20 procent.
Ile mieści się w zbiorniku o pojemności 1000 galonów przy 40 calach napełnienia?
W przypadku zbiornika o średnicy 64 cali i długości 72 cali, głębokość napełnienia 40 cali mieści około 659 galonów, co stanowi około 65.8 procent całkowitej pojemności zbiornika wynoszącej około 1003 galonów.
Co to jest ulaż?
Ullaż to pozostała pusta pojemność zbiornika, obliczana poprzez odjęcie bieżącej objętości napełnienia od całkowitej objętości. Zbiornik o pojemności 1003 galonów mieszczący 659 galonów ma ubytek wynoszący około 344 galony, a objętość jest nadal dostępna przed osiągnięciem pełnego zbiornika.
Jak zmierzyć głębokość napełnienia za pomocą bagnetu?
Opuść drążek lub miernik przez pionowy otwór wlewowy, aż dotknie dna zbiornika, a następnie odczytaj długość zwilżoną po wyciągnięciu. Odczyt ten to głębokość napełnienia, którą można przeliczyć na objętość przy użyciu wzoru na segment kołowy dla zbiornika poziomego lub bezpośredniego obliczenia głębokości i powierzchni dla zbiornika pionowego lub prostokątnego.
Ile galonów mieści się w stopie sześciennej?
Około 7.48 galona amerykańskiego lub około 6.23 galona imperialnego. Zbiornik o pojemności 100 stóp sześciennych mieści około 748 galonów amerykańskich lub 623 galonów imperialnych.
Jaka jest różnica między galonem amerykańskim a galonem imperialnym?
Galon imperialny jest większy i wynosi około 4.546 litra w porównaniu z 3.785 litra w przypadku galona amerykańskiego, co stanowi różnicę około 20 procent. Zbiornik o pojemności 1000 galonów imperialnych mieści więcej cieczy niż zbiornik o pojemności 1000 galonów amerykańskich.
Jak obliczyć objętość zbiornika z zaokrąglonymi końcami?
Dodaj objętość prostego cylindrycznego korpusu do objętości dwóch płytkich wypukłych zaślepek końcowych, które mają mniejszą objętość niż pełna półkula. Tryb poziomych końcówek czaszy kalkulatora wykonuje tę kombinację bezpośrednio po wprowadzeniu średnicy zbiornika, długości prostej i głębokości czaszy.
Jak znaleźć procent napełnienia na podstawie odczytu prętowego wskaźnika poziomu?
Podziel objętość napełnienia obliczoną na podstawie odczytu prętowego wskaźnika poziomu przez całkowitą objętość zbiornika, a następnie pomnóż przez 100. Procent napełnienia zbiornika poziomego nie odzwierciedla bezpośrednio jego procentowej głębokości, dlatego powyższy wykres napełnienia jest bardziej wiarygodnym odniesieniem niż założenie, że głębokość i objętość procentowa są zgodne.
Czy ten kalkulator poradzi sobie z pionowym owalnym zbiornikiem?
Tak. Pionowy zbiornik owalny ma ten sam przekrój owalny, co zbiornik poziomy, stojący na końcu, a jego objętość napełnienia jest obliczana w trzech strefach: dolnej części zakrzywionej, prostej części środkowej i górnej części zakrzywionej, a nie według wzoru na pojedynczy okrągły segment stosowanego w przypadku poziomego cylindra.
Streszczenie
Kalkulator objętości zbiornika zwraca całkowitą i napełnioną objętość dla dziewięciu kształtów zbiorników, przeliczając głębokość napełnienia na objętość za pomocą wzoru na segment kołowy dla kształtów poziomych i bezpośredniego pola głębokości i pola dla zbiorników pionowych i prostokątnych.
Poziomy cylinder o wymiarach 64 na 72 cale mieści łącznie około 1003 galonów i około 659 galonów przy głębokości napełnienia 40 cali, co oznacza, że jest wypełniony w blisko 66 procentach, mimo że sam odczyt głębokości sugeruje coś innego.
Zbiorniki poziome napełniają się nieliniowo, najbardziej stromo przez środek zbiornika i najwolniej w pobliżu dna i góry, dlatego też wykres napełnienia, a nie sam odczyt głębokości, jest niezawodnym sposobem oszacowania ilości pozostałej cieczy.