Калкулатор запремине резервоара - Цилиндрични, сферни и правоугаони резервоари

Шта је калкулатор запремине резервоара?

Калкулатор запремине резервоара израчунава колико течности резервоар може да прими на основу његовог облика и димензија. Овај алат обухвата три облика која се користе код већине складишних резервоара: цилиндрични, сферни и правоугаони.

Познавање запремине резервоара важно је за избор одговарајуће величине резервоара, правилно дозирање хемикалија и процену колико ће трајати ускладиштена залиха.

Формуле за запремину резервоара

Формула за цилиндрични резервоар

Цилиндрични резервоар има облик цеви, која може стајати усправно или лежати на боку. Његова запремина је:

V = π × r² × h

Овде је r полупречник (половина пречника), а h висина. Код резервоара који лежи на боку, h је уместо тога дужина цеви.

Формула за сферни резервоар

Сферни резервоар има облик лопте, а понекад је подигнут на ногаре. Његова запремина је:

V = (4/3) × π × r³

Овде је r полупречник, измерен од центра сфере до унутрашњег зида.

Формула за правоугаони резервоар

Правоугаони резервоар има облик кутије. Његова запремина је:

V = l × w × h

Овде је l дужина, w ширина, а h висина.

Код сва три облика мерите унутрашњост резервоара, а не спољашњост. Зид резервоара заузима простор и смањује количину течности која стварно може да стане унутра.

Како израчунати запремину резервоара

1. Изаберите облик резервоара: цилиндрични, сферни или правоугаони.
2. Изаберите јединицу за димензије: метре, центиметре, стопе или инче.
3. Унесите полупречник (за цилиндричне или сферне резервоаре) или дужину и ширину (за правоугаоне резервоаре).
4. Унесите висину (за цилиндричне или правоугаоне резервоаре).
5. Изаберите јединицу за резултат: кубне метре, кубне стопе, литре или галоне.

Калкулатор аутоматски претвара јединице и одмах приказује запремину.

Решени пример

Цилиндрични резервоар има унутрашњи полупречник од 1,5 метара и висину од 3 метара.

V = π × 1,5² × 3 = π × 2,25 × 3 ≈ 21,21 кубних метара

То је приближно 21.206 литара, односно око 5.602 америчких галона.

Претварање јединица запремине

• 1 кубни метар = 1.000 литара
• 1 кубни метар ≈ 264,17 америчких галона
• 1 кубна стопа (0,028 m³) ≈ 7,48 америчких галона
• 1 кубна стопа (0,028 m³) ≈ 28,32 литара
• 1 амерички галон ≈ 3,785 литара

Галон који се овде користи јесте амерички течни галон, тачно дефинисан као 231 кубних инча (3.790 cm³), односно 3,785411784 литара. Империјални галон који се користи у Уједињеном Краљевству већи је и износи око 4,546 литара, па се те две јединице не могу међусобно заменити. И стопа је тачно дефинисана: 1 стопа (0,3 m) износи 0,3048 метара, због чега 1 кубна стопа (0,028 m³) износи тачно 0,028316846592 кубних метара.

Прецизно мерење резервоара

Мале грешке при мерењу се сабирају. На цилиндричном резервоару са полупречником од 3 стопе и висином од 6 стопа, грешка од само 1/8 инча (3,2 mm) у полупречнику мења израчунату запремину за приближно 9 галона (34 L). Грешке у висини изазивају слична одступања, зато мерите пажљиво и кад год је могуће користите унутрашње димензије.

Дебљина зида је такође важна. Челични зид дебљине 1/4 инча (6,3 mm) заузима 1/4 инча (6,3 mm) са сваке стране резервоара, па смањује унутрашњи пречник за око пола инча у односу на спољашњи пречник. Код резервоара са дебљим зидовима, као што су посуде под притиском, разлика је већа и не треба је занемарити.

Унутрашњи делови додатно смањују користан простор. Преграде, цеви, мешалице и носеће конструкције могу заузети од 5 до 10 процената геометријске запремине резервоара. Наведене формуле дају празну геометријску запремину; стварни, употребљиви складишни капацитет често је нешто мањи.

Уобичајене примене израчунавања запремине резервоара

Складиштење кишнице. Једно домаћинство троши приближно од 80 до 100 галона (380 L) воде по особи дневно. Тродневна залиха воде за ванредне ситуације за породицу од четири члана захтева око 1.000 до 1.200 галона складишног капацитета. Цилиндрични резервоар пречника 5 стопа (1,5 m) и висине 7 стопа (2,1 m) прима око 1.030 галона (3.900 L), што је у том распону.

Водоторњеви. Водоводи одређују величину уздигнутих резервоара тако да покрију највећу потражњу и потребе за гашењем пожара, обично за један до два дана просечне потрошње. Сферни резервоар који прима 500.000 галона (1.900.000 L) има унутрашњи пречник од приближно 50 стопа (15 m).

Складиштење горива. Подземни резервоари на бензинским станицама обично примају од 10.000 до 20.000 галона (76.000 L) по врсти горива. Регулаторна тела, као што је Агенција за заштиту животне средине САД, захтевају секундарно задржавање капацитета од најмање 110 процената запремине највећег резервоара.

Хемијска и прехрамбена производња. Реактори за шаржну производњу и ферментациони резервоари захтевају тачне, познате запремине, јер односи за реакције и рецептуре зависе од њих. Процесни инжењери обично проверавају стварну запремину резервоара, уместо да се ослањају само на величину коју је навео произвођач.

Септички системи. Локални грађевински прописи обично захтевају да кућа са три спаваће собе има септички резервоар од најмање 1.000 до 1.500 галона (5.680 L).

Ограничења

Наведене формуле примењују се на једноставне цилиндре, сфере и правоугаоне кутије. Многи стварни резервоари су сложенији.

• Комбиновани облици. Резервоар са цилиндричним телом и заобљеним (полусферним) крајевима мора се поделити на делове, који се израчунавају засебно, а затим сабирају.
• Делимична напуњеност. Овај калкулатор даје укупан капацитет, а не запремину на одређеној дубини. Код хоризонталног цилиндричног резервоара запремина не расте линеарно са дубином, јер је попречни пресек круг, а не правоугаоник. За израчунавање те запремине потребна је тригонометрија.
• Резервоари који се не могу директно измерити. Код закопаних или затворених резервоара понекад су потребне друге методе, као што су мерење количине воде употребљене за пуњење или ангажовање стручњака за калибрацију.
• Законско или регулаторно мерење. Делатности у којима се преноси власништво над течностима, као што је складиштење нафте, углавном захтевају сертификовану калибрацију резервоара, познату као калибрација мерном траком, а не калкулатор опште намене. Табеле калибрације мерном траком повезују ниво течности са запремином у малим интервалима, у складу са стандардима као што су Поглавље 2 Америчког института за нафту и ISO 7507.

Историја

Израчунавање запремине цилиндра стар је проблем. Рајндов математички папирус, египатски документ преписан око 1550. године пре нове ере, израчунава запремину цилиндричних складишта жита у задацима 41 до 43. Грчки математичар Архимед извео је запремину сфере око 225. године пре нове ере, у свом делу О сфери и цилиндру. Обе формуле су и данас непромењене. Променила се брзина израчунавања: од таблица и логаритмарских лењира до тренутног резултата у веб-прегледачу.

Најчешће постављана питања

Шта је калкулатор запремине резервоара?

Алат који израчунава колико резервоар прима на основу његовог облика и мера. Обухвата цилиндричне, сферне и правоугаоне резервоаре, са резултатима у литрима, америчким галонима, кубним метрима или кубним стопама.

Како да нађем полупречник резервоара?

Измерите пречник, односно растојање право преко резервоара кроз његов центар, а затим га поделите са два. Резервоар пречника 6 стопа има полупречник од 3 стопе.

Да ли треба да мерим унутрашње или спољашње димензије?

Унутрашње димензије. Зид резервоара заузима простор који течност не може да испуни, па коришћење спољашњих димензија прецењује стварни капацитет.

Може ли овај калкулатор да обради резервоар који је само делимично пун?

Не. Он даје укупан капацитет резервоара. За израчунавање запремине при делимичној напуњености, нарочито код хоризонталног цилиндричног резервоара, потребна је посебна формула, јер запремина не расте линеарно са дубином.

По чему се хоризонтални и вертикални цилиндрични резервоари разликују?

Користе исту формулу. Код вертикалног резервоара висина је усправна димензија. Код хоризонталног резервоара „висина“ у формули заправо је дужина цеви која лежи на боку.

Да ли је резултат довољно тачан за законску или регулаторну употребу?

За планирање и пројектовање јесте. За пренос власништва, осигурање или регулаторне пријаве које обухватају велике или опасне резервоаре користите сертификовану професионалну калибрацију резервоара.