Kalkulator objętości zbiornika kapsułowego

Kapsuły poziome i pionowe na jednej stronie

Zbiornik kapsułowy to walec zamknięty czaszą półkulistą na każdym końcu: zaokrąglony kształt «bullet» używany do propanu, bezwodnego amoniaku i innych cieczy pod ciśnieniem. Ta strona obsługuje obie orientacje:

• Kapsuła pozioma: leżąca na boku. To domyślna opcja kalkulatora.
• Kapsuła pionowa: stojąca. Przełącz menu «Kształt zbiornika» na «Kapsuła pionowa», jeśli odpowiada Twojemu zbiornikowi.

Dla tej samej średnicy i tej samej długości prostej części obie orientacje mają dokładnie tę samą objętość całkowitą; różni się tylko zachowanie przy napełnieniu częściowym.

Wzór na objętość zbiornika kapsułowego

Objętość całkowita zbiornika kapsułowego to środkowy walec plus dwie dennice półkuliste. Ponieważ dwie czasze półkuliste tworzą pełną kulę, wzór na objętość zbiornika kapsułowego jest następujący:

gdzie r to promień wewnętrzny (połowa średnicy), a a to długość prostej części walca. Pierwszy człon, π r² a, to walec; drugi, (4/3) π r³, to kula utworzona przez dwie czasze. Równoważną zwartą postacią jest V = π r² ( (4/3) r + a ). Wyprowadzenia i źródła każdego wzoru w witrynie znajdziesz na stronie metodologii.

Napełnienie częściowe różni się w zależności od orientacji

Suma jest niezależna od orientacji, ale nie sposób, w jaki zbiornik się napełnia:

• Kapsuła pozioma: korpus cylindryczny napełnia się jak odcinek kołowy (dokładnie jak walec poziomy), natomiast obie dennice razem napełniają się jak pojedyncza kula. Wysokość i objętość nie są proporcjonalne.
• Kapsuła pionowa: ciecz napełnia się w trzech fazach: najpierw dolna czasza, potem część cylindryczna (która napełnia się liniowo wraz z wysokością), a na końcu górna czasza. Kalkulator łączy te obszary w sposób ciągły.

Przykład rozwiązany

Weźmy zbiornik kapsułowy o średnicy 4 ft (czyli r = 2 ft) i długości prostej części 8 ft.

• Objętość całkowita: walec = π × 2² × 8 = 100,53 ft³; kula = (4/3) × π × 2³ = 33,51 ft³. Razem = 134,04 ft³ ≈ 1003 galony (USA) (≈ 835 galonów imperialnych, ≈ 3795 litrów). Suma ta jest taka sama, niezależnie od tego, czy zbiornik jest poziomy, czy pionowy.
• Poziomy, w połowie pełny (wysokość = 2 ft, oś środkowa): przez symetrię zbiornik zawiera dokładnie połowę swojej całości, czyli około 502 galony (USA).
• Pionowy, napełniony do szczytu dolnej czaszy (wysokość cieczy = 2 ft = r): to czasza półkulista = (2/3) × π × 2³ = 16,76 ft³ ≈ 125 galonów (USA), po czym część cylindryczna zaczyna napełniać się liniowo.

Wprowadź te wartości do kalkulatora powyżej, przełączając między opcjami kapsuły poziomej i pionowej, aby potwierdzić liczby i odczytać za jednym razem galony imperialne, litry, stopy sześcienne i metry sześcienne.

Jednostki i galony

Wyniki pojawiają się jednocześnie w galonach amerykańskich, galonach imperialnych (brytyjskich), litrach, stopach sześciennych i metrach sześciennych, a także opcjonalnie baryłkach ropy naftowej. Amerykański galon płynów odpowiada 231 calom sześciennym ≈ 3,785 litra, podczas gdy galon imperialny ≈ 4,546 litra; dlatego oba są pokazywane, aby uniknąć wszelkich niejasności. Wprowadź wymiary wewnętrzne, aby uzyskać oszacowanie najbliższe pojemności cieczy.

Inne kształty zbiorników

Jeśli Twój zbiornik ma płaskie końce zamiast czasz półkulistych, użyj kalkulatora objętości zbiornika cylindrycznego poziomego lub pionowego. Dla zbiorników prostokątnych, owalnych, eliptycznych i stożkowych główny kalkulator objętości zbiornika obsługuje każdy kształt z wynikami całkowitymi i przy napełnieniu częściowym.

Najczęściej zadawane pytania