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输入计算

输入液位高度即可得到部分充注体积;若要计算满罐,请将高度设为与直径相等。

数学公式

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结果

液体体积(部分充注)
7.854
立方单位
充注率 50 %
满罐容量 15.708 cubic units
体积(升) 7,853.98 L
体积(美制加仑) 2,074.8 gal

卧式圆柱形储罐容积计算器是什么?

这款工具用于计算卧式圆柱形储罐内部装了多少液体——这正是横躺放置的燃油罐、蓄水池、液化气罐和化工储存桶的常见形状。由于储罐是横躺的,液面会在圆形横截面上形成一道水平的弦,因此充注部分的截面是一个弓形(圆缺)。液体体积就等于这块弓形面积乘以储罐的长度。

部分注满液体的卧式圆柱形储罐,标示长度L、半径r和充注高度h
卧式圆柱形储罐的关键尺寸:长度L、半径r和液位高度h。

使用方法

输入储罐直径、储罐长度(即水平方向的长边),以及从罐底竖直量起的液位高度,再选择一个长度单位。计算器会输出部分充注的体积(以立方单位表示)、充满百分比、满罐容量,并把结果换算为升和美制加仑。若想得到满罐容量,只需把液位高度设为与直径相等即可。

公式解析

当储罐装满时,体积就是简单的 \(V = \pi \cdot r^{2} \cdot L\)。当只充注到高度 \(h\) 时,液体横截面是一个圆弓形,其体积为:

$$V = L\left[\,r^{2}\cos^{-1}\!\left(\frac{r-h}{r}\right) - (r-h)\sqrt{2rh-h^{2}}\,\right]$$

其中 \(r\) 为半径(直径 ÷ 2)。当 \(h = r\)(即半满)时,反余弦的值等于 \(\pi/2\),体积恰好是满罐的一半,与直觉相符。

储罐的圆形横截面,显示由半径r、高度h和圆心角theta构成的充满弓形
横截面是由半径r、高度h和圆心角θ确定的弓形。

实例演算

直径 = 2 米,所以 \(r = 1\) 米;长度 \(L = 5\) 米;液位高度 \(h = 1\) 米(恰好半满)。由于 \(h = r\),代入公式得 $$V = 5 \cdot \left(1^{2} \cdot \cos^{-1}(0) - 0 \cdot \sqrt{\ldots}\right) = 5 \cdot (1 \cdot 1.5708) = 7.854 \text{ 立方米}$$ 满罐容量为 \(\pi \cdot 1^{2} \cdot 5 = 15.708\) 立方米,所以充注率为 50%——这正是半满储罐应有的结果。换算下来约为 7,854 升,或大约 2,074 美制加仑。

常见问题

应该使用什么单位?直径、长度和高度可使用任意一种长度单位,只要三者保持一致即可;计算器会自动把体积换算为升和加仑。

如果高度超过直径会怎样?高度会被限制在直径以内,此时直接返回满罐体积。

这个工具适用于立式储罐吗?不适用——立式圆柱体使用 \(V = \pi \cdot r^{2} \cdot h\) 计算。本工具专门针对横躺放置的储罐。

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