这个计算器能做什么
这个工具用于估算卧式圆柱形油罐内储存了多少取暖油——这种罐型是欧美家庭地下室和户外取暖油罐最常见的形状。只要用量油尺测出油深(即"量油尺读数"),再知道油罐的直径和长度,就能把这个深度换算成美制加仑,不必放油,也无需凭感觉猜测。请注意:本工具采用美制加仑(1 美制加仑 = 231 立方英寸),主要适用于北美的取暖油罐;中国及多数国家以"升"计量,可参考结果中的升数。
使用方法
请以"英寸"为单位输入三个测量值:油罐直径(圆形端面的整体高度)、油罐长度(两端之间的距离),以及从量油尺上读出的油位深度。计算器会给出罐内油的加仑数、以立方英寸和升表示的总体积、油罐的满罐容量,以及当前的充满百分比。
公式详解
卧式圆柱罐装到一半时,横截面会形成一个"弓形"。设半径 \(r = \text{直径} \div 2\),油位深度为 \(h\),则弓形面积为 \(r^{2}\arccos\!\left(\frac{r-h}{r}\right) - (r-h)\sqrt{2rh - h^{2}}\)。再乘以长度 \(L\) 得到立方英寸数,然后除以 231(每美制加仑对应的立方英寸数)即得加仑数。公式如下:
$$V_{gal} = \frac{L\left[r^{2}\arccos\!\left(\frac{r-h}{r}\right) - (r-h)\sqrt{2rh - h^{2}}\right]}{231}$$公式中的角度项使用反余弦函数,正因如此,简单地用"深度 ÷ 直径 × 满罐容量"来估算,在油罐接近顶部或底部时会出现明显偏差。
实例演算
假设油罐直径为 44 英寸、长 60 英寸,油深恰好为 22 英寸(半满)。此时 \(r = 22\)、\(h = 22\),故 \(r-h = 0\)。面积为 $$22^{2}\cdot\arccos(0) = 484\cdot\frac{\pi}{2} = 760.27 \text{ 平方英寸}.$$ 乘以长度 60 得 45{,}616 立方英寸,再除以 231 \(\approx 197.5\) 加仑——正好是约 395 加仑满罐容量的一半。
常见问题
为什么要除以 231?因为 1 美制液量加仑的定义就是 231 立方英寸。
我家的油罐是椭圆形,不是正圆。本公式假设横截面为标准圆形;椭圆形(即"长圆形")油罐需要使用不同的方程,用本工具计算结果会略有偏差。
温度有影响吗?油受热会略微膨胀,因此在冷热条件下体积读数可能相差约百分之一到二。本计算器只反映几何体积,不计温度因素。