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输入计算

数学公式

Show calculation steps (3)
  1. Wall Thickness

    Wall Thickness: 空心圆柱(管)体积计算器

    Thickness of the tube wall

  2. Cross-Sectional Area

    Cross-Sectional Area: 空心圆柱(管)体积计算器

    Area of the annular cross-section

  3. Lateral Surface Area

    Lateral Surface Area: 空心圆柱(管)体积计算器

    Combined inner and outer lateral surface area

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结果

管体积
502.65
立方单位
壁厚(R − r) 2
横截面积 50.27
侧面积(内外壁之和) 502.65

什么是空心圆柱(管)?

空心圆柱(也叫管)就是中心被一个圆柱形孔贯穿的圆柱体——常见的管道、垫圈、套筒都属于这一类。它由三个尺寸来描述:外半径 R、内半径 r 和高度(或长度)h。这个计算器可以算出构成管材的实体材料体积,同时还会给出几个实用的附加参数。

显示外半径 R、内半径 r 和高 h 的空心圆柱体
管是一个空心圆柱体,由外半径 R、内半径 r 和高 h 确定。

如何使用本计算器

请用同一种长度单位填入外半径、内半径和高度(全部用厘米,或全部用英寸等)。计算结果会以对应单位的立方值返回。要构成一个物理上有效的管,内半径必须小于外半径。

公式解析

体积等于环形横截面的面积乘以高度。横截面就是大圆面积减去孔的面积:\(\pi(\text{R}^{2} - \text{r}^{2})\)。再乘以高度即得体积:

$$V = \pi \left( \text{R}^{2} - \text{r}^{2} \right) \text{h}$$

侧面积由外壁和内壁组成:\(A = 2\pi(\text{R} + \text{r})\text{h}\);壁厚则直接为 \(\text{R} - \text{r}\)

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管的俯视圆环横截面,标有外半径 R、内半径 r 和壁厚
横截面是一个圆环:外面积减去内面积,再乘以高,即为体积。

计算实例

假设一根管的外半径为 5 cm,内半径为 3 cm,长度为 10 cm。那么 \(\text{R}^{2} - \text{r}^{2} = 25 - 9 = 16\),于是 $$V = \pi \times 16 \times 10 \approx 502.65 \text{ 立方厘米}$$ 壁厚为 \(5 - 3 = 2\) cm。

常见问题

可以用直径代替半径吗? 不行——请先把每个直径除以 2 换算成半径,因为半径 = 直径 ÷ 2。

如果想求重量怎么办? 用体积乘以材料密度即可(质量 = 体积 × 密度),注意保持单位一致。

这个公式适用于实心圆柱吗? 适用——把内半径设为 0,就得到标准的圆柱体积公式 \(V = \pi \text{R}^{2} \text{h}\)。

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