Met deze calculator kunt u de inhoud van een tank berekenen: de totale capaciteit, de hoeveelheid vloeistof bij een bepaalde vulhoogte en het resterende vrije volume. De berekening is gebaseerd op geometrische afmetingen en houdt rekening met de vorm van de tank, waaronder cilindrische, rechthoekige, elliptische, bolvormige en kegelvormige onderdelen.
De calculator is geschikt voor watertanks, brandstoftanks, opslagtanks en andere reservoirs met een bekende geometrie. De resultaten worden weergegeven in liter of kubieke meter.
Geometrische capaciteit. Het totale volume wordt bepaald aan de hand van de binnenafmetingen van de tank. Lengte, breedte, hoogte en diameters worden ingevoerd in centimeters. Deze worden met de factor 0,01 omgerekend naar meters. Het berekende volume wordt uitgedrukt in m3 en zo nodig omgerekend naar liters volgens 1 m3 = 1000 l.
Vulhoogte. De vloeistofhoogte wordt verticaal gemeten vanaf het laagste punt binnen in de tank tot aan het vloeistofoppervlak. Alleen het gedeelte van het geometrische volume onder dit niveau telt mee. Als de opgegeven vulhoogte groter is dan de totale tankhoogte, wordt voor de berekening de maximaal toegestane hoogte gebruikt.
Geometrische aannames. Alle oppervlakken worden beschouwd als ideale geometrische vormen met vaste opgegeven afmetingen. Capsuletanks hebben halfronde bolvormige uiteinden, elliptische tanks hebben over de hele lengte een constante elliptische doorsnede en bij kegelvormige delen verandert de diameter lineair met de hoogte. Er worden geen correctiefactoren toegepast voor materiaal, temperatuur of vervorming.
Verticale cilinder. Het oppervlak van de ronde bodem wordt vermenigvuldigd met de tankhoogte. De straal is gelijk aan de helft van de binnendiameter. Bij gedeeltelijke vulling wordt de vloeistofhoogte gebruikt in plaats van de totale hoogte.
V = π × R2 × H
Hierbij is R de binnenstraal in meters, H de hoogte in meters en π ≈ 3,14159265. Een tank met een diameter van 100 cm en een hoogte van 200 cm heeft bijvoorbeeld een totale inhoud van ongeveer 1570,8 l.
Horizontale cilinder. Het totale volume is de oppervlakte van de cirkelvormige doorsnede maal de lengte. Bij gedeeltelijke vulling wordt het oppervlak van het cirkelsegment onder het vloeistofniveau berekend en vermenigvuldigd met de cilinderlengte. Het vloeistofvolume neemt daarom niet lineair toe met de vulhoogte.
Rechthoekige tank. De totale inhoud is het product van de binnenlengte, binnenbreedte en binnenhoogte. Het vloeistofvolume wordt op dezelfde manier berekend, maar met de werkelijke vulhoogte in plaats van de volledige hoogte.
V = L × W × H
In de formule staat L voor de lengte, W voor de breedte en H voor de hoogte, allemaal in meters. Een tank van 200 × 100 × 120 cm heeft bijvoorbeeld een inhoud van 2,4 m3, oftewel 2400 l.
Capsule. Deze tank bestaat uit een cilindrisch middendeel en twee halfronde bolvormige uiteinden. De twee halve bollen vormen samen één volledige bol. Het totale volume is daarom de som van het cilindervolume en het volume van een bol met dezelfde straal.
V = π × R2 × L + 4 × π × R3 / 3
L is alleen de lengte van het cilindrische gedeelte in meters, zonder de bolvormige uiteinden. Bij een verticale capsule wordt de vulling achtereenvolgens berekend in het onderste boldeel, het cilindrische deel en het bovenste boldeel. Bij een horizontale capsule worden het volume van het cirkelsegment van de cilinder en het bijbehorende volume van de bolvormige uiteinden opgeteld.
Elliptische tank. De dwarsdoorsnede wordt als een ellips beschouwd. De halve assen zijn gelijk aan de helft van de binnenbreedte en de helft van de binnenhoogte. Het totale volume is de oppervlakte van de ellips vermenigvuldigd met de tanklengte.
V = π × a × b × L
Hierbij is a de halve breedte, b de halve hoogte en L de lengte, allemaal in meters. Bij gedeeltelijke vulling wordt alleen het ellipsoppervlak onder het vloeistofniveau gebruikt. Zo wordt rekening gehouden met de niet-lineaire toename van het volume wanneer het niveau stijgt.
Afgeknotte kegel. De totale inhoud wordt berekend uit de bovenste en onderste straal en de hoogte. Het oppervlak van de horizontale doorsnede verandert met de hoogte doordat de diameter gelijkmatig toe- of afneemt.
V = π × H × (R12 + R1 × R2 + R22) / 3
R1 is de onderste straal, R2 de bovenste straal en H de hoogte, allemaal in meters. Bij gedeeltelijke vulling wordt eerst de straal ter hoogte van het vloeistofniveau berekend. Daarna wordt met dezelfde formule het volume van het gevulde onderste deel bepaald.
Tank met kegelvormige bodem. De totale inhoud is de som van het volume van de onderste afgeknotte kegel en de cilinder daarboven. Zolang de vloeistof zich in de kegelbodem bevindt, wordt alleen het gevulde deel van de kegel berekend. Zodra de vloeistof de cilinder bereikt, wordt het vloeistofvolume in de cilinder opgeteld bij het volledige kegelvolume.
Tank met kegelvormige bovenkant. Eerst wordt het volume van de onderste cilinder berekend en daarna dat van de bovenste afgeknotte kegel. Zolang de vloeistof in de cilinder staat, is het volume evenredig met de vulhoogte. Bij een hoger niveau wordt het volume van het gevulde kegelgedeelte toegevoegd, rekening houdend met de veranderende diameter.
Vloeistofvolume. Voor elke vorm wordt het geometrische volume onder het opgegeven niveau berekend. Bij een vulhoogte van 0 is het vloeistofvolume 0. Zodra het niveau de volledige tankhoogte bereikt, is het gelijk aan de totale inhoud.
Vrij volume. Dit is het verschil tussen de totale inhoud en het huidige vloeistofvolume. Als een tank bijvoorbeeld 2000 l kan bevatten en er 750 l in zit, blijft er 1250 l vrije inhoud over.
Vulpercentage. Het vloeistofvolume wordt gedeeld door de totale inhoud en vermenigvuldigd met 100. In dit voorbeeld is de tank voor 37,5 % gevuld. Dit percentage is gebaseerd op het volume, niet op de verhouding tussen de vloeistofhoogte en de totale tankhoogte.
Voor industriële stalen tanks zijn onder meer de Europese normen EN 12285-1 (fabrieksmatig vervaardigde horizontale stalen tanks voor ondergrondse opslag van vloeistoffen die water kunnen verontreinigen), EN 12285-2 (vergelijkbare tanks voor bovengrondse opslag) en EN 14015 (ontwerp en vervaardiging van ter plaatse gebouwde verticale, cilindrische, gelaste stalen tanks met vlakke bodem) relevant.
Deze normen stellen eisen aan de betreffende tankconstructies en de vervaardiging ervan. De geometrische inhoud wordt berekend uit de tankafmetingen zonder automatisch constructieve ontwerpfactoren uit de normen toe te passen.
Dat hangt af van de tankvorm. In een rechthoekige tank of cilinder met een constante horizontale doorsnede is het volume evenredig met de vloeistofhoogte. Bij een afgeknotte kegel of tank met kegelvormige bodem verandert het oppervlak van de horizontale doorsnede met de hoogte, zodat de halve hoogte veel minder of meer dan de helft van het volume kan vertegenwoordigen. Bij een horizontale cilinder met ronde doorsnede komt een niveau van een halve diameter daarentegen precies overeen met de helft van de inhoud.
De binnendiameter, tanklengte en verticaal vanaf de bodem gemeten vloeistofhoogte worden gebruikt. De calculator bepaalt het oppervlak van het gevulde cirkelsegment en vermenigvuldigt dit met de cilinderlengte. Daardoor wordt rekening gehouden met de kromming van de wanden en wordt het volume voor elk toegestaan vulniveau berekend.
Bij een capsulaire tank komt het volume van twee halfronde bolvormige uiteinden boven op het cilindrische gedeelte. Als de diameter en lengte van het cilindrische deel gelijk zijn, is de totale inhoud van de capsule groter. Ook de totale lengte is één diameter groter, omdat de uiteinden apart worden meegerekend.
Bij gelijke afmetingen kunnen tanks met een kegelvormige bodem en een kegelvormige bovenkant dezelfde totale inhoud hebben, maar bij dezelfde vulhoogte verschillende vloeistofvolumes. Dit komt doordat de oppervlakken van de horizontale doorsneden op de betreffende niveaus verschillen. De calculator houdt rekening met de positie van de kegel en de verandering van de diameter met de hoogte.
De geometrische berekening gaat uit van een geïdealiseerde binnenvorm. Een echte tank kan afgeronde overgangen, uitstekende onderdelen, extra voorzieningen of binnenafmetingen hebben die van de nominale maten afwijken. Daardoor kan de berekende geometrische inhoud verschillen van de opgegeven capaciteit. Gebruik voor een nauwkeurige inschatting van een bestaande tank de werkelijke binnenafmetingen.