Denne kalkulatoren for beregning av tankvolum finner tankens totale kapasitet, væskevolumet ved et angitt fyllingsnivå og gjenværende ledig volum. Beregningen bygger på geometriske mål og tar hensyn til tankens form, inkludert sylindriske, rektangulære, elliptiske, kuleformede og koniske deler.
Kalkulatoren passer til beregning av volum i vanntanker, drivstofftanker, lagertanker og andre beholdere med kjent geometri. Resultatene oppgis i liter eller kubikkmeter.
Geometrisk kapasitet. Totalvolumet bestemmes ut fra tankens innvendige mål. Lengde, bredde, høyde og diametere oppgis i centimeter. Målene omregnes til meter med faktoren 0,01. Det beregnede volumet angis i m3 og omregnes ved behov til liter etter forholdet 1 m3 = 1000 l.
Fyllingsnivå. Væskehøyden måles loddrett fra det laveste punktet inne i tanken til væskeoverflaten. Bare den delen av det geometriske volumet som ligger under dette nivået, tas med. Hvis angitt fyllingshøyde overstiger tankens totalhøyde, brukes den maksimalt tillatte høyden i beregningen.
Geometriske forutsetninger. Alle overflater behandles som ideelle geometriske former med konstante angitte mål. Kapselformede tanker har halvkuleformede ender, elliptiske tanker har et konstant elliptisk tverrsnitt langs lengden, og koniske deler har en diameter som endres lineært med høyden. Det brukes ingen korreksjonsfaktorer for materiale, temperatur eller deformasjon.
Vertikal sylinder. Arealet av den sirkelformede bunnen multipliseres med tankhøyden. Radiusen er halvparten av den innvendige diameteren. Ved delvis fylling brukes væskehøyden i stedet for totalhøyden.
V = π × R2 × H
Her er R innvendig radius i meter, H høyden i meter og π ≈ 3,14159265. En tank med diameter 100 cm og høyde 200 cm har for eksempel en total kapasitet på omtrent 1570,8 l.
Horisontal sylinder. Totalvolumet er arealet av det sirkelformede tverrsnittet multiplisert med lengden. Ved delvis fylling beregnes arealet av sirkelsegmentet under væskeoverflaten, og dette multipliseres med sylinderlengden. Væskevolumet øker derfor ikke lineært med fyllingshøyden.
Rektangulær tank. Total kapasitet er produktet av innvendig lengde, bredde og høyde. Væskevolumet beregnes på samme måte, men med faktisk fyllingshøyde i stedet for full høyde.
V = L × W × H
I formelen er L lengde, W bredde og H høyde, alle i meter. En tank med målene 200 × 100 × 120 cm har for eksempel en kapasitet på 2,4 m3, eller 2400 l.
Kapsel. Tanken består av en sylindrisk del og to halvkuleformede ender. De to halvkulene utgjør til sammen en hel kule. Totalvolumet er derfor summen av sylinderens volum og volumet av en kule med samme radius.
V = π × R2 × L + 4 × π × R3 / 3
L er bare lengden på den sylindriske delen i meter, uten de kuleformede endene. For en vertikal kapsel beregnes fyllingen trinnvis: først den nedre kuledelen, deretter sylinderdelen og til slutt den øvre kuledelen. For en horisontal kapsel summeres volumet av sirkelsegmentet i sylinderen og det tilsvarende volumet i de kuleformede endene.
Elliptisk tank. Tverrsnittet antas å være en ellipse. Halvaksene tilsvarer halvparten av den innvendige bredden og halvparten av den innvendige høyden. Totalvolumet er ellipsens areal multiplisert med tankens lengde.
V = π × a × b × L
Her er a halve bredden, b halve høyden og L lengden, alle i meter. Ved delvis fylling brukes bare ellipsens areal under væskeoverflaten. Dermed tas det hensyn til at volumet øker ikke-lineært når nivået stiger.
Avkortet kjegle. Total kapasitet bestemmes av øvre og nedre radius og høyden. Arealet av det horisontale tverrsnittet varierer med høyden fordi diameteren øker eller minker jevnt.
V = π × H × (R12 + R1 × R2 + R22) / 3
R1 er nedre radius, R2 øvre radius og H høyden, alle i meter. Ved delvis fylling beregnes først radiusen ved væskenivået. Deretter brukes samme formel til å finne volumet i den fylte nedre delen.
Tank med konisk bunn. Total kapasitet er summen av volumet i den nedre avkortede kjeglen og sylinderen over den. Så lenge væsken er innenfor den koniske bunnen, beregnes bare den fylte delen av kjeglen. Når væsken når sylinderdelen, legges væskevolumet i sylinderen til hele kjeglevolumet.
Tank med konisk topp. Først beregnes volumet i den nedre sylinderen, deretter i den øvre avkortede kjeglen. Så lenge væsken er i sylinderen, er volumet proporsjonalt med fyllingshøyden. Ved høyere nivåer legges volumet i den fylte kjegledelen til, med hensyn til diameterendringen.
Væskevolum. For hver tankform beregnes det geometriske volumet under angitt nivå. Ved fyllingshøyde 0 er væskevolumet 0. Når nivået når tankens fulle høyde, er væskevolumet lik total kapasitet.
Ledig volum. Dette er forskjellen mellom total kapasitet og aktuelt væskevolum. Hvis tanken for eksempel rommer 2000 l og inneholder 750 l, gjenstår 1250 l ledig volum.
Fyllingsprosent. Væskevolumet divideres med total kapasitet og multipliseres med 100. I eksemplet er tanken 37,5 % full. Prosenten bygger på volum, ikke forholdet mellom væskehøyden og tankens totalhøyde.
Aktuelle europeiske standarder for industrielle ståltanker omfatter EN 12285-1 (fabrikkproduserte horisontale ståltanker for underjordisk lagring av væsker som kan forurense vann), EN 12285-2 (tilsvarende tanker for lagring over bakken) og EN 14015 (prosjektering og produksjon av vertikale, sylindriske, sveisede ståltanker med flat bunn som bygges på stedet).
Standardene stiller krav til de aktuelle tankkonstruksjonene og produksjonen av dem. Den geometriske kapasiteten beregnes ut fra tankens mål uten automatisk bruk av konstruksjonsfaktorer fra standardene.
Det avhenger av tankformen. I en rektangulær tank eller sylinder med konstant horisontalt tverrsnitt er volumet proporsjonalt med væskehøyden. I en avkortet kjegle eller tank med konisk bunn varierer tverrsnittsarealet med høyden, slik at halve høyden kan tilsvare betydelig mindre eller mer enn halve volumet. I en horisontal sylinder med sirkelformet tverrsnitt tilsvarer derimot et nivå på en halv diameter nøyaktig halvparten av kapasiteten.
Beregningen bruker innvendig diameter, tanklengde og loddrett væskehøyde målt fra bunnen. Kalkulatoren finner arealet av det fylte sirkelsegmentet og multipliserer det med sylinderlengden. Dermed tas det hensyn til de buede veggene, og volumet kan beregnes ved ethvert tillatt fyllingsnivå.
En kapsel har i tillegg volumet av to halvkuleformede ender. Hvis diameteren og lengden på sylinderdelen er den samme, får kapselen større total kapasitet. Den totale lengden er også større med én diameter, siden endene regnes separat.
Med like mål kan tanker med konisk bunn og konisk topp ha samme totale kapasitet, men forskjellig væskevolum ved samme fyllingshøyde. Årsaken er forskjeller i de horisontale tverrsnittsarealene på de aktuelle nivåene. Kalkulatoren tar hensyn til kjeglens plassering og diameterens endring med høyden.
Den geometriske beregningen forutsetter en idealisert innvendig form. En virkelig tank kan ha avrundede overganger, utstikkende deler, ekstra utstyr eller innvendige mål som avviker fra nominelle verdier. Derfor kan beregnet geometrisk kapasitet avvike fra oppgitt kapasitet. Bruk de faktiske innvendige målene for en presis beregning av en eksisterende tank.