Резервуары и цистерны используются для перевозки и хранения различных видов топлива, нефти, воды и газа, некоторых строительных материалов, химических веществ, а также пищевых продуктов. Многие не знают, как рассчитать объем емкости, ведь они могут иметь различную геометрическую форму:

• Конуса;
• Цилиндра;
• Сферы;
• Прямоугольного параллелепипеда.

В нашей статье ознакомимся с нюансами расчёта для конкретных геометрических тел.

Как узнать объём прямоугольной тары

В сфере строительства все показатели объёма приведены к конкретным величинам. Расчёты могут проводиться в литрах или дм 3 , но чаще всего для определения количества того или иного материала используются кубические метры. Как рассчитать кубатуру самых простых прямоугольных ёмкостей опишем дальше на конкретном примере.

Для работы нам понадобится тара, строительная рулетка и блокнот с ручкой или карандашом для проведения вычислений. Из курса геометрии известно, что объём подобных тел вычисляется умножением длины, ширины и высоты изделия. Формула расчётов сводится к следующему

V=a*b*c , где a, b и с – стороны тары.

Например, длина нашего изделия равняется 150 сантиметрам, ширина 80 сантиметрам, высота 50 сантиметров. Для правильного подсчёта кубатуры указанные величины переводим в метры и проводим необходимые расчёты V=1,5*0,8*0,5=0,6м3.

Как определить объём сферического изделия

Сферические изделия встречаются в нашей жизни почти каждый день. Это может быть элемент подшипника, футбольный мяч или пишущая часть шариковой ручки. В некоторых случаях нам необходимо узнать, как рассчитать кубатуру сферы для определения количества жидкости в ней.

Как утверждают эксперты, для вычисления объёма этой фигуры используется формула V=4/3ԉr3 , где:

• V – подсчитываемый объём детали;
• R- радиус сферы;
• ԉ – постоянная величина, которая равняется 3,14.

Для проведения необходимых вычислений нам нужно взять рулетку, зафиксировать начало измерительной шкалы и провести замер, причём лента рулетки должна проходить по экваторe шара. После этого узнают диаметр детали, поделив размер на число ԉ.

А теперь ознакомимся с конкретным примером вычисления для сферы, если её длина по окружности равняется 2,5 метрам. Сначала определим диаметр 2,5/3,14=0,8 метра. Теперь подставляем это значение в формулу:

V= (4*3,14*0,8³)/3=2,14м³

Как вычислить объём цистерны выполненной в виде цилиндра

Подобные геометрические фигуры используются для хранения пищевых продуктов, транспортирования топлива и других целей. Многие не знают, как рассчитать объем воды, но основные нюансы такого процесса опишем дальше в нашей статье.

Высоту жидкости в цилиндрической ёмкости определяют по специальному устройству метрштоку. В данном случае емкость цистерны вычисляется по специальным таблицам. Изделия со специальными таблицами измерения объёма в жизни встречаются редко, поэтому подойдём к решению проблемы другим путём и опишем, как рассчитать объём цилиндра по специальной формуле – V=S*L, где

• V- объём геометрического тела;
• S – площадь сечения изделия в конкретных единицах измерения (м³);
• L – длина цистерны.

Показатель L можно измерить при помощи всё той же рулетки, но площадь сечения цилиндра придётся считать. Показатель S вычисляют по формуле S=3,14*d*d/4, где d – диаметр окружности цилиндра.

А теперь ознакомимся с конкретным примером. Допустим, длина нашей цистерны имеет значение 5 метров, её диаметр 2,8 метра. Сначала вычислим площадь сечения геометрической фигуры S= 3,14*2,8*2,8/4=6,15м. А теперь можно приступать к вычислению объёма цистерны 6,15*5= 30,75 м³.

Объем заливаемого бензина может стать меньше, если в баке скопится жидкость. Параметры емкости не изменяться, а вот состав ее содержимого будет иным. При попадании в бак воды можно наблюдать следующее:

• трудности с заведением автомобиля по утрам;
• неровная работа двигателя;
• необходимость дольше отогревать автомобиль перед запуском.

Вода попадает в бак по разным причинам. Удалить ее можно одним из способов:

1. Смешать с бензином чистый спирт (от 200 до 500 миллилитров), после чего залить эти жидкости в емкость под топливо.
2. Через золотник на топливной рампе. Это более сложный способ, так как вам потребуется слить при помощи шланга жидкость в любую прозрачную тару. Для этого подайте напряжение на бензонасос при помощи диагностической колодки.
3. Слить вручную при помощи длинного и тонкого шланга от капельницы. Вам потребуется установить ведро или любую тару под жидкость в смотровую яму или просто ниже уровня бака.

Предотвратить попадание воды в бензобак можно при помощи поддержания в нем постоянного уровня топлива (желательно заправляться «под завязку»). Если вам необходимо долить бензин в дождливый или туманный день, заполняйте емкость под топливо на 100%. Этот простой прием позволит вытеснить из системы влажный воздух, который оседает конденсатом во время движения. Поздней осенью заливайте в систему чистый спирт (достаточно 200 миллилитров), чтобы вывести скопившуюся воду и предотвратить ее замерзание.

У каждого автомобиля своя Не существует определенного стандарта по параметру объема, которого бы придерживались все производители автомобилей. Давайте разберемся, каковы емкости топливных баков разного типа, определим особенности и устройство данных элементов.

Как производители рассчитывают

Считается, что в автомобиле должно быть достаточно топлива для того, чтобы он на одной заправке смог проехать 500 километров. Это негласное правило, которого придерживаются многие автопроизводители. Следовательно, емкость топливного бака будет разной для автомобилей с повышенным и пониженным потреблением топлива.

В среднем топливный бак вмещает 55-70 литров бензина, однако из-за пониженного потребления топлива малолитражных двигателей наблюдается тенденция к уменьшению емкости топливного бака. Это и логично, ведь легковому автомобилю с небольшим рабочим объемом двигателя нужно гораздо меньше топлива для того, чтобы проехать 500 км. К тому же эффективность самого топлива растет за счет повышения октанового числа и использования разных присадок, что тоже предполагает экономию и снижение емкости бака. Большой джип с прожорливым мотором "съест" гораздо больше бензина, следовательно, и топливный бак у него должен быть вместительнее.

Что касается дизеля, топливный бак машин, потребляющих солярку, часто меньше по сравнению с бензиновыми автомобилями. Это логично, так как КПД дизельного топлива выше, чем КПД бензина. Следовательно, автомобиль с 40-литровым баком, полностью заполненным дизельным топливом, проедет такое же расстояние, как и машина с полным 50-литровым баком. Но это слишком грубое сравнение.

Топливные баки машин легкового типа

Чтобы приблизительно были понятны цифры, нужно обратиться к техническим параметрам автомобилей. Новая "Лада Веста" российского концерна "АвтоВАЗ" оснащается баком емкостью 55 литров. Это достаточно высокий показатель, а ближайшие конкуренты - "Киа Рио" и "Хендай Солярис" - оснащаются баками на 43 литра. Потребление топлива этих машин приблизительно одинаковое, а это значит, что "Лада" проедет на полной заправке большее расстояние, что является одним из преимуществ.

Более крупный автомобиль "Фольксваген Тигуан" оснащается баком емкостью 58-64 литра (зависит от конкретной модификации), а такие огромные машины, как Toyota Land Cruiser, с большим потреблением топлива, имеют 93-литровые баки.

Что касается размеров, то с этим все намного сложнее. Некоторые производители делают прямоугольные баки, размер которых приблизительно может составлять 60х40х20 см. Есть баки с совершенно отличными размерами, а некоторые производители адаптируют данные емкости для топлива таким образом, чтобы они вписывались в конструкцию. Их размер нельзя описать тремя-четырьмя параметрами.

Емкости баков грузовых машин

Что касается грузовых автомобилей, то популярна машина КамАЗ, топливный бак у которой в зависимости от модели может иметь разный объем. Самая минимальная вместительность - 125 литров. Однако из-за большого потребления топлива КамАЗ не способен пройти большое расстояние (да еще и с грузом) на таком баке, поэтому производитель предусмотрел и другие емкости, которые используются на этом автомобиле. Таким образом, топливный бак КамАЗа может иметь емкость от 125 до 600 литров при шаге 50 или 40 литров.

Также могут быть и нестандартные модификации баков на 700 литров. Дело в том, что не только завод-производитель изготавливает емкости для топлива, этим также могут заниматься и сторонние производители. И вообще, на рынке небольшая вероятность найти продукцию завода "КамАЗ", чаще всего встречаются баки от сторонних производителей.

Второй популярный грузовой автомобиль - ГАЗель. Несмотря на то что данная машина является грузовой, топливный бак ГАЗели вмещает всего 60 литров бензина. И это очень неудобно, учитывая, что потребление топлива автомобиля достаточно большое. Следовательно, при езде на дальние расстояния приходится брать с собой дополнительные канистры с топливом.

Некоторые владельцы этих автомобилей меняют старый, небольшой бак на новый. Сторонние производители выпускают для ГАЗели топливные баки емкостью до 150 литров.

Все это позволяет сделать вывод, что топливный бак - это меняющаяся, а не постоянная величина, и для различных автомобилей она разная. Даже в двух одинаковых моделях могут использоваться совершенно различные емкости для топлива с разной вместительностью.

Огромные фуры типа SCANIA 113 и вовсе имеют баки на 450-500 литров. XF может иметь 870-литровую емкость для топлива, а F90 с большой грузоподъемностью оснащается баком на 1 260 литров. Это просто невероятно большая вместительность, и малые 45-литрвоые баки легковых автомобилей на их фоне выглядят просто смешно.

Устройство топливного бака

Теперь, когда нам понятно, сколько литров топливный бак может вместить бензина, можно поговорить о его устройстве. На легковых автомобилях его размещают в задней части кузова, под пассажирскими сидениями. При этом его закрывают прочной металлической пластиной, чтобы избежать деформации при столкновении, а также изолируют от перегрева с помощью специальных теплоизолирующих прокладок.

Материал

Баки могут быть выполнены из металла, алюминия, пластмассы. Алюминиевые емкости используются для хранения дизельного и бензинового топлива, стальные - для газа. Что касается пластмассовых баков, то они стали весьма популярными в последнее время в силу простоты производства и формовки. Благодаря особенностям пластмассы быстро приобретать нужную форму, производители создают баки разных конструктивных сложностей. К тому же этот материал не подвергается коррозии, хорошо защищает от утечек благодаря использованию разных технологий (покрытие внутренней поверхности фтором - одна из них).

Заливная горловина топливного бака

Заправляют бак через горловину, которая чаще всего находится над задним крылом правой или левой стороны. Эксперты поясняют, что идеальной с точки зрения безопасности расположения горловины топливного бака является левая сторона, поскольку при заправке это снижает шансы трогания до того, как заправочный пистолет вынут из бака. Так водитель лучше контролирует процесс.

Соединяется горловина с баком через трубопровод, а находится она под специальной крышкой горловины топливного бака. Эта крышка на старых автомобилях открывается извне (то есть любой прохожий может ее открыть), однако на современных машинах крышка открывается из салона. Чаще всего используется механический способ открытия с помощью троса.

Топливопровод

Подача бензина или дизельного топлива в систему питания мотора осуществляется через выходной топливопровод. Также для этого используется бензонасос, который качает бензин из бака в систему питания двигателя. Топливо, которое не потребил двигатель, возвращается обратно в бак. Так бензин постоянно циркулирует по топливопроводу: часть его тратится на работу двигателя, а вторая - возвращается обратно.

Датчик контроля уровня

Этот датчик есть во всех баках и является частью бензонасоса. Если уровень бензина снижается, поплавок опускается ниже. Это влечет за собой изменение сопротивления потенциометра, связанного с поплавком. В результате напряжение в электросети падает, а стрелка на приборной панели отображает изменение. Так водитель видит, сколько бензина осталось в баке.

Вентиляция

Одна из важных систем - вентиляция. Дело в том, что в баке нужно всегда поддерживать давление, равное атмосферному, и за это отвечает вентиляция. Современные машины оснащаются закрытой системой вентиляции бака, что предотвращает падение или рост давления внутри него. Если давление внутри емкости понизится, то она может деформироваться, а повышение давления вообще может разорвать бак на части. Учитывая, что внутри находится топливо, реализации эффективной системы вентиляции уделяют много внимания.

Когда топливо уходит из бака, то давление в нем падает, в результате чего возникает разрежение. Благодаря системе вентиляции этот эффект устраняется: предохранительный клапан запускает внутрь воздух. Данный клапан располагается у крышки горловины, и он может пропускать воздух только в одном направлении.

При заправке в бак попадает лишний воздух, из-за чего образуются пары бензина. Эти избытки вытесняются системой вентиляции по специальному трубопроводу. Также пары бензина могут образовываться и при повышенной температуре, что тоже влечет повышение давления. И только вентиляционная система спасает бак от полного его разрыва на кусочки.

Заключение

Топливный бак автомобиля является достаточно сложной конструкцией. Несмотря на кажущуюся простоту устройства, в баке возникает множество разных процессов (испарение, окисление топлива), которые необходимо предусматривать при разработке данных емкостей. Но если сравнивать устройство бака с мотором или хотя бы с системой питания, то оно покажется примитивным.

Теперь вы знаете, как устроен топливный бак, каков его объем в легковых и грузовых автомобилях, а также то, почему он настолько невелик в малолитражках. На фоне всего этого становятся понятной тенденция уменьшения емкости бака в современных

При помощи онлайн калькулятора Вы сможете правильно рассчитать объем емкости типа: цилиндра, бочки, цистерны или объем жидкости в любой другой горизонтальной цилиндрической емкости.

Определим количество жидкости в неполном баке цилиндрической формы

Все параметры указываем в миллиметрах

L — Высота бочки.

H — Уровень жидкости.

D — Диаметр бака.

Наша программа в онлайн режиме выполнит расчет количества жидкости в емкости, определит площадь поверхностей, свободную и общую кубатуру.

Определение главных параметров кубатуры резервуаров (к примеру, обычная бочка или цистерна) должен производиться, основываясь на геометрическом методе расчета вместительности цилиндров. В отличие от способов калибровки емкости, где подсчет объема выполняют в виде реальных измерений количества жидкости путем мерной линейки (согласно показаниям метрштока).

V=S*L – формула расчета объема бака цилиндрической формы, где:

L — длина тела.

S — площадь поперечного сечения резервуара.

Согласно полученным результатам создают калибровочные таблицы емкости, которые еще называются тарировочными, позволяют определить вес жидкости в баке по удельному весу и объему. Эти параметры будут зависеть от уровня наполнения цистерны, который можно измерять при помощи метрштока.

Наш онлайн калькулятор предоставляет возможность выполнить расчет вместительности горизонтальных и вертикальных емкостей по геометрической формуле. Вы сможете узнать полезную вместительность резервуара более точно, если при этом правильно определите все главные параметры, которые указаны выше и участвуют в расчете.

Как правильно определить основные данные

Определяем длину L

При помощи обычной рулетки, Вы сможете измерить длину L цилиндрического резервуара с неплоским дном. Для этого Вам необходимо замерить расстояние между пересекающими линиями днища с цилиндрическим телом емкости. В случае, когда горизонтальный бак с плоским дном, то для того, чтобы определить размер L, достаточно измерить длину резервуара по наружной стороне (от одного края бака до другого), и от полученного результата вычесть толщину дна.

Определяем диаметр D

Проще всего определить диаметр D бочки цилиндрической формы. Для этого достаточно при помощи рулетки замерять расстояние между двумя любыми крайними точками крышки или края.

Если трудно правильно выполнить расчет диаметра емкости, то в этом случае можно использовать измерение длины окружности. Для этого при помощи обычной рулетки обхватываем по окружности весь резервуар. Для правильно расчета окружности делают два измерения в каждом сечении резервуара. Для этого поверхность, измеряемая должна быть чистой. Узнав усредненную длину окружности нашей емкости – Lокр, переходим к определению диаметра по следующей формуле:

Этот метод наиболее простой, так как зачастую измерение диаметра бака сопровождается рядом затруднений, связанных с нагромождением на поверхности различного вида оборудования.

Важно! Измерения диаметра правильней всего выполнить в трех разных сечениях емкости, и после этого выполнить подсчет среднего значения. Так как зачастую, эти данные могут существенно отличаться.

Усредненные значения после трех замеров позволяют минимизировать погрешность расчета объема резервуара цилиндрической формы. Как правило, используемые накопительные баки во время эксплуатации подвергаются деформации, могут терять прочность, уменьшаться в размерах, что ведет к уменьшению количества жидкости внутри.

Определяем уровень H

Чтобы определить уровень жидкости, в нашем случае это H, нам понадобиться метршток. При помощи этого измерительного элемента, который опускают на дно емкости, мы сможем точно определить параметр H. Но эти расчеты будут верны для резервуаров с плоским дном.

В результате подсчета онлайн калькулятора мы получаем:

• Свободный объем в литрах;
• Количество жидкости в литрах;
• Объем жидкости в литрах;
• Общую площадь резервуара в м²;
• Площадь дна в м²;
• Площадь боковой поверхности в м².

Казалось бы, ничего хитрого внутри топливного бака быть не может - это ведь всего лишь емкость для бензина или солярки, разве что особо прочная и стойкая к воздействию углеводородов. Но так кажется лишь на первый взгляд

Топливный бак имеет форму, определяемую конструкцией автомобиля. Часто он, будучи единым по объему, представляет собой, по сути, две соединенные емкости. Для чего? Запас топлива - существенная нагрузка для автомобиля, примерно равная весу одного пассажира, что немало. Конечно, у городских микролитражек этот «пассажир» скромный: их баки имеют объем 35-40 л. У среднеразмерных седанов и хэтчбеков емкость баков составляет 45-60 л, у тяжелых внедорожников - 75-90 л, у коммерческих фургонов - 90-120 л, а у магистральных тягачей - уже 300-600 л.

Наполовину полон или пуст?

Размещение бака - сложная задача для инженеров. Ведь приходится учитывать нагрузку на автомобиль, которая при заправке под пробку может прийтись на один борт. Приходится каким-то образом делить бак, превращая его по форме в своеобразную бабочку. Ну или располагать так, чтобы даже при полной заправке другие устройства компенсировали нагрузку на один из бортов. При выборе расположения бака учитывается также опасность его повреждения при столкновении.

Емкость бака - величина условная, заполнить его до упора невозможно, в нем останется немного воздуха. При кренах автомобиля топливо может переливаться от борта к борту, а это чревато опасной ситуацией. Все мы знаем из теоретического курса автошколы, какая из автоцистерн более склонна к опрокидыванию: заполненная доверху или наполовину пустая. Значительная масса топлива, перемещаясь внутри бака, тоже может нарушить равновесие машины. Как с этим борются? Внутри бака делают перегородки, препятствующие переливу, - их размеры и расположение тщательно просчитываются.

Любой бак снабжен системой вентиляции. В жару топливо имеет свойство испаряться, причем повышенное давление паров может даже разорвать бак. А при выработке бензина или солярки давление в емкости падает - она может сплющиться. Система вентиляции не только предотвращает это, но и улавливает пары топлива, не позволяя им выделяться в атмосферу. Специальный клапан не допускает разлива топлива при опрокидывании автомобиля или его сильном крене.

В современные баки, как правило, встраивается и модуль электрического топливного насоса. Важно помнить: насосы для современных систем питания автомобилей не любят работать «на сухую», от этого они быстро выходят из строя. Поэтому не допускайте полной выработки топлива, старайтесь заправляться, едва загорится лампочка резерва, ведь топливный насос стоит недешево, да еще расходы на его замену...

Чуешь запах?

В большинстве случаев доступ к модулю насоса возможен из салона легкового автомобиля (часто при снятом или поднятом заднем сиденье). Но бывает, что приходится снимать с автомобиля весь бак, а это практически невозможно без подъемника или гаражной ямы. Впрочем, иногда насос работает исправно, а бак все равно необходимо демонтировать из-за повреждения. Как так, спросите вы, ведь он очень прочный? Это правда, но… Дурная голова способна сломать и не такое.

В моей практике было три показательных случая. В первом хозяйка «немолодой» уже иномарки пожаловалась на скрежет из-под днища во время езды. Ей показалось, что глушитель провис и касается асфальта. Заглянув с фонариком под днище, я обнаружил, что от старости и коррозии лопнула одна из стальных лент, на которых висел топливный бак! Естественно, на улице устранить неисправность было нельзя, и до ближайшего сервиса мы ехали медленно и осторожно. К счастью, удалось восстановить поврежденную ленту, а не искать новую.

Другая ситуация: однажды на даче я почувствовал сильный запах бензина, исходивший от автомобиля. Это был тревожный сигнал: так пахнуть не должно. Заглянув под днище, я увидел, что топливо активно капает из дырки в нижней части бака. Пробил? Да нет, похоже, кто-то пытался слить бензин в мое отсутствие: пробоина была как от зубила, случайный камень, «пойманный» на шоссе, такую не оставит. Тогда удалось немного «развернуть» отверстие, слить остатки топлива, вынуть топливозаборник, забраться рукой внутрь бака и заделать дыру «сэндвичем» из болта с гайкой и четырех шайб (двух стальных и двух резиновых). «Сэндвич», надо сказать, прослужил несколько лет.

А вот в третьем случае бак внедорожника оказался пробит в «боевых» условиях, причем несмотря на то, что снизу он был прикрыт надежной стальной защитой. Снятие ее показало, что бензин просачивается из-под заклепки, крепящей, судя по всему, внутреннюю перегородку. Заварить место повреждения не брался никто: мастера боятся подходить к бензобакам со сварочным аппаратом, даже если емкость неделю пролежала опорожненной или залитой водой (все хорошо представляют себе последствия взрыва паров топлива). А новый бак, даже без топливной аппаратуры, тянет на 30 40 тыс. рублей. Обойтись удалось меньшими затратами: повреждение было заклеено составом «холодная сварка».

Удар кувалдой

Топливные баки изготавливаются из стали, алюминия или специального пластика (полиэтилена). Насколько прочен пластик? Об этом я узнал из рассказа сотрудника завода УАЗ. Когда для «Патриота» разработали единый 68-литровый бак вместо двух 36-литровых, располагавшихся по бортам, в качестве материала был предложен многослойный пластик. Комиссия, принимавшая образец, усомнилась в его прочности. Одному из ее представителей была предложена кувалда: мол, ударьте изо всех сил и посмотрите, что будет. Тот ударил - и кувалда отскочила, едва не травмировав его. Бак же остался невредим.

Почему мы так ратуем за прочность бака? Верно, опасаемся взрыва топлива в случае его повреждения. Но опасен не столько взрыв, сколько разлив того же бензина и большая площадь горения, ведь горит не бензин, а его пары. К тому же их очень трудно потушить. То же относится и к солярке: ее пары вспыхивают не так охотно, как бензиновые, но потушить разлившееся дизтопливо еще сложнее.

Каким бортом подъезжать к колонке на заправке? Заливная горловина может быть расположена как справа, так и слева, на это указывает маленькая стрелочка у символа бензоколонки на панели приборов (хотя иногда ее и нет). Автомобили, у которых горловина бака слева, я для себя именую профессиональными, остальные рассчитаны на белоручек и услуги заправщика.

Не забывайте закрывать крышку горловины и запирать лючок. Случаи слива топлива злоумышленниками по-прежнему нередки. Хотя порой бак настолько хитро устроен, что откачать топливо проблематично. Так и товарища в трудной ситуации не выручишь.

Заправочные «пистолеты» дизельных колонок имеют разный размер. Большие рассчитаны на горловины баков тяжелых грузовиков. Подобный диаметр могут иметь горловины и некоторых пикапов, тогда заправка под пробку на грузовой колонке будет длиться считаные секунды, что удобно холодной зимой. А у коммерческих фургонов, наоборот, встречаются «легковые» горловины - такой вот парадокс.

Интересный факт можно сообщить о таких емкостях для топлива, как цистерны аэродромных заправщиков. На них есть особое устройство, называемое Dead Man`s Switch. При заполнении цистерны на нефтебазе водитель или мастер обязан раз в несколько минут вручную прерывать подачу топлива, затем запуская ее снова. Это сделано для того, чтобы система «понимала»: заполнение идет под контролем человека, он жив, с ним все в порядке. Если не прервать заливку вовремя, она будет отключена автоматикой.