Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.

Nástěnka
22. 8. 2021 (L) Přecházíme zpět na doménu forum.matweb.cz!
04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

#1 23. 07. 2014 13:55

Soliderek
Zelenáč
Příspěvky: 5
Škola: UJAK
Pozice: Student
Reputace:   
 

Objem válce s vrchlíkem

Ahoj, vím že jsou tu podobné témata, ale nějak se v tom nemůžu vyznat. Máme doma nádrž na vodu a já bych chtěl vědět, když si změřím výšku hladiny, tak kolik mám v nádrži vody. Jedná se o válec s vydutými čely. Matematika mi moc nejde a geometrie už vůbec, proto se omlouvám jestli se jedná o banální problém. Předem děkuji za rady. Jedná se mi o univerzální vzoreček do kterého budu dosazovat výšku vody v nádrži a vypočítám objem vody.
Díky moc. :-)
PS: Nakreslil jsem ilustrační obrázek s rozměry, které jsem byl schopen změřit, pokud by byl potřeba nějaký jiný rozměr, dejte mi prosím vědět.
[img]//forum.matweb.cz/upload3/img/2014-07/16494_n%25C3%25A1dr%25C5%25BE%2B8%2Bm3.jpg[/img]

Offline

  • (téma jako vyřešené označil(a) Soliderek)

#2 23. 07. 2014 16:19 — Editoval pietro (23. 07. 2014 16:29)

pietro
Příspěvky: 4792
Reputace:   187 
 

Re: Objem válce s vrchlíkem

Offline

 

#3 23. 07. 2014 16:34

pietro
Příspěvky: 4792
Reputace:   187 
 

Re: Objem válce s vrchlíkem

ešte som našiel niečo ku téme

http://jfajkus.aspone.cz/calc/calc.html

ďakujeme autorovi:-)

Offline

 

#4 23. 07. 2014 16:44

Soliderek
Zelenáč
Příspěvky: 5
Škola: UJAK
Pozice: Student
Reputace:   
 

Re: Objem válce s vrchlíkem

↑ pietro:: Ahoj, moc Ti děkuju za pomoc. Hrozně jsi mi pomohl. Vzorce převedu do excelu a tam už si s tím poradím. Ještě jednou díky moc.

Offline

 

#5 23. 07. 2014 16:54 — Editoval pietro (23. 07. 2014 16:59)

pietro
Příspěvky: 4792
Reputace:   187 
 

Re: Objem válce s vrchlíkem

↑ Soliderek: ešte ešte na kontrolu aj tento kalkulátor...
http://checalc.com/calc/vessel.html

a zvol si tank  torispherical ends  (volume calculator)

a ďakujem tiež :-)

Offline

 

#6 24. 07. 2014 00:18 — Editoval mák (24. 07. 2014 15:16)

mák
Místo: Vesmír, Galaxie MD
Příspěvky: 920
Reputace:   63 
 

Re: Objem válce s vrchlíkem

Zdravím,
sice toto téma je vyřešené, ale nedalo mi, abych nepřispěl.
Já se často v práci potýkám s tímto problémem a proto potřebuji rychlý a jednoduchý výpočet objemu ležaté válcové nádrže. Přesnost měření výšky hladiny není nijak závratná a tvar svařovaných čel není úplně ideální. Proto záměna výpočtu torosférických čel za eliptická přinese menší chybu než všechny ostatní chyby. Navíc lze snadněji vytvořit inverzní výpočet.
Tady je komentovaná část kódu, která počítá objem vodorovné válcové nádrže s eliptickými čely (pro Open Office, pro Excel to bude pravděpodobně identické):

Code:

Function ObjemE(p#,L#,R#,B#) as Double
' Tato funkce vypočítá objem válcové nádrže s eliptickými čely
' Hodnoty mimo povolený vstupní rozsah se berou jako krajní
' p - zadaná výška hladiny [rozsah 0 až 1], 1 je maximum - odpovídá 100%
' L - je délka válcové části bez eliptických čel
' R - je poloměr válcové části
' B - velikost vyboulení eliptického čela 
    Dim q#, Pi as Double
    Pi = 3.1415926535897932385
    If p<=0 Then ' Nulový objem nádrže [nula je 0%]
        ObjemE = 0
    ElseIf p>=1 Then 'Maximální Objem nádrže [jednička je 100%]
        ObjemE = Pi*R^2*(3*L+4*B)/3
    ElseIf p=1/2 Then ' Poloviční objem nádrže [1/2 je 50%]
        ObjemE = Pi*R^2*(3*L+4*B)/6
    Else ' Všechny ostatní případy budeme počítat ...
        q = p-p^2
        ObjemE = R^2*(L*(atn((p-1/2)/sqr(q))+(4*p-2)*sqr(q)+Pi/2)+4*Pi*(1-2*p/3)*p^2*B)
    End If
End Function

A toto je inverzní výpočet (počítá z objemu výšku):

Code:

Function pInvQ(V#,L#,R#,B#) as Double
' Tato funkce počítá procentovou výšku z objemu, je inverzní vůči předchozí funkci
' Hodnoty mimo povolený vstupní rozsah se berou jako krajní
' V - zadaný objem nádrže 
' L - je délka válcové části bez eliptických čel
' R - je poloměr válcové části
' B - velikost vyboulení eliptického čela 
    Dim p#, z#, m#, o#, n#, h#, g#, q#, Pi as Double
    Pi = 3.1415926535897932385
    If V<=0 Then ' Nulová výška nádrže je při nulovém objemu
        p = 0
    Elseif V>=Pi*R^2*(3*L+4*B)/3 Then ' Maximální výška nádrže je při maximálním objemu
        p = 1
    Else ' Všechny ostatní případy se budou počítat ...
        p = V/(Pi*R^2*(3*L+4*B)/3)
        z = 1/2
        While abs(p-z)>1e-12 
            z = p
            m = 2*p-1 
            n = sqr(1-m^2)
            q = p-p^2
            o = atn(-m/(2*sqr(q)))
            g = 6*sqr(q)
            h = 6*(o-n-Pi/2)
            p = (p*(6*(p-1)*V+((3*n*(4*p^2-3)+h*(p-1)-g)*L-8*Pi*(p-1)*p^2*(4*p-3)*B)*R^2)) _
                /(((3*(2*m^2-1)*n-g)*L-3*Pi*(m-1)^2*(m+1)^2*B)*R^2)
        Wend
    End If
    pInvQ = p
End Function

Hodnota p (měřená výška hladiny) se pohybuje v rozmezí 0 až 1.
Pokud tedy v Excelu zadáme formát buňky v procentech, bude výstup právě v tomto rozmezí.

Odkaz


LibreOffice Verze: 25.8.4.2, Maxima 5.49.0 (SBCL)

Offline

 

#7 24. 07. 2014 10:13

pietro
Příspěvky: 4792
Reputace:   187 
 

Re: Objem válce s vrchlíkem

↑ mák: Ahoj, ďakujem aj ja :-)

Offline

 

#8 24. 07. 2014 11:00 — Editoval Rumburak (24. 07. 2014 11:30)

Rumburak
Místo: Praha
Příspěvky: 8691
Reputace:   502 
 

Re: Objem válce s vrchlíkem

↑ Soliderek:

Ahoj. 

Pokud by Tě zajímalo matematické pozadí takových výpočtů, pak jde o integrální počet.

Nechť $y$ je aktuální výška hladiny v cisterně,  $F(y)$  objemové množství vody odpovídající této výšce
a $H(y)$  obsah obrazce vytvořeného hladinou.  Mezi funkcemi $F,  H$  platí vztah

(1)                                             $F'(y) = H(y)$

(symbol $F'(y)$ představuje derivaci funkce $F$ v bodě $y$) .  Umíme-li určit  funkci $H$, což je jednodušší
než určovat přímo funkci $F$ ,  potom funkci $F$ získáme integrací rovnice (1):

                                       $F(h) = \int_0^h H(y)\,\d y$

(vycházím též ze zřejmého předpokladu $F(0) = 0$).

Funkci $H$ lze principiálně rovněž určit pomocí integrálního počtu, známe-li analytické popisy ploch, jimiž je
tvořena hranice nádrže.  Složitost konkretních výpočtů samozřejmě roste se složitostí těchto ploch.

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson