Калькуляторы
Объем резервуаров и емкостей: таблицы расчета, формулы РГС РВС, ГОСТ 17032
Таблицы расчета объемов резервуаров
Таблица 1. Формулы расчета объемов различных типов резервуаров
| Тип резервуара | Формула расчета | Обозначения | Единицы измерения |
|---|---|---|---|
| Цилиндрический вертикальный | V = π × r² × h | r - радиус, h - высота | м³ |
| Цилиндрический горизонтальный | V = π × r² × L | r - радиус, L - длина | м³ |
| Прямоугольный | V = a × b × h | a - длина, b - ширина, h - высота | м³ |
| Конический (усеченный) | V = (π × h / 3) × (r₁² + r₁×r₂ + r₂²) | r₁ - нижний радиус, r₂ - верхний радиус, h - высота | м³ |
| Сферический | V = (4/3) × π × r³ | r - радиус сферы | м³ |
Таблица 2. Типовые размеры горизонтальных резервуаров РГС по ГОСТ 17032-2010
| Объем, м³ | Диаметр, мм | Длина, мм | Толщина стенки, мм | Масса, кг |
|---|---|---|---|---|
| 3 | 1200 | 2800 | 4 | 380 |
| 5 | 1400 | 3400 | 4 | 520 |
| 10 | 2000 | 3400 | 4 | 950 |
| 20 | 2100 | 6000 | 4 | 1650 |
| 25 | 2500 | 5300 | 5 | 2100 |
| 50 | 3000 | 7300 | 5 | 3800 |
| 75 | 3000 | 10900 | 5 | 5300 |
| 100 | 3200 | 12600 | 6 | 7800 |
Таблица 3. Градуировочная таблица для резервуара РГС-25 (пример)
| Уровень, см | Объем, л | Уровень, см | Объем, л | Уровень, см | Объем, л |
|---|---|---|---|---|---|
| 10 | 324 | 90 | 7856 | 170 | 18234 |
| 20 | 892 | 100 | 9425 | 180 | 19876 |
| 30 | 1678 | 110 | 11032 | 190 | 21345 |
| 40 | 2634 | 120 | 12650 | 200 | 22678 |
| 50 | 3712 | 130 | 14256 | 210 | 23812 |
| 60 | 4889 | 140 | 15823 | 220 | 24598 |
| 70 | 6123 | 150 | 17234 | 230 | 24892 |
| 80 | 7412 | 160 | 17896 | 240 | 25000 |
Таблица 4. Коэффициенты для расчета частичного заполнения горизонтальных резервуаров
| h/D | Коэффициент k | h/D | Коэффициент k |
|---|---|---|---|
| 0.1 | 0.0409 | 0.6 | 0.6736 |
| 0.2 | 0.1118 | 0.7 | 0.7854 |
| 0.3 | 0.2046 | 0.8 | 0.8882 |
| 0.4 | 0.3142 | 0.9 | 0.9591 |
| 0.5 | 0.4363 | 1.0 | 1.0000 |
Полное оглавление статьи
Таблица расчета объема емкостей и резервуаров
1. Введение
Расчет объема емкостей и резервуаров является фундаментальной задачей в проектировании систем водоснабжения, канализации, нефтехимической промышленности и многих других отраслях. Точное определение вместимости резервуаров критически важно для обеспечения бесперебойной работы технологических процессов, правильного учета хранимых жидкостей и соблюдения требований промышленной безопасности.
В данной статье представлены методики расчета объемов различных типов резервуаров, формулы для определения частичного заполнения, а также практические примеры и градуировочные таблицы, используемые в повседневной работе специалистов.
2. Основные типы резервуаров
2.1. Цилиндрические резервуары
Цилиндрические резервуары являются наиболее распространенным типом емкостей благодаря оптимальному соотношению прочности конструкции и материалоемкости. Они могут располагаться как вертикально (РВС - резервуары вертикальные стальные), так и горизонтально (РГС - резервуары горизонтальные стальные).
где: π ≈ 3.14159, r - радиус основания (м), h - высота или длина (м)
Пример расчета 1:
Вертикальный цилиндрический резервуар с диаметром 3 м и высотой 5 м:
r = 1.5 м
V = 3.14159 × 1.5² × 5 = 3.14159 × 2.25 × 5 = 35.34 м³
Объем в литрах: 35.34 × 1000 = 35 340 л
2.2. Прямоугольные резервуары
Прямоугольные резервуары применяются при ограниченном пространстве и специфических требованиях к размещению. Несмотря на простоту расчета, они требуют дополнительного усиления конструкции из-за неравномерного распределения нагрузок.
где: a - длина (м), b - ширина (м), h - высота (м)
Пример расчета 2:
Прямоугольный резервуар 3000 × 2000 × 2500 мм:
V = 3 × 2 × 2.5 = 15 м³ = 15 000 л
2.3. Конические резервуары (усеченный конус)
Конические резервуары часто используются в технологических процессах, где требуется полное опорожнение емкости. Обычно применяется форма усеченного конуса.
где: r₁ - радиус нижнего основания (м), r₂ - радиус верхнего основания (м), h - высота (м)
Пример расчета 3:
Усеченный конус с r₁ = 2 м, r₂ = 1 м, h = 3 м:
V = (3.14159 × 3 / 3) × (2² + 2×1 + 1²)
V = 3.14159 × (4 + 2 + 1) = 3.14159 × 7 = 21.99 м³
2.4. Сферические резервуары
Сферические резервуары обладают минимальной площадью поверхности при максимальном объеме, что делает их идеальными для хранения газов под давлением. Однако сложность изготовления ограничивает их применение.
где: r - радиус сферы (м)
Пример расчета 4:
Сферический резервуар с радиусом 2 м:
V = (4/3) × 3.14159 × 2³ = (4/3) × 3.14159 × 8 = 33.51 м³
3. Формулы расчета объемов
3.1. Расчет объема цилиндрических резервуаров
Для вертикальных и горизонтальных цилиндрических резервуаров используется одна формула, различается только обозначение размеров:
Для горизонтальных: V = π × r² × L
где: r - радиус, H - высота, L - длина
При расчете необходимо учитывать толщину стенок резервуара. Рабочий объем определяется по внутренним размерам.
3.2. Расчет объема прямоугольных резервуаров
Прямоугольные резервуары имеют самую простую формулу расчета:
где: L - длина, B - ширина, H - высота (все размеры внутренние)
3.3. Расчет объема конических резервуаров
Для полного конуса и усеченного конуса применяются разные формулы:
Усеченный конус: V = (π × h / 3) × (r₁² + r₁×r₂ + r₂²)
где: r - радиус основания, h - высота, r₁ и r₂ - радиусы оснований
4. Расчет частичного заполнения
4.1. Частичное заполнение горизонтальных резервуаров
Расчет объема жидкости при частичном заполнении горизонтальных резервуаров является более сложной задачей, требующей использования специальных формул или коэффициентов.
где: k - коэффициент заполнения (см. Таблицу 4), Vполн - полный объем резервуара
4.2. Частичное заполнение вертикальных резервуаров
Для вертикальных цилиндрических резервуаров расчет значительно проще:
где: hжидк - высота столба жидкости (м)
5. Градуировка резервуаров
5.1. Методы градуировки
Согласно ГОСТ 8.570-2000 и ГОСТ 8.346-2000, применяются следующие методы градуировки резервуаров:
- Объемный метод - заполнение резервуара измеренным количеством жидкости (точность ±0.2%)
- Геометрический метод - расчет по измеренным геометрическим параметрам
- Комбинированный метод - сочетание объемного и геометрического методов
5.2. Составление градуировочных таблиц
Градуировочная таблица устанавливает зависимость между уровнем жидкости и ее объемом в резервуаре. Таблицы составляются с шагом 1 см по высоте и являются основным документом для учета движения нефтепродуктов и других жидкостей.
5.3. Периодичность градуировки
В соответствии с требованиями нормативных документов:
- Первичная градуировка - после изготовления или монтажа резервуара
- Периодическая градуировка - не реже 1 раза в 5 лет
- Внеочередная градуировка - после ремонта, реконструкции или при изменении базовой высоты
6. Практические примеры расчетов
Пример 1. Расчет объема жидкости в горизонтальном резервуаре:
Задача: Рассчитать объем жидкости в горизонтальном резервуаре РГС-50 (D = 3 м, L = 7.3 м) при уровне заполнения 1.8 м.
Решение:
1. Определяем отношение h/D = 1.8/3 = 0.6
2. По таблице находим коэффициент k = 0.6736
3. Полный объем Vполн = π × 1.5² × 7.3 = 51.58 м³
4. Объем жидкости V = 0.6736 × 51.58 = 34.74 м³
Пример 2. Расчет противопожарного запаса воды:
Задача: Определить необходимый объем резервуара для противопожарного запаса воды на предприятии. Расход на пожаротушение - 40 л/с, время тушения - 3 часа.
Решение:
1. Объем воды на пожаротушение: Vпож = 40 л/с × 3 ч × 3600 с/ч = 432 000 л = 432 м³
2. С учетом коэффициента запаса 1.1: Vрез = 432 × 1.1 = 475.2 м³
3. Принимаем 2 резервуара РВС-300 (общий объем 600 м³)
Пример 3. Расчет времени опорожнения резервуара:
Задача: За какое время опорожнится резервуар РГС-25 (V = 25 м³), если расход откачки составляет 50 м³/ч?
Решение:
t = V / Q = 25 м³ / 50 м³/ч = 0.5 ч = 30 минут
Пример 4. Расчет массы нефтепродукта в резервуаре:
Задача: Определить массу дизельного топлива в резервуаре объемом 100 м³ при заполнении на 85%. Плотность топлива ρ = 840 кг/м³.
Решение:
1. Объем топлива: V = 100 × 0.85 = 85 м³
2. Масса топлива: m = V × ρ = 85 × 840 = 71 400 кг = 71.4 т
7. Нормативная база
Основные нормативные документы, регламентирующие расчет и эксплуатацию резервуаров:
- ГОСТ 17032-2010 "Резервуары стальные горизонтальные для нефтепродуктов"
- ГОСТ 31385-2016 "Резервуары вертикальные цилиндрические стальные для нефти и нефтепродуктов"
- СНиП 2.04.02-84* "Водоснабжение. Наружные сети и сооружения"
- ГОСТ 8.570-2000 "ГСИ. Резервуары стальные вертикальные цилиндрические. Методика поверки"
- РД 153-39.4-078-01 "Правила технической эксплуатации резервуаров магистральных нефтепроводов"
8. Программное обеспечение для расчетов
Для автоматизации расчетов и составления градуировочных таблиц применяются специализированные программы:
- Программа "Градуировка" (СИ СЕНС) - расчет таблиц для различных типов резервуаров
- SCADA-системы с модулями учета - автоматический расчет объемов в реальном времени
- Специализированные калькуляторы для инженерных расчетов
9. Рекомендации по выбору типа резервуара
Критерии выбора:
✓ Большие объемы (100-50000 м³)
✓ Минимальная площадь застройки
✓ Нефтебазы, НПЗ
✓ Средние объемы (3-200 м³)
✓ АЗС, небольшие склады ГСМ
✓ Подземное размещение
✓ Ограниченное пространство
✓ Противопожарные резервуары
✓ Технологические емкости
10. Заключение
Правильный расчет объемов резервуаров и емкостей является основой для проектирования надежных систем хранения жидкостей. Использование представленных формул, таблиц и методик позволяет обеспечить точный учет хранимых продуктов, оптимизировать технологические процессы и соблюдать требования промышленной безопасности.
Регулярная градуировка резервуаров и использование актуальных градуировочных таблиц обеспечивает достоверность коммерческого учета и предотвращает потери продукта.
Отказ от ответственности
Данная статья носит исключительно ознакомительный характер и предназначена для общего информирования специалистов. Все расчеты и рекомендации должны быть проверены и адаптированы под конкретные условия эксплуатации с учетом действующих норм и правил.
Автор не несет ответственности за возможные неточности, ошибки или последствия использования представленной информации. Для выполнения проектных работ и принятия технических решений необходимо руководствоваться актуальными версиями нормативных документов и привлекать квалифицированных специалистов.
Источники информации
- ГОСТ 17032-2010 "Резервуары стальные горизонтальные для нефтепродуктов. Технические условия"
- ГОСТ 31385-2016 "Резервуары вертикальные цилиндрические стальные для нефти и нефтепродуктов. Общие технические условия"
- СНиП 2.04.02-84* "Водоснабжение. Наружные сети и сооружения"
- ГОСТ 8.570-2000 "ГСИ. Резервуары стальные вертикальные цилиндрические. Методика поверки"
- РД 153-39.4-078-01 "Правила технической эксплуатации резервуаров магистральных нефтепроводов и нефтепродуктопроводов"
- Справочное руководство инженера по учету в резервуарах и защите от переливов. Emerson Process Management
- Методические указания по расчету резервуаров. НПО "Спецнефтемаш"
- Техническая документация заводов-изготовителей резервуарного оборудования
Дата публикации: 27 мая 2025 г.
