Calculadora de capacidad del tanque

Esta calculadora de capacidad del tanque encuentra el volumen total del tanque dado y el volumen del líquido en el tanque para situaciones en las que el tanque no está completamente lleno. Las formas del tanque incluyen:

• Cilindro horizontal
• Cilindro vertical
• Prisma rectangular
• Tanque ovalado horizontal
• Tanque ovalado vertical
• Tanque cápsula horizontal
• Tanque cápsula vertical
• Tanque semielíptico horizontal con tapas semielípticas 2:1
• Tanque horizontal con tapas de disco

Las respuestas finales se calculan en galones estadounidenses, galones imperiales, litros, metros y pies cúbicos.

Instrucciones de uso

Primero, elija la forma de tanque requerida del menú desplegable para usar esta calculadora de tanques. Luego ingrese los valores conocidos en los campos correspondientes. Cada forma de tanque tiene su lista de valores. Si el tanque no está lleno, ingrese la profundidad llena. La profundidad completa es el único valor opcional, todos los demás valores deben completarse. Después de insertar todos los valores, presione "Calcular".

La calculadora devolverá la capacidad total de un tanque y el volumen lleno.

Esta calculadora de volumen de líquido acepta enteros, decimales, fracciones y números en notación electrónica como entradas. Todos los valores de entrada que representan dimensiones deben ser mayores que cero. La profundidad de llenado puede ser mayor o igual a cero.

Para limpiar todos los campos de entrada, presione "Borrar".

Cálculo de la capacidad de un tanque

Veamos las fórmulas para calcular el volumen total de un tanque. Los símbolos de las dimensiones conocidas se mostrarán en las imágenes correspondientes para cada forma de tanque.

Cilindro horizontal

Para encontrar el volumen de un cilindro horizontal, tenemos que multiplicar el área de su base por su longitud. Si la base es un círculo de radio r, su área se puede encontrar como πr². Multiplicando esto por la longitud, obtendremos el volumen total del tanque:

V = π × r² × l

Dado que r = d/2, la fórmula anterior se puede reescribir de la siguiente manera:

V = π × r² × l = π × (d/2)² × l

Cilindro vertical

La fórmula para el volumen total de un cilindro vertical es la misma que la fórmula para el cilindro horizontal, donde la longitud, l, se reemplaza por la altura, h:

V = π × r² × h = π × (d/2)² × h

Tanque rectangular (prisma rectangular)

Esta forma de tanque es ampliamente conocida como "tanque rectangular"; sin embargo, este no es su nombre oficial. El rectángulo es una forma 2D y el tanque es un prisma rectangular. Para encontrar el volumen de un prisma rectangular, tenemos que multiplicar las tres dimensiones del tanque: ancho, largo y alto:

V = w × l × h

Tanque ovalado horizontal

Esta calculadora define un tanque ovalado como un tanque cilíndrico con bases en forma de estadio. La forma de un estadio se define como un rectángulo con semicírculos en lados opuestos. Para encontrar el volumen del tanque, debemos multiplicar el área de la base por la longitud.

Encontremos el área de la base. El área base está representada por una forma de estadio, como se muestra en la imagen a continuación. El área de la superficie de la forma del estadio se puede encontrar sumando el área de la superficie del rectángulo y las áreas de la superficie de los dos semicírculos. Dos semicírculos forman un círculo con radio r. Por lo tanto, su área combinada será πr². El rectángulo interior tiene lados con las siguientes longitudes: a y 2r. Su área de superficie se puede encontrar como 2ar.

El área de superficie total de la forma del estadio se puede encontrar como πr² + 2ar.

El volumen de un tanque ovalado horizontal con base en forma de estadio y longitud l se puede encontrar de la siguiente manera:

V = (πr² + 2ar) × l

Dado que la calculadora funciona en términos de la altura del cilindro, h, y h = 2r, la fórmula anterior se puede reescribir de la siguiente manera:

r = h/2

V = (π(h/2)² + 2a(h/2)) × l = ((πh²)/4 + ah) × l

Tanque ovalado vertical

Si bien el volumen de líquido lleno de este tanque será diferente del volumen lleno correspondiente del tanque ovalado horizontal, la fórmula del volumen total es la misma:

V = (πr² + 2ar) × l

En este caso, w = 2r y r = w/2, por lo tanto, la fórmula se puede reescribir de la siguiente manera:

V = (π(w/2)² + 2a(w/2)) × l = ((πw²)/4 + aw) × l

Tanque Cápsula Horizontal

El tanque cápsula horizontal se define como una combinación de una sección cilíndrica y dos tapas hemisféricas en los extremos. Para calcular su volumen, necesitamos sumar los volúmenes del cilindro y las dos hemisferas.

• Volumen del Cilindro: La parte central de la cápsula es un cilindro. Si el cilindro tiene un radio r y una longitud lateral (longitud de la sección cilíndrica) L, su volumen se da por

$$V_{cylinder} = \pi r^2 L$$

• Volumen de las Tapas Hemisféricas: Cada hemisferio tiene un radio r. El volumen de un solo hemisferio es

$$\frac{2}{3}\pi r^3$$

Dado que hay dos hemisferios, su volumen combinado es

$$2 \times \frac{2}{3}\pi r^3 = \frac{4}{3}\pi r^3$$

Por lo tanto, el volumen total V del tanque cápsula horizontal es la suma del volumen del cilindro y las dos hemisferas:

$$V = V_{cylinder} + V_{hemispheres} = \pi r^2 L + \frac{4}{3}\pi r^3$$

Dado que el radio r es la mitad del diámetro d, es decir,

$$r = \frac{d}{2}$$

la fórmula se puede reescribir utilizando el diámetro como:

$$V = \pi \left( \frac{d}{2} \right)^2 L + \frac{4}{3}\pi \left( \frac{d}{2} \right)^3$$

Esta fórmula calcula con precisión el volumen de un tanque cápsula horizontal basado en su diámetro y la longitud de su sección cilíndrica.

Tanque cápsula vertical

Si bien el volumen de líquido lleno de este tanque será diferente del volumen lleno correspondiente del tanque de cápsula horizontal, la fórmula del volumen total es la misma:

V = πr² × ((4/3)r + a) = π × (d/2)² × ((4d/6) + a)

Tanque elíptico horizontal con tapas semielípticas 2:1

Este tanque tiene tapas semielípticas, siendo el ancho de la elipse el doble de largo que su profundidad. Si la longitud recta es a, entonces la profundidad de la tapa, denotada como H, será a/4. Entonces, el volumen total de las tapas del tanque se puede calcular de la siguiente manera:

Vₕ = πHd²/3

Y el volumen del cilindro se puede calcular como:

V꜀ = (π × d² × a)/4

El volumen total del tanque será:

V = Vₕ + V꜀

Tanque horizontal con tapas de disco

La calculadora en esta página también encontrará el volumen total y lleno de un tanque horizontal con los extremos en forma de disco. Sin embargo, las fórmulas de cálculo son extensas y no las mostraremos aquí.

Ejemplo de cálculo

Un tanque de aceite tiene una forma ovalada horizontal, una altura de 3 metros, un ancho de 4 metros y una longitud de 6 metros. El manual indica que este tanque no se puede llenar por encima del 90% de su volumen total. ¿Cuál es el volumen total del tanque? Si llena el tanque hasta los 2,5 metros de profundidad, ¿Se mantendrá dentro de los límites de seguridad?

¡Usemos la calculadora para encontrar las respuestas! Primero, elija "Ovalado horizontal" en el menú desplegable. Luego ingrese los valores conocidos:

• h = 3
• w = 4
• l = 6
• f = 2,5

Luego de presionar "Calcular" veremos que el volumen total del tanque es ≈ 60,4115 metros cúbicos o 15.959,03 galones estadounidenses. También veremos que llenar el tanque hasta los 2,5 metros de profundidad dará como resultado un llenado del 87,3%, lo que significa que permanecerá dentro de los límites de seguridad.