탱크 체적과 Fill Percentage 계산
탱크 체적에는 형상과 내부 액면 높이가 필요합니다. 직육면체와 수직 원통은 수평 단면적이 일정해 높이에 비례하지만, 실제 탱크 모두가 이런 단순 관계를 갖지는 않습니다.
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개념 설명
Rectangular Tank의 내부 형상
내부 길이 L·너비 B·높이 H에서 수평 면적은 L × B입니다. 면적에 H를 곱하면 전체 형상 용량, 액면 h를 곱하면 액체량입니다. 외부 강재 치수가 아니라 사용할 수 있는 내부 치수를 입력하세요.
Vertical Cylindrical Tank
수직 원통의 일정한 수평 면적은 πD²/4입니다. D는 내부 직경이며 높이는 선택한 내부 기준점에서 수직으로 측정합니다. 이 식을 부분 충전된 수평 원통에 그대로 적용할 수는 없습니다.
Remaining Volume과 Fill %
여유 형상 체적은 총 체적에서 액체 체적을 뺀 값이며 충전율은 액체/총 체적 × 100입니다. 일정 단면 형상에서는 높이 비 h/H와 체적 비가 같습니다. 계산된 남는 공간이 운전상 허용 충전 여유량을 뜻하지는 않습니다.
실제 Tank Capacity와 검량
내부 구조물·사용 불가능한 Dead Volume·섬프·불규칙 바닥·트림·횡경사는 Sounding 높이에 대응하는 체적을 바꿀 수 있습니다. 실제 선박의 용량 또는 Sounding Calibration Table이 단순 형상 계산보다 우선할 수 있습니다.
기본 공식
Rectangular: A = L × B Vertical cylinder: A = π/4 × D² Vtotal = A × H; Vliquid = A × h Vremaining = A × (H − h) Fill [%] = Vliquid / Vtotal × 100 0 ≤ h ≤ H; V [L] = V [m³] × 1,000
- L: 내부 길이, B: 폭, H: 전체 높이, h: 액면 높이, D: 내부 직경. 모두 m이며 L·B·H·D는 양수, 0 ≤ h ≤ H입니다.
- A: 수평 단면적 m², Vtotal·Vliquid·Vremaining: 총·액체·여유 형상 체적 m³.
- Fill: 체적 비율 %. m³에 1,000을 곱하면 L입니다.
계산 예제
먼저 4 m × 3 m × 2 m 직육면체의 액면 1.2 m를 계산합니다. 다음으로 직경 2 m·높이 3 m인 수직 원통의 액면 1.5 m를 계산합니다. 내부 구조물이 없고 수면이 수평인 이상 형상을 가정합니다.
Rectangular: L = 4 m; B = 3 m; H = 2 m; h = 1.2 m Vtotal = 24.000 m³; Vliquid = 14.400 m³; Vremaining = 9.600 m³; Fill = 60.0% Vliquid = 14400 L Vertical cylinder: D = 2 m; H = 3 m; h = 1.5 m Vtotal = 9.425 m³; Vliquid = 4.712 m³; Vremaining = 4.712 m³; Fill = 50.0% Vliquid = 4712.389 L
직육면체 액체량은 14.4 m³=14,400 L, 충전율 60%, 여유 체적 9.6 m³입니다. 원통은 총 약 9.425 m³, 액체 약 4.712 m³이며 50%입니다.
이 값은 승인된 적재 한계가 아닙니다. 필요한 운전 여유를 확보하고 승인된 용량 자료와 서비스 절차를 따르세요.
실무에서 어떻게 사용하는가
초기 배치 대안 비교, 독립적인 산술 확인과 단순 형상이 명확한 탱크의 개략 용량 검토에 사용하세요. 내부 치수인지와 높이 기준점을 기록합니다.
실제 선박 탱크에는 승인된 용량·검량 표와 필요한 보정을 적용합니다. 불규칙 탱크에서 높이 절반을 용량 절반으로 가정하기보다 Sounding값과 해당 표를 비교하세요.
흔한 실수
- 외부 치수를 넣으면 강재 벽까지 사용 가능한 용량으로 셉니다.
- 수직 원통 식을 부분 충전 수평 원통에 쓰면 높이와 체적 관계가 틀립니다.
- 형상상 남는 용량을 안전한 적재 여유로 해석하면 운전 한계·팽창 여유·검량 조건이 빠집니다.
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자주 묻는 질문 FAQ
수평 원통 탱크도 이 식으로 계산하나요?
아닙니다. 부분 충전 수평 원통에는 원호 단면 형상과 적절한 별도 방법이 필요합니다.
높이가 60%이면 체적도 항상 60%인가요?
설명한 조건의 일정 단면 탱크에서만 같습니다. 불규칙 형상이나 내부 구조물이 있으면 달라질 수 있습니다.
실제 선박 탱크에는 어떤 자료를 써야 하나요?
해당 선박의 승인된 용량·Sounding 검량 정보와 필요한 보정을 사용하세요. 이상 형상 계산은 참고 확인용이며 이를 대신하지 않습니다.
참고 자료
Engineering Disclaimer
계산과 예제는 일반적인 공식과 명시된 가정에 따른 참고 자료입니다. 실제 설계·시공·제작·검사·승인 전 적용 규격, 프로젝트 요구사항과 제조사·선박의 승인된 자료를 확인하고 필요한 검토 절차를 따르세요. 특정 기관의 인증이나 승인된 설계 결과를 의미하지 않습니다.
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