Izračun volumna tekočine v rezervoarju

Uroš Rosa

Fakulteta za strojništvo - 4.letnik UNI-KGS

Računaliniško podprto konstruiranje, 2000

Mentor, Janez Krek

Kazalo:

1.Abstract

This program calculates the volume of the fluid in the flat bottomed cylindrical or block reservoir. In the program you must enter the dimension of the tank, the angle of inclination and the mesured fluid level. The program is meant for large fluid reservoires that are inclineted between 0 and 90 degrees, with bottom covered with fluid. The program is made with JavaScript and drawn with support of PHIGS library.


2.Definicija programa

Program za izračun volumna tekočine v rezervoarju z ravnim dnom glede na odčitano višino (nivo) tekočine. Program omogoča vnos dimenzij (valj, kvader), kota nagiba rezervoarja in višino tekočine. Izdelan je s pomočjo programskega jezika JavaScript (izris s pomočjo PHIGS knjižnice).

3.Opis programa

Program je namenjen izračunu prostornine tekočine v rezervoarju (cisternah), kateri je zaradi neravne površine nagnjen za določen kot glede na horizontalno ravnino. V praksi so taki rezervoarji veliki in nagibi majhni program pa lahko vseeno upošteva nagibe do kota 90o. Program je namenjen rezervoarjem, kjer voda prekriva dno in se nivo vode meri od skrajne zgornje točke rezervoarja.

Okno za preračun je sestavljeno iz dveh okvirjev. V zgornjem okvirju preklapljamo med različnimi oblikami rezervoarja (kvader, valj), v spodnejm oknu pa vnesemo podatke in se izvede preračun (s pritiskom na gumb "Calculate!") ter izris rezervoarja (s pritiskom na gumb "Draw!").

Izračun je razdeljen na dve dela na del za kvader in na del za valj. Pri vsakem delu (kvader, valj) pa so v obsegu določenega kota nagiba 0 do 90 stopinje možne 4 različne lege gladine vode v rezervoarju.
Iz geometrije sem izrazil potrebne dimenzije za izračun. Pri kvadru sem upošteval enačbe za izračun volumna kvadra in prizme, pri valju pa enačbe za izračun prostornine valja, valjnega izseka in površine krožnega izseka.
Program temelji na stavku if..., ker je potrebno upoštevati različne pozicije gladine. Prva stran omogoča izbiro oblike in vnos podatkov. Program nadzoruje vnešene podatke, tako, da dimenzije ne morejo biti negativne in nične ter kot nagiba ne sme biti večji od devetdesetih stopinj in manjši od nič stopinj. Če podatki ne vztrezajo ukaz alert sproži opozorilno okno. Pod spodnjimi povezavami je podrobneje razčlenjen preračun za kvader ter za valj.
Razčlenitev preračuna: kvader, valj.

Izris, narejen s pomočjo grafične knjižnice PHIGS, nam dvodimenzionalno prikaže nagnjen rezervoar ter gladino tekočine v njem. Vse se, zaradi lažje predstave izriše v koordinatni sistem (X,Y). Omogočena je translacija v smeri osi X in Y, skaliranje ter rotacija okoli osi Z oz. rotacija v ravnini X-Y. Pri izrisu sem upošteval spodaj označene točke.


Slika: Pozicija točk potrebnih za izris

Pri izrisu je bilo potrebno upoštevati dve različni legi gladine - točke M (pod in nad točko D) in tako tudi dodaten if..else stavek.

Zagon programa:


4.Zaključek

Pri seminarski nalogi sem se bolj podrobno spoznal z osnovami progamskega jezika JavaScript. Sam seminar je bil bolj osredotočen na iskanje formul za izračun volumna in preračunavanje le tega nekoliko manj pa na izris, zato je le ta tudi 2D. Kljub temu pa je seminar služil tudi za spoznavanje izrisa s pomočjo grafične knjižnice PHIGS ter geometrjiskih transformacij. Ker seveda naloga ni bila omejena s katerimkoli zahtevanim standardom je bilo potrebno formule izpeljati iz osnovnih formul za volumen ter geometrjiskih podatkov rezervoarja.

5.Viri

Uroš Rosa
Koper, 31.8.2000