Бесплатные калькуляторы
⌕ Поиск

Примеры запросов: процентыипотекаплощадь✓ 990 работающих калькуляторов

РАСХОД ЖИДКОСТИ · ОНЛАЙН

Объём перекачанной жидкости по таблице замеров расхода

Расходомер показывает, сколько литров в секунду проходит через трубу сейчас, а на практике нужен объём за всё время работы. Он равен интегралу расхода по времени: V = ∫Q dt. Калькулятор берёт таблицу замеров расхода, снятых через равные промежутки, и считает объём составным правилом Симпсона, которое точнее простых прямоугольников и не требует формулы для Q(t).

✓ Бесплатно⌁ С пояснением✦ Без регистрации
▦
КАЛЬКУЛЯТОР

Введите данные

Моменты замеров по возрастанию с одинаковым шагом; нужно 3, 5, 7 и т. д. значений.
Столько же чисел, сколько моментов времени; единицы времени должны совпадать с единицами в расходе.
✓ Исходные значения передаются серверу только для выполнения расчёта. Регистрация не нужна.
ВАШ РЕЗУЛЬТАТ✓ Вычислено

Интегрирование по Симпсону

Приближённый интеграл166,666667
Число интервалов4
Шаг сетки10

«Копировать картинку» помещает изображение результата в буфер обмена без сохранения файла — его можно сразу вставить в мессенджер или документ. Картинка и PDF содержат ссылку на calc-calc.ru.

Составное правило Симпсона 1/3 на равномерной сетке. Точно для полиномов до третьей степени; для иных функций погрешность зависит от гладкости и шага.

Был ли калькулятор полезен?Одно касание — и мы поймём, какие инструменты улучшать.
ПОДРОБНЫЙ РАЗБОР · ФОРМУЛЫ И ПРИМЕРЫ

Как найти объём жидкости по меняющемуся расходу: интеграл по времени и правило Симпсона

Расходомер насоса показывает, сколько литров в секунду проходит через трубу в данный момент, но обычно нужно другое — сколько жидкости перекачано за всё время. Ответ даёт интеграл расхода по времени. Этот калькулятор находит объём перекачанной жидкости по таблице замеров расхода, снятых через равные промежутки, и использует составное правило Симпсона.

Метод точнее простого суммирования прямоугольников и не требует аналитической формулы для расхода. Дальше разобрано, почему шаг должен быть равным, а число точек нечётным, чем правило Симпсона отличается от трапеций, как согласовать единицы расхода и времени и где расчёт перестаёт быть надёжным.

Связь расхода и объёма: почему нужен интеграл

Объёмный расход Q — это скорость, с которой объём проходит через сечение: Q = dV/dt. Отсюда объём за промежуток времени равен интегралу V = ∫Q dt. Если расход постоянен, интеграл сводится к произведению Q·t, но при пуске насоса, закрытии задвижки или опорожнении бака расход меняется, и умножать на одно значение уже нельзя.

Единицы нужно согласовать: расход в литрах в секунду и время в секундах дают литры, расход в кубометрах в час и время в часах — кубометры. Калькулятор сам единицы не переводит, он интегрирует введённые числа, поэтому ответ всегда измеряется в единицах «расход × время».

Как работает правило Симпсона на равноотстоящих замерах

Правило Симпсона заменяет график на каждой паре интервалов параболой. Формула такова: V ≈ h/3 · [Q₀ + 4(Q₁ + Q₃ + …) + 2(Q₂ + Q₄ + …) + Qₙ], где h — шаг по времени. Замеры с нечётными номерами входят с весом 4, внутренние с чётными номерами — с весом 2, крайние — с весом 1. Метод точен для многочленов до третьей степени.

Из-за парных интервалов число точек обязано быть нечётным: 3, 5, 7 и далее. Шаг должен быть одинаковым, иначе калькулятор откажет в расчёте. Если замеры неравномерны, надёжнее воспользоваться методом трапеций, который допускает любые промежутки между точками, либо привести данные к равной сетке.

Разбор примера: пуск и остановка насоса

Пусть расход измерен каждые 10 с и составил 0, 4, 6, 5 и 2 л/с. Шаг h = 10 с, веса 1–4–2–4–1 дают 0 + 16 + 12 + 20 + 2 = 50, а объём равен 10/3 · 50 ≈ 166,7 л. Получается, что насос за 40 с перекачал немногим менее 167 литров.

Метод трапеций для тех же данных даёт 10 · (0/2 + 4 + 6 + 5 + 2/2) = 160 л, то есть на 4 % меньше. Различие заметно, потому что кривая расхода выпуклая; чем плавнее график и чем чаще замеры, тем ближе результаты. Для контроля прикиньте средний расход: около 4,2 л/с за 40 с — это те же примерно 167 литров.

От чего зависит точность и когда расчёту нельзя доверять

Погрешность правила Симпсона зависит от четвёртой производной расхода и уменьшается пропорционально четвёртой степени шага: для гладкой зависимости уменьшение шага вдвое сокращает ошибку примерно в 16 раз. Но реальная точность чаще определяется самим расходомером. Пульсации насоса, воздух в трубе и класс прибора дают ошибки в несколько процентов.

Резкие скачки — мгновенное открытие клапана или гидроудар — метод передаёт плохо, потому что парабола между точками ведёт себя нефизично. В таких случаях сократите шаг возле скачка или разбейте задачу на несколько участков с отдельными таблицами и сложите результаты вручную.

Где применяют расчёт и какие есть ограничения

Такой расчёт используют при наполнении ёмкостей, составлении водного баланса, поливе, лабораторных работах по гидравлике и проверке дозирующих насосов. Для коммерческого учёта, где объём влияет на оплату, применяют поверенные счётчики с накопительным показанием; калькулятор подходит для проверки и оценки, а не для замены измерительных приборов.

Если жидкость горячая, агрессивная или находится под давлением, работы с трубопроводом должен выполнять подготовленный персонал по действующим правилам. Расчёт объёма не определяет допустимое давление, прочность трубы и безопасность оборудования.

Формула расчёта

ОСНОВНАЯ ФОРМУЛА

V ≈ h/3 · [Q₀ + 4(Q₁ + Q₃ + …) + 2(Q₂ + Q₄ + …) + Qₙ]

Проверенные примеры

Пуск и остановка насоса

Расход измерен каждые 10 с: 0; 4; 6; 5; 2 л/с. Найдите объём за 40 с.

h = 10 с; сумма с весами 1–4–2–4–1: 0 + 16 + 12 + 20 + 2 = 50; V = 10 / 3 · 50 ≈ 166,7 л. Трапеции дали бы 160 л.

Постоянный расход

Замеры в 0; 10; 20 с: 3; 3; 3 л/с.

V = 10 / 3 · (3 + 12 + 3) = 60 л, то есть 3 л/с за 20 с.

Расход растёт по параболе

Q = t² л/с; замеры при t = 0; 1; 2; 3; 4 с.

V = 1 / 3 · (0 + 4 + 8 + 36 + 16) = 64 / 3 ≈ 21,33 л — точное значение интеграла, так как правило Симпсона точно для кубических функций.

Как пользоваться онлайн-калькулятором

  1. Запишите показания объёмного расхода Q в литрах в секунду через одинаковые промежутки времени.
  2. Введите моменты замеров в первое поле, а расходы — во второе; число значений должно быть нечётным, не меньше трёх.
  3. Нажмите «Вычислить»: основной результат — объём в литрах (единица расхода, умноженная на единицу времени).
  4. Для сравнения оцените объём как средний расход, умноженный на длительность.
ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ

Частые вопросы

Почему нужно нечётное число точек?

Правило Симпсона работает с парами интервалов. Для n интервалов нужно чётное n, поэтому число точек n + 1 нечётное: 3, 5, 7 и так далее.

Что делать, если замеры сделаны через неравные промежутки?

Для неравного шага подходит метод трапеций. Либо приведите данные к равной сетке и повторите расчёт.

Можно ли вводить расход в кубометрах в час?

Да, если моменты времени заданы в часах. Объём получится в кубометрах; главное, чтобы единицы времени в расходе и в сетке совпадали.

Как получить массу жидкости?

Умножьте объём на плотность. Калькулятор считает только объём.

Похожие калькуляторы

▦FLUID MECHANICS

Выталкивающая сила воздуха для аэростата

Требуется определить архимедову силу, действующую на объём вытесненного воздуха аэростатом или шаром. Используется как первый шаг для оценки воздушного шара перед вычитанием веса газа и оболочки.

ПОДЕЛИТЬСЯ ИНСТРУМЕНТОМ

Встроить на свой сайт

Вставьте этот код в HTML-блок на своём сайте. Посетители смогут пользоваться калькулятором без перехода.

Прямая ссылка: https://calc-calc.ru/embed/calc_030222/

Предварительный просмотр