Расчет давления на дно и стенки ёмкости — онлайн калькулятор

При проектировании бассейнов, аквариумов и промышленных резервуаров необходимо точно знать нагрузку на ограждающие конструкции. Калькулятор рассчитывает избыточное давление жидкости на дно и боковые стенки ёмкости любой формы. Введите плотность заполняемой среды, высоту столба и габариты — получите значения давления в кПа и распределённой силы в кН для проверки прочности материалов.

Обновлено:

Параметры среды
кг/м³ (вода — 1000, бензин — 750, бетонная смесь — 2400)
метры (вертикальное расстояние от поверхности до дна)
Геометрия ёмкости
м² (например, 4 × 3 = 12 м²)
метры (длина участка стенки для расчёта горизонтальной силы)

Как пользоваться калькулятором

  1. Укажите плотность среды. Для воды используйте 1000 кг/м³, для бензина — 750 кг/м³, для бетонной смеси — 2400 кг/м³. Для сыпучих материалов (зерно, песок) учитывайте насыпную плотность.
  2. Задайте высоту столба жидкости h — вертикальное расстояние от свободной поверхности до дна в метрах.
  3. Введите геометрию ёмкости. Для дна — площадь основания (м²). Для стенки — её ширина (м) и высота (обычно равна h).
  4. Получите результаты. Система выдаст максимальное давление на дно (кПа), полную силу на основание (кН), среднее давление на стенку и полную горизонтальную силу. Используйте эти данные для подбора толщины стекла, армирования бетона или проверки устойчивости стальных листов.

Как производится расчёт

Основа расчёта — закон гидростатики Паскаля. Давление в жидкости передается одинаково во все стороны и зависит только от глубины погружения.

Формула давления на дно: P = ρ × g × h

Где:

  • ρ — плотность жидкости (кг/м³)
  • g — ускорение свободного падения (9,81 м/с²)
  • h — высота столба жидкости (м)

Сила на дно находится умножением давления на площадь основания: F_дно = P × S.

Для стенок картина иная: давление распределено по треугольному закону — ноль на поверхности, максимум у дна. Среднее давление на стенку составляет половину максимального:

Сила на прямоугольную стенку: F_стенки = ½ × ρ × g × h² × b

Где b — ширина стенки (м).

Пример расчёта: Резервуар с водой (ρ=1000 кг/м³) высотой 2,5 м и дном 4×3 м.

Практические примеры

СитуацияИсходные данныеДавление на дноСила на стенку (ширина 1 м)
Аквариум 200 лВода, h=0,5 м4,9 кПа1,2 кН
Бассейн глубиной 2 мВода, h=2 м19,6 кПа19,6 кН
Силос для пшеницыНасыпная плотность 800 кг/м³, h=8 м62,8 кПа251 кН
Форма для бетонаБетонная смесь 2400 кг/м³, h=1,8 м42,4 кПа68,6 кН

В примере с силосом видно, что сыпучие материалы при большей высоте создают колоссальную нагрузку на нижние обвязки — без расчёта стенка деформируется.

Полезная информация

Термины и определения

Частые ошибки

Сравнение давления на разных глубинах (вода)

ГлубинаДавление на дноЭквивалентная нагрузка
1 м9,8 кПа980 кг/м²
3 м29,4 кПа3 т/м²
5 м49 кПа5 т/м²
10 м98,1 кПа10 т/м²

Для проектирования всегда применяйте коэффициент запаса прочности 1,5 к расчётной силе. Это компенсирует неравномерность плотности материала, износ конструкции и возможные перепады уровня жидкости.

Заключение

Калькулятор давления на дно и стенки позволяет за секунды оценить нагрузки для проектирования безопасных ёмкостей, бассейнов и резервуаров. Проверяйте полученные силы на прочность материалов с учётом коэффициента запаса и условий эксплуатации.

Часто задаваемые вопросы

От чего зависит давление на дно сосуда?

Гидростатическое давление на дно зависит только от плотности жидкости, высоты столба и ускорения свободного падения (9,81 м/с²). Форма ёмкости и количество жидкости значения не имеют — это парадокс Паскаля.

Почему давление на стенки разное по высоте?

Давление растёт линейно с глубиной от нуля на поверхности до максимума у дна. Поэтому для расчёта силы на стенку используется среднее давление — половина максимального.

Как учесть атмосферное давление?

В инженерных расчётах обычно используется избыточное давление (без атмосферного). Если нужно абсолютное, добавьте 101,325 кПа к результату.

Какая плотность у бетонного раствора для расчёта?

Плотность тяжёлого бетонного раствора составляет 2000–2500 кг/м³. Для расчёта давления формworkа используйте значение 2400 кг/м³ с коэффициентом динамики 1,3 при заливке.

Почему нельзя умножать максимальное давление на площадь стенки?

Это приведёт к завышению силы в два раза. Давление распределено по стенке неравномерно: вверху оно минимально, внизу максимально. Сила равна произведению среднего давления на площадь.

Мы подобрали калькуляторы, которые помогут вам с разными задачами, связанными с текущей темой.