Menghitung volume benda cair dalam tangki silinder horizontal

Kali ini saya akan share tentang “bagaimana mencari volume benda cair dalam tabung horizontal”. CATATAN: UNTUK TABUNG DENGAN LINGKARAN SEMPURNA.

Kalau tabung tersebut vertikal alias berdiri, ya gampang aja mencarinya, cukup luas alas kali tinggi, tapi kalau tabung itu horizontal,/tidur. Konyol aja kan kalau harus mengubah tabung dari posisi horizontal menzadi tabung vertikal Cuma untuk mencari volume isinya. Kalau drum 209 liter (seperti tabung oli) gak masalah, tapi kalau tabung 12.000 liter?)&^$#@%&?????.

Nah ini dia ilustrasinya

Gambaran secara umum rumus matematikanya sih begini:

L = Luas Juring AOB - Luas Segitiga AOB

Dimana :

Luas Juring AOB = a/360 π r² 

dan,

Luas Segitiga AOB = 1/2 r² sin (a)

Maka,

L Tembereng = a/360 π r²   -  1/2 r² sin (a) 

Kalau dikerjakan secara manual bisa saja. Tapi bagaimana kita formulasikan menggunakan Microsoft excel? Sehingga kita bisa mengolah data yang banyak dan fleksibel. Agak panjang sih, tapi jika dikerjakan menggunakan excel perhitungan menjadi fleksible karena variable-variablenya dapat kita ganti semau kita tanpa harus menghitung ulang lagi..

Langsung aja saya tunjukkan langkah-langkahnya:

1.       Pahami dulu konsep matematikanya.

2.       Pahami excel (saya anggap sudah mengerti lah)

3.       Dari rumus di atas kita pasti tau menentukan mana dulu yang harus dicari. Ini nih manfaat syarat pertama dan kedua harus terpenuhi. Tapi di sini saya bantu satu-satu deh..

4.       Variable yang kita gunakan adalah data lebar tangki, tinggi tangki dan tinggi isi. Maka design lah sebagus mungkin agar menarik. Oke kita gunakan penampang ilustrasi berikut untuk langkah selanjutnya.

5.       Dari gambar tersebut saya anggap kamu sudah mengerti arti dari setiap garis. Kita anggap saja isi tabung adalah solar (yang berwarna coklat muda)

6.       Siapkan form seperti gambar ini pada excel:

Cell yang berwarna abu-abu dicari dengan menggunakan rumus excel. Dengan variable panjang, diameter dan tinggi minyak. Ini rumusnya:

7.       Langkah berikutnya adalah kita cari panjang garis AB. Kita bisa menggunakan rumus phitagoras xyB karena 2 x garis yB = garis AB.

8.       Kemudian kita cari sudut x, di sini saya memilih menggunakan rumus cosinus. Diketahui panjang sisi miring segitiga = jari-jari.

9.       Cari luas lingkarannya (Pi x r x r)

10.   Cari luas juring AzBx dengan rumus perbandingan:

11.   Cari luas segitiga AxB (alas dikali tinggi dibagi 2). Disini berarti AB X yx : 2

12.   Barulah dapat luas tembereng AB = Luas Juring – luas segitiga. Sampai di sini kita belum mendapatkan volume solar. Untuk mendapatkan volumenya cukup luas tembereng dikali panjang tangki.

13.   Konvert volume solar tersebut ke dalam liter (1 liter = 1000 cm³). Sekarang kamu sudah mendapatkan jumlah liter solar tersebut.

Berikut langkah 7 – 12 dalam excel-nya:

Namun, dari langkah-langkah tersebut di atas, hasil belum cukup memuaskan, masih terdapat kelemahan yaitu jika tinggi solar di atas dari setengah kapasitas tangki atau tinggi solar di atas jari-jari (r) maka hasil akan salah atau bahkan error karena kita menghitung bagun ruang yang terbentuk dari solar (tembereng). Untuk menanganinya kamu harus memodif sedikit rumus dengan logika “jika tinggi solar di atas setengah maka temberengnya bukan lagi tinggi solar, namun ruang kosongnya dan volume solar adalah total kapasitas tangki dikurangi ruang kosong”.

Nah panjang lagi tuh ceritanya utuk membuat suatu formulasi yang fleksible. Dari pada saya jelasin lagi, mending kamu download aja filenya, kemudian perhatikan sendiri rumus-rumusnya.

Dari excel tersebut saya buat seeeeefleksible mungkin,

1.       Hasil akan berubah jika kamu mengubah variablenya.

2.       Saya buat ilustrasi grafik tinggi solar dan gambar penampang sampingnya. Buat iseng-iseng aja sih. Hehehe...

3.       Saya buatkan dalam bentuk table dengan variable tinggi solar desimal satu angka dibelakang koma. Siapa tau kalian membutuhkan tabel untuk diprin dan ditempel pada tangki solar tsb, jadi gak harus buka laptop untuk mengetahui hasilnya.

4.       Untuk lebih jelasnya saya sudah memformulasikan ke dalam excel, kamu bisa mendownload gratis di sini.