Зачем может понадобиться расчет воды в трубе
Знание правильного количества воды в трубе важно при проектировании системы отопления
Водопроводная система в отдельно стоящем доме включает в себя сеть труб, радиаторы, бак для хранения жидкости — мембранный бак, — а также котлы, бойлер и другие приборы. Теплый пол — это система, состоящая из облицованных пластиковых труб, которые содержат теплоноситель в определенном объеме. Для того чтобы полностью заполнить систему и знать, сколько дистиллированной воды нужно купить, необходимо заранее рассчитать общий объем.
При заполнении системы отопления антифризом или другим антифризом необходимо знать объем трубы, чтобы сэкономить деньги. Если вы покупаете концентрированный антифриз, вам придется разбавить его наполовину, поэтому большее количество жидкости будет стоить дороже, а концентрация будет рассчитана неправильно.
При расчете объема используйте:
- Внутренний диаметр стенок трубы;
- Длина участка или всей линии.
Для канализации
Зависимость диаметра канализационной трубы от полезной площади
При установке септика важно рассчитать объем воды в трубе и пропускную способность сети, так как недостаточный диаметр может привести к плохому отводу воды из дома и засорам в канализационной системе. Если количество приборов в доме превышает пропускную способность канализационных труб, жидкость полностью заполнит сеть. Если они не изолированы, слив внутри может замерзнуть зимой и заблокировать сеть. Ледяной затор также может привести к прорыву трубы в слабом месте, например, на перекрестках или резких поворотах. Объем чугунных канализационных труб должен быть больше, потому что чугунная поверхность шероховата внутри и постепенно накапливает слизь — слой органических веществ, который сужает отверстие и влияет на пропускную способность магистрали. Пластиковые трубы в этом отношении лучше — они идеально гладкие внутри, и органические частицы не могут прилипать к стенкам, поэтому расчетный объем не нужно дополнительно увеличивать.
Объем внутренних канализационных труб не должен быть больше, чем объем внешних магистральных труб. Это приводит к засорам на стыке внутренней и внешней канализационной трубы. Этот же принцип применим и к внутренним трубам — объем жидкости от бытовых приборов не должен превышать пропускную способность главного стояка в доме.
Для скважины
Важно рассчитать объем жидкости в колодце, так как его дебит (производительность) должен обеспечивать требуемый объем в единицу времени, иначе бытовые приборы не будут функционировать должным образом. Подумайте о количестве кранов в вашем доме — каждый из них будет выдавать полкубометра жидкости в час. Объем скважины учитывается при выборе мощности насоса — если дебит меньше мощности насосной станции, она полностью откачает воду. Это может привести к тому, что оборудование придет в негодность. Производительность насоса не должна превышать производительность скважины.
Дебет способен изменяться в зависимости от сезона: он меньше изменяется летом, если скважину питает высокая вода; меньше изменяется, если труба заложена в грунтовых водах, и почти не изменяется, если бурение проводилось на известняке — скважина глубокая артезианская.
Для чего это необходимо знать
Ниже мы рассмотрим ситуации, в которых, в большинстве случаев, эти параметры всегда должны приниматься во внимание:
- Знание формулы площади поверхности будет необходимо при расчете тепловой мощности теплого пола или регистра отопления.Данные можно взять из неопределенной площади поверхности, которая отдает воздуху помещения тепло от рабочей жидкости определенной температуры.
- Второй вариант — обратная ситуация, которая также встречается довольно часто. Это особенно актуально, когда необходимо рассчитать потери тепла по всей длине трубы до радиатора. При расчете количества и размера конвекторов, радиаторов и других приборов инструкции требуют знания точного количества калорий, которое они могут обеспечить. Эти показатели определяются с учетом площади поверхности трубопровода, транспортирующего воду.
- Если вы знаете, как рассчитать площадь трубы, вы сможете купить нужное количество теплоизоляции. Часто длина тепловых труб составляет десятки километров, поэтому правильное подсчеты помогут компаниям сэкономить много денег.
- Еще одним соображением является стоимость покраски или защиты от коррозии, которая может быть очень дорогой. В этом случае знания позволяют точно рассчитать количество необходимого материала. Кроме того, небрежность подрядчиков работ можно косвенно определить, если стоимость м2 дорожного покрытия значительно увеличивается.
- Рассчитав площадь поверхности трубы (поперечное сечение), можно определить более высокую проницаемость продукта. Само собой разумеется, больший диаметр можно определить сразу, но при огромных инвестициях в строительные проекты этот размер играет значительную роль в перерасходе средств.
Совет: Не забывайте, что несмотря на то, что в частном доме бюджет, превышенный при установке трубы в переходе, будет небольшим, но вы теряете на теплопотерях, так как чем больше площадь поверхности объекта, тем больше тепла он отдает в единицу времени.
Также важно помнить, что при включении крана горячей воды количество жидкости в стояке бессмысленно охлаждается. Труба большого диаметра собирает много воды, которая будет стоять в ней, поэтому вы будете расходовать больше тепла для обогрева помещения.
Как вычислить сечение
- Вычислите площадь круга и вычтите из нее толщину стены.
- Формула выглядит следующим образом: S = ?(D/2-N)2.D — диаметр, N — толщина стенки.
Примечание: Помните, что в трубах, находящихся под давлением, рабочая жидкость заполняет весь объем. В самотечных системах — поток обычно смачивает только часть стенок, поэтому труба имеет меньшее сопротивление, чем в полностью заполненной трубе.
Для гидравлических расчетов последних был введен термин живое сечение.
Расчет поверхности
Геометрическую задачу вы много раз видели на уроках, когда нужно определить площадь цилиндра, трубы — а она есть. Для определения фигуры необходимо знать длину окружности и высоту цилиндра (в нашем случае — длину трубы).
Формула для окружности — Lokr = ?D, формула для площади — S = ?DL, где L — длина трубы, а D — ее диаметр.
Этот состав можно использовать непосредственно для покраски, но в случае, если вы хотите изолировать, вам потребуется больше материала, так как он более плотный. Кроме того, в процессе укладки минеральная вата будет укладываться с некоторым перекрытием между ламелями.
Рассчитываем внутреннюю поверхность
Неспециалисты, конечно, спросят — зачем мне нужен этот параметр? Специалисты ответят — для гидродинамических расчетов, чтобы знать, какая поверхность соприкасается с водой при движении по трубам.
С этим параметром связано несколько нюансов:
| Диаметр . | Чем больше диаметр, тем меньше шероховатость стенок трубы будет влиять на движение рабочей жидкости. Если диаметр трубы большой, а длина маленькая, сопротивлением трубы можно пренебречь. |
| Шероховатость | Этот параметр имеет большое значение в гидродинамических расчетах. Например, ржавая стальная труба и гладкая полипропиленовая труба по-разному влияют на скорость распыляемой жидкости. |
| Постоянство внутреннего диаметра | Стальные и чугунные изделия, вследствие коррозии и отложения минералов, со временем изменяют площадь своей внутренней поверхности. Как следствие, путь потока значительно сокращается. |
Совет: Обратите внимание, что стальная труба для холодной воды в течение 10 лет снизит свою проницаемость до половины.
Формула для расчетов по этой схеме выглядит следующим образом — S=?(D-2N)L, где N — толщина стенки, L — длина трубопровода, D — его диаметр.
Как произвести расчет без калькулятора
Трубопроводный транспорт играет очень важную роль в российских условиях. Через него перекачивается огромное количество жидкости. Сжиженный нефтяной газ, нефтепродукты и другие жидкости, некоторые из них агрессивные, транспортируются вместе с водой.
Производительность такого изделия определяется внутренним диаметром, например, для размера 820 x 10 миллиметров мы можем определить рабочий диаметр как D = 820 — 10 x 2 = 800 мм. Однако лучше сразу перейти к общепринятой единице измерения — метру. Если внутренний диаметр изделия составляет 0,8 м, то соотношение для расчета будет следующим
V = P*r2l
- V — объем;
- P — pi равно 3,14;
- r — радиус;
- l — длина.
Однако нет смысла рассчитывать объем одного продукта. Лучше сразу использовать это соотношение для определения объема всего трубопровода.
Это число важно для того, чтобы знать количество перекачиваемого продукта, которое останется в трубопроводе после транспортировки нужного объема. Однако трубопроводы не предназначены для одноразовой перекачки. Они предназначены для непрерывной работы.
Та же методология используется для расчета объема цилиндрических емкостей — цистерн, бочек и тому подобного.
В основном в транспортной магистрали трубопроводов используются электросварные одношовные или двухшовные трубы с различной толщиной стенки. Для увеличения пропускной способности трубопровода продукты перекачиваются под высоким давлением до 130 атмосфер.
Поэтому для производства используются листы толщиной до 36 миллиметров. Основным методом соединения в трубопроводах является электросварка, поэтому в качестве производственного материала используются низкоуглеродистые стали, такие как 09Г2С, 09Г2ФБ и подобные.
Основными нормативными документами для производства электросварных труб являются ГОСТ 10804 и 10805, однако используется множество технических параметров, определяющих определенные условия эксплуатации труб в агрессивных средах.
Важной областью применения являются вентиляционные системы промышленного и бытового назначения. Для прочностных показателей чаще всего используются прямоугольные воздуховоды, расчет несущей способности которых намного проще.
Коробчатые воздуховоды для вентиляции обычно изготавливаются из оцинкованной стали, которая имеет длительный срок службы. Но в последнее время наметилась тенденция к использованию в вентиляционных системах пластмасс, срок службы которых может превышать срок службы их металлических аналогов.
То же самое относится к использованию пластмасс в напорных и сифонных системах.
Точное определение объема труб и трубопроводов из них доступно всем пользователям Интернета и позволяет избежать серьезных ошибок при проектировании самых разнообразных объектов народного хозяйства.
Как правильно рассчитать объем воды в трубе
Рекомендуется самостоятельно проверить размеры внутреннего сечения трубы с помощью штангенциркуля. Если измерительный прибор не подходит для измерения внутреннего диаметра, следует отдельно измерить наружный диаметр и толщину стенки, а затем меньшее из двух значений вычесть из большего — это и будет искомое число. Это число, которое будет использоваться в формуле расчета. Объем жидкости рассчитывается с помощью следующих чисел:
- r — радиус внутренней окружности, диаметр, деленный на 2;
- число π (пи), фиксированная математическая величина, которая представляет собой отношение окружности круга к его диаметру и равна 3,14;
- 100 см — это длина участка трубы, используемого в расчете, можно взять другое значение.
Формула для определения площади поперечного сечения полузаполненных труб
Объем рассчитывается в кубических метрах по формуле: V=100 x πr2. Та же формула может быть использована для расчета внутреннего объема цилиндрического септика или мембранного резервуара.
Чтобы перевести длину участка трубы в литры, мы умножаем объем на 1000, поскольку в 1 кубическом метре содержится 1000 литров воды. Масса воды в трубе объемом 1 кубический метр равна 1 тонне.
При расчете фактических значений важно помнить, что пропускная способность трубы также зависит от материала, из которого она изготовлена. Например, пластиковые изделия имеют большую пропускную способность, а стальные — на порядок меньше из-за шероховатости внутри. Поэтому расчеты производятся для каждой секции отдельно, если они изготовлены из разных материалов.
Еще одним важным показателем является единица измерения. В стальном прокате используются два варианта: миллиметры и дюймы. Один дюйм равен 25,4 мм или 2,54 см.
Таблица размеров труб в дюймах/мм:
| Размер трубы в дюймах | Наружный диаметр | Внутренний диаметр |
| 1 | 33,5 | 25 |
| 3/4 | 26,8 | 20 |
| 1/2 | 21,3 | 15 |
| 3/8 | 17 | 10 |
| 1/4 | 13,5 | 8 |
| 2 | 60 | 50 |
| 3 | 88,5 | 80 |
Если вы планируете строительство водопровода, то расчеты производятся заранее, чтобы сравнить с мощностью насоса и дебитом скважины и объемом канализационных труб.
Когда система водоснабжения уже используется и есть необходимость, например, увеличить септик, можно воспользоваться таблицей, которая дает точное значение объема без калькулятора. В этом случае можно измерить только наружный диаметр, хотя именно внутренний диаметр необходим для расчета объема жидкости в трубах. Для этого от диаметра пластиковой или металлической трубы отнимается средняя толщина стенки и вычитается из размера наружного диаметра. Можно получить объем на погонный метр. Если труба длинная, то на 10 или 100 метров. Этот расчет актуален для напольного отопления, где пластиковые или медно-металлические трубы проложены близко друг к другу.
Таблица соотношения внутреннего диаметра и объема в литрах:
| Внутренний диаметр | В 1 метре | Через 10 метров | В 100 метрах |
| 8 | 0,0503 | 0,503 | 5,03 |
| 10 | 0,0785 | 0,785 | 7,85 |
| 12 | 0,1131 | 1,131 | 11,31 |
| 14 | 0,1539 | 1,539 | 15,39 |
| 16 | 0,2011 | 2,011 | 20,11 |
| 18 | 0,2545 | 2,545 | 25,45 |
| 20 | 0,3142 | 3,142 | 31,42 |
| 22 | 0,3801 | 3,801 | 38,01 |
| 24 | 0,4524 | 4,524 | 45,24 |
| 26 | 0,5309 | 5,309 | 53,09 |
| 28 | 0,6158 | 6,158 | 61,58 |
| 30 | 0,7069 | 7,069 | 70,69 |
| 32 | 0,8042 | 8,042 | 80,42 |
| 34 | 0,9079 | 9,079 | 90,79 |
| 36 | 1,0179 | 10,179 | 101,79 |
| 38 | 1,1341 | 11,341 | 113,41 |
| 40 | 1,2566 | 12,566 | 125,66 |
| 42 | 1,3854 | 13,854 | 138,54 |
| 44 | 1,5205 | 15,205 | 152,05 |
| 46 | 1,6619 | 16,619 | 166,19 |
| 48 | 1,8096 | 18,096 | 180,96 |
| 50 | 1,9635 | 19,635 | 196,35 |
| 52 | 2,1237 | 21,237 | 212,37 |
| 54 | 2,2902 | 22,902 | 229,02 |
| 56 | 2,4630 | 24,630 | 246,30 |
| 100 | 7,8540 | 78,540 | 785,40 |
| 110 | 8,6590 | 86,590 | 856,90 |
Трубы диаметром более 110 мм редко используются для водоснабжения и водоотведения в частных домах, поэтому значения объема не приводятся. Эти трубы используются для коммунальной канализации и дренажа жилых домов. Объем жидкости рассчитывается с учетом дополнительных параметров, таких как прочность стальных или чугунных труб.
При расчете объема воды для дома на одну семью рекомендуется округлять значения в большую сторону, если необходимо установить дополнительные розетки.
По какой формуле проводится расчет
Чтобы получить точные данные, нужно быть готовым:
- Калькулятор;
- Калипер;
- Правитель.
Сначала измеряется радиус, обозначаемый буквой R. Это может быть:
- Внутри;
- Снаружи.
Первый позволяет рассчитать, сколько жидкости может поместиться в цилиндре, т.е. внутренний объем трубы, ее объем.
Внешний радиус, необходим для определения размера пространства, которое он будет занимать.
Для расчета необходимо знать диаметр трубы. Он обозначается буквой D и рассчитывается по формуле R x 2. Также определяется длина окружности. Он обозначается буквой L.
Чтобы рассчитать объем трубы, измеряемый в кубических метрах (м3), необходимо сначала рассчитать площадь поверхности трубы.
Чтобы получить точное значение, необходимо сначала рассчитать площадь поперечного сечения.
Для этого используется следующая формула:
- S = R x Pi.
- Необходимая площадь поперечного сечения равна S;
- Радиус трубы равен R;
- Число Пи равно 3,14159265.
Полученное значение необходимо умножить на длину трубы.
Как найти объем трубы по формуле? Вам нужно знать только 2 значения. Сама формула рассчитывается следующим образом:
- V = S x L
- Объем трубы равен V;
- Секционная зона — S;
- Длина — L
Например, у нас есть металлическая труба диаметром 0,5 метра и длиной два метра. Для проведения расчета в формулу расчета площади круга вводится размер внешнего сечения металла из нержавеющей стали. Площадь трубы будет равна;
S= (D/2) =3,14 x (0,5/2) = 0,0625 м2.
Окончательная формула расчета будет выглядеть следующим образом:
V = HS = 2 x 0,0625=0,125 кубических метров.
По этой формуле рассчитывается объем абсолютно каждой трубы. И не имеет значения, из какого материала. Если трубопровод состоит из многих частей, то, используя эту формулу, можно рассчитать объем каждой части отдельно.
При выполнении расчета очень важно, чтобы размеры были выражены в одних и тех же единицах измерения. Самый простой способ произвести расчет — перевести все значения в квадратные сантиметры.
Если вы используете разные единицы измерения, вы можете получить очень сомнительные результаты. Они будут очень далеки от реальных значений. При выполнении расчетов с постоянными днями можно использовать память калькулятора, задав постоянное значение. Например, пи, умноженное на два. Это позволит гораздо быстрее рассчитать объем труб разного диаметра.
Сегодня можно использовать готовые компьютерные программы, в которых заранее определены стандартные параметры. Для выполнения расчета вам потребуется ввести только дополнительные значения переменных.
Формула для отдельно взятой трубы
С точки зрения геометрии, труба представляет собой простой круговой цилиндр.
Объем такого объекта равен площади поперечного сечения, умноженной на его длину:
V = l * S
Площадь поперечного сечения круглой трубы известного диаметра рассчитывается по формуле
S = π * d 2 / 4
Окончательная формула для объема трубы известного внутреннего диаметра и длины будет выглядеть следующим образом
V = π * l * d 2 / 4
Если единица длины и диаметра трубы имеет другое значение (дм, см или мм), то объем выражается в дм 3 , см 3 или мм 3 соответственно.
Я также хотел показать простой способ измерения наружного диаметра трубы (D) без использования штангенциркуля. D = L / π, где L — окружность:
Чтобы правильно рассчитать объем трубы, необходимо подставить в простую формулу два параметра: длину и внутренний диаметр. Чем точнее они будут измерены или рассчитаны, тем точнее будет результат.
Расчет объема воды, находящейся во всей системе
Для определения этого параметра необходимо подставить в формулу внутренний радиус. Однако сразу же возникает проблема. И как рассчитать общий объем воды в трубе всей системы отопления, который включает в себя:
- Радиаторы;
- Расширительный бак;
- Отопительный котел.
Сначала рассчитывается объем радиатора. Для этого откройте его технический паспорт и выпишите значение объема одной секции. Этот параметр умножается на количество секций в данном радиаторе. Например, одна секция чугунного радиатора равна 1,5 литра.
Если установлен биметаллический радиатор, это значение будет гораздо ниже. Объем воды в бойлере можно узнать из технического паспорта прибора.
Чтобы определить объем расширительного бака, его заполняют предварительно отмеренным количеством жидкости.
Определение объема труб очень простое. Просто умножьте имеющиеся данные для одного метра определенного диаметра на длину всего трубопровода.
Обратите внимание, что специальные таблицы можно увидеть в глобальной сети Интернет и в справочниках. Здесь указаны приблизительные данные о продукте. Погрешность этих данных довольно мала, поэтому значения, приведенные в таблице, можно смело использовать для расчета объема воды.
Следует отметить, что при расчете значений необходимо учитывать некоторые специфические различия. Металлические трубы большого диаметра пропускают гораздо меньше воды, чем полипропиленовые трубы того же диаметра.
Причина этого кроется в гладкости поверхности труб. Стальные трубы имеют шероховатую поверхность. Трубы PPP не имеют шероховатостей на внутренних стенках. Однако стальные изделия имеют больший объем воды, чем другие трубы того же сечения. Поэтому, чтобы убедиться в правильности расчета объема воды в трубах, необходимо несколько раз перепроверить все данные и подкрепить результат онлайн-калькулятором.
Формула для определения площади поперечного сечения неполностью заполненных труб:
Внутренний объем погонного метра трубы в литрах — таблица
В таблице приведен внутренний объем в литрах на метр трубы. Это указывает, какое количество воды, антифриза или другой жидкости (теплоносителя) необходимо для заполнения трубы. Принимаются трубы с внутренним диаметром от 4 до 1000 мм.
| 4 | 0.0126 | 0.1257 |
| 5 | 0.0196 | 0.1963 |
| 6 | 0.0283 | 0.2827 |
| 7 | 0.0385 | 0.3848 |
| 8 | 0.0503 | 0.5027 |
| 9 | 0.0636 | 0.6362 |
| 10 | 0.0785 | 0.7854 |
| 11 | 0.095 | 0.9503 |
| 12 | 0.1131 | 1.131 |
| 13 | 0.1327 | 1.3273 |
| 14 | 0.1539 | 1.5394 |
| 15 | 0.1767 | 1.7671 |
| 16 | 0.2011 | 2.0106 |
| 17 | 0.227 | 2.2698 |
| 18 | 0.2545 | 2.5447 |
| 19 | 0.2835 | 2.8353 |
| 20 | 0.3142 | 3.1416 |
| 21 | 0.3464 | 3.4636 |
| 22 | 0.3801 | 3.8013 |
| 23 | 0.4155 | 4.1548 |
| 24 | 0.4524 | 4.5239 |
| 26 | 0.5309 | 5.3093 |
| 28 | 0.6158 | 6.1575 |
| 30 | 0.7069 | 7.0686 |
| 32 | 0.8042 | 8.0425 |
| 34 | 0.9079 | 9.0792 |
| 36 | 1.0179 | 10.1788 |
| 38 | 1.1341 | 11.3411 |
| 40 | 1.2566 | 12.5664 |
| 42 | 1.3854 | 13.8544 |
| 44 | 1.5205 | 15.2053 |
| 46 | 1.6619 | 16.619 |
| 48 | 1.8096 | 18.0956 |
| 50 | 1.9635 | 19.635 |
| 52 | 2.1237 | 21.2372 |
| 54 | 2.2902 | 22.9022 |
| 56 | 2.463 | 24.6301 |
| 58 | 2.6421 | 26.4208 |
| 60 | 2.8274 | 28.2743 |
| 62 | 3.0191 | 30.1907 |
| 64 | 3.217 | 32.1699 |
| 66 | 3.4212 | 34.2119 |
| 68 | 3.6317 | 36.3168 |
| 70 | 3.8485 | 38.4845 |
| 72 | 4.0715 | 40.715 |
| 74 | 4.3008 | 43.0084 |
| 76 | 4.5365 | 45.3646 |
| 78 | 4.7784 | 47.7836 |
| 80 | 5.0265 | 50.2655 |
| 82 | 5.281 | 52.8102 |
| 84 | 5.5418 | 55.4177 |
| 86 | 5.8088 | 58.088 |
| 88 | 6.0821 | 60.8212 |
| 90 | 6.3617 | 63.6173 |
| 92 | 6.6476 | 66.4761 |
| 94 | 6.9398 | 69.3978 |
| 96 | 7.2382 | 72.3823 |
| 98 | 7.543 | 75.4296 |
| 100 | 7.854 | 78.5398 |
| 105 | 8.659 | 86.5901 |
| 110 | 9.5033 | 95.0332 |
| 115 | 10.3869 | 103.8689 |
| 120 | 11.3097 | 113.0973 |
| 125 | 12.2718 | 122.7185 |
| 130 | 13.2732 | 132.7323 |
| 135 | 14.3139 | 143.1388 |
| 140 | 15.3938 | 153.938 |
| 145 | 16.513 | 165.13 |
| 150 | 17.6715 | 176.7146 |
| 160 | 20.1062 | 201.0619 |
| 170 | 22.698 | 226.9801 |
| 180 | 25.4469 | 254.469 |
| 190 | 28.3529 | 283.5287 |
| 200 | 31.4159 | 314.1593 |
| 210 | 34.6361 | 346.3606 |
| 220 | 38.0133 | 380.1327 |
| 230 | 41.5476 | 415.4756 |
| 240 | 45.2389 | 452.3893 |
| 250 | 49.0874 | 490.8739 |
| 260 | 53.0929 | 530.9292 |
| 270 | 57.2555 | 572.5553 |
| 280 | 61.5752 | 615.7522 |
| 290 | 66.052 | 660.5199 |
| 300 | 70.6858 | 706.8583 |
| 320 | 80.4248 | 804.2477 |
| 340 | 90.792 | 907.9203 |
| 360 | 101.7876 | 1017.876 |
| 380 | 113.4115 | 1134.1149 |
| 400 | 125.6637 | 1256.6371 |
| 420 | 138.5442 | 1385.4424 |
| 440 | 152.0531 | 1520.5308 |
| 460 | 166.1903 | 1661.9025 |
| 480 | 180.9557 | 1809.5574 |
| 500 | 196.3495 | 1963.4954 |
| 520 | 212.3717 | 2123.7166 |
| 540 | 229.0221 | 2290.221 |
| 560 | 246.3009 | 2463.0086 |
| 580 | 264.2079 | 2642.0794 |
| 600 | 282.7433 | 2827.4334 |
| 620 | 301.9071 | 3019.0705 |
| 640 | 321.6991 | 3216.9909 |
| 660 | 342.1194 | 3421.1944 |
| 680 | 363.1681 | 3631.6811 |
| 700 | 384.8451 | 3848.451 |
| 720 | 407.1504 | 4071.5041 |
| 740 | 430.084 | 4300.8403 |
| 760 | 453.646 | 4536.4598 |
| 780 | 477.8362 | 4778.3624 |
| 800 | 502.6548 | 5026.5482 |
| 820 | 528.1017 | 5281.0173 |
| 840 | 554.1769 | 5541.7694 |
| 860 | 580.8805 | 5808.8048 |
| 880 | 608.2123 | 6082.1234 |
| 900 | 636.1725 | 6361.7251 |
| 920 | 664.761 | 6647.6101 |
| 940 | 693.9778 | 6939.7782 |
| 960 | 723.8229 | 7238.2295 |
| 980 | 754.2964 | 7542.964 |
| 1000 | 785.3982 | 7853.9816 |
Как высчитать площадь поперечного сечения
Если труба круглая, площадь поперечного сечения следует рассчитать по формуле для площади круга: S = π*R2. Где R — это (внутренний) радиус, π — 3,14. Поэтому нужно возвести в квадрат радиус и умножить его на 3,14.
Например, площадь поперечного сечения трубы диаметром 90 мм. Найдите радиус — 90 мм / 2 = 45 мм. В сантиметрах это 4,5 см. Давайте возведем его в квадрат: 4,5 * 4,5 = 2,025 см2 и дадим в формуле S = 2 * 20,25 см2 = 40,5 см2.
Площадь поперечного сечения профилированного изделия рассчитывается по формуле для площади прямоугольника: S = a * b, где a и b — длины сторон прямоугольника. Если рассматривать сечение профиля 40 х 50 мм, то получим S = 40 мм * 50 мм = 2000 мм2 или 20 см2 или 0,002 м2.
Важность правильных расчетов
При проектировании дома с двумя и более туалетами или небольшой гостиницы важно рассчитать, какой объем воды смогут пропустить трубы выбранного сечения. Если давление в системе трубопроводов падает, нормальное принятие душа или ванны становится невозможным.
Если проблема возникнет в случае пожара, вы можете даже потерять свой дом. Поэтому, прежде чем начать строительство дома, необходимо рассчитать проходимость сети.
Владельцам малого бизнеса также необходимо знать показатели мощности. В конце концов, при отсутствии приборов учета поставщики коммунальных услуг обычно взимают с организаций плату за потребление воды в соответствии с объемом, протекающим через трубу
Зная данные своего водомера, вы сможете контролировать потребление воды и не платить за нее лишнего.
Получение результата экспериментальным методом
На практике проблемные ситуации возникают, когда трубопроводная сеть сложная или некоторые ее части установлены неявно. В этом случае невозможно определить геометрию деталей или рассчитать общий объем. Тогда единственное решение — провести эксперимент.
Использование коллектора и прокладка труб под стяжкой — это современный способ скрыть подключение горячей воды к радиаторам. Невозможно рассчитать точную длину труб без плана.
Необходимо слить воду из системы, взять мерный кувшин (например, ведро) и заполнить систему до необходимого уровня. Заправка производится через самую высокую точку: открытый расширительный бачок или верхний сливной клапан. Все остальные клапаны должны быть открыты для предотвращения образования воздушных карманов.
Если насос используется для перемещения воды, дайте ему поработать в течение часа или двух без нагрева теплоносителя. Это поможет выгнать остатки воздуха. После этого необходимо долить жидкость в контур.
Этот метод также можно использовать для отдельных частей отопительного контура, например, для напольного отопления. Для этого его следует отсоединить от системы и «загрунтовать» таким же образом.
Физические характеристики труб
Следует знать, что площадь поперечного сечения трубы оказывает непосредственное влияние на скорость транспортировки газообразных и жидких сред. Поэтому важно спроектировать трубу с подходящей площадью поперечного сечения. Кроме того, на выбор диаметра трубы также влияет рабочее давление в трубопроводе. Читайте также: «Как рассчитать площадь трубы — методы расчета и формулы».
При проектировании трубы также стоит учитывать химические свойства рабочей среды, а также ее температурный режим. Даже если вы знаете формулы для расчета сечения трубы, стоит изучить дополнительный теоретический материал. Например, информацию о требованиях к диаметру труб для горячего и холодного водоснабжения, отопления или транспортировки газа можно найти в специальной литературе. Материал, из которого изготовлены трубы, также имеет большое значение.
Расчёт объёма трубы
Используйте свои школьные знания по геометрии, чтобы рассчитать объем труб. Это можно сделать несколькими способами: 1. умножение площади поперечного сечения фигуры на ее длину в метрах для получения количества метров в кубе. 2. Также можно узнать объем водопровода в литрах. Для этого умножьте объем на 1000 — это количество литров воды в 1 кубическом метре. 3 Третий вариант — считать непосредственно в литрах. Вам необходимо провести измерения в дециметрах — длину и площадь фигуры. Этот метод более сложный и неудобный.
Для расчета вручную — без калькулятора, вам понадобятся штангенциркуль, линейка и калькулятор. Чтобы облегчить процесс определения размера трубы, можно воспользоваться онлайн-калькулятором.
Определим площадь сечения трубы
Чтобы узнать точное значение, необходимо сначала рассчитать площадь поперечного сечения трубы. Для этого используйте формулу:
S = R2 x Pi
Где R — радиус трубы, а Pi равен 3,14. Поскольку емкости для жидкости обычно круглые, R — квадрат.
Давайте посмотрим, как можно рассчитать при диаметре 90 мм:
- Найдите радиус — 90 / 2 = 45 мм, в пересчете на сантиметры 4.5.
- Возведите в квадрат 4,5 и получите 2,025 см2.
- Если изделие профилированное, то S = 2 x 20,25 = 40,5 см2.
Если изделие профильное, используйте формулу для прямоугольника — S = a x b, где a и b — размеры сторон (длина). При определении размеров профиля со сторонами длиной 40 и 50 необходимо 40 мм x 50 мм = 2000 мм2 или 20 см2.
Формула расчёта объёма трубы
Объем трубы в м3 можно рассчитать по формуле:
V = S x L
Другими словами, достаточно знать две величины: площадь поперечного сечения (которая была определена ранее) (S) и длину (L).
Например, длина трубы составляет 2 метра, а площадь поперечного сечения — полметра. Чтобы рассчитать его, возьмите формулу, по которой определяется площадь круга, и подставьте внешний размер поперечного сечения металла:
S = 3,14 x (0,5 / 2) = 0,0625 квадратных метров.
Конечный результат будет следующим:
V = HS = 2 x 0,0625 = 0,125 кубических метров.
H — толщина стенки
При выполнении расчетов важно, чтобы все числа имели одну и ту же единицу измерения, иначе результат будет неверным. Проще снимать показания в см2.
Объём водопровода в литрах
Легко рассчитать объем жидкости в трубе без калькулятора, если вы знаете ее внутренний диаметр, но это не всегда можно сделать, если радиаторы отопления или котлы имеют сложную форму. В настоящее время нередко этот вид продукции используется в строительстве, при монтаже напольного отопления. По этой причине полезно знать параметры конструкции с самого начала; эту информацию можно найти в техническом паспорте или сопроводительных документах. Для того чтобы рассчитать размер индивидуального резервуара, необходимо заполнить его водой, которая была предварительно измерена.
Кроме того, количество кубических метров воды будет зависеть и от материала водопроводной трубы. Например, стальное изделие будет пропускать на порядок меньше воды, чем такое же по размеру полипропиленовое или пластиковое. На это влияет поверхность с внутренней стороны; железная более шероховатая, что влияет на проницаемость.
Поэтому сделайте расчет для каждого контейнера, если он изготовлен из другого материала, а затем сложите все цифры. Можно использовать специальные сервисные программы или калькуляторы, сейчас их много в интернете, они значительно облегчают процесс определения количества воды в установке
Таблица размеров стальных труб – какой бывает диаметр у таких труб
По одной из размерных характеристик стальные трубы различают по диаметру, т.е. по площади поперечного сечения. Классифицируя их по этим размерам и толщине стенок, можно создавать проекты и расчеты для транспортировки любого типа жидкости по трубам. В этой статье мы попытаемся выяснить, какие диаметры и размеры могут иметь металлические трубы.
Стандартные диаметры труб и системы их измерения
Использование стандартных сечений труб для различных типов трубопроводов значительно облегчает специалистам самостоятельное проектирование.
Прежде чем перейти к обсуждению основных размеров труб и систем, в которых они могут использоваться, стоит подробнее рассмотреть ведущие размерные характеристики.
Стоит отметить, что именно по вышеуказанным параметрам определяются диаметры труб в соответствии с ТУ и ГОСТ.
Эти значения чрезвычайно важны, так как ГОСТ позволяет узнать соответствующую толщину стенки для конкретного диаметра трубы.
Классификация диаметров
Давайте рассмотрим различные типы диаметров стальных труб:
- Номинальный (DN, Dy) — это внутренний диаметр трубы (мм) или округленное значение (в дюймах).
- Номинальный (Dn, Dn).
- Внешний диаметр. Как правило, он определяется этим параметром: 5-102 мм — трубы малого сечения; 102-426 мм — трубы среднего сечения; 426 мм и выше — трубы большого сечения.
- Внутренний диаметр также считается важным параметром, что также относится к соединительной арматуре.
В дополнение к огромному количеству стальных труб, представленных на рынке, трубы из различных сортов пластика сегодня используются практически во всех областях строительства. По этой причине была подготовлена нормативная документация, среди которой таблица с диаметрами стальных труб и их соответствие полимерным аналогам.
Поперечное сечение трубы и ее внутренний объем: методы расчета
Сегодня мы совершим небольшой экскурс в школьные программы по геометрии и физике. Мы вспомним, как рассчитать площадь поперечного сечения трубы и ее внутренний объем. Нам также нужно будет посмотреть, как изменение диаметра трубы влияет на давление в потоке жидкости. Итак, мы отправляемся.
Вычисляем площадь сечения
Конечно, формула для расчета площади поперечного сечения трубы будет зависеть от формы этого сечения. Какие варианты возможны?
Площадь круга имеет вид S = Pi R2, где:
- S — искомая ценность;
- Пи — это число «пи», которое обычно округляется до 3,14;
- R — радиус круга (в случае трубы это половина ее внутреннего диаметра).
В качестве примера рассчитаем площадь поперечного сечения круглой трубы с внутренним диаметром 100 миллиметров.
- Радиус, конечно, будет равен 50 миллиметрам, или 0,05 метра.
- Площадь составит 3,14 x 0,052 = 0,00785 м2.
Примечание: При расчете проницаемости труб с самотеком (например, бытовых канализаций) ограничением является не полный поток, а так называемое живое сечение, которое ограничено средним уровнем воды.
A — полный участок потока, b — участок живого потока в частично заполненной трубе, c — участок живого потока в потоке.
Где можно найти данные о внутреннем диаметре труб ПНД, используемых для внутренних инженерных коммуникаций зданий? Поставщики обычно указывают только DN (номинальный диаметр) и тип — легкий, обычный или усиленный.
Всю необходимую информацию вы найдете в ГОСТ 3262-75, в соответствии с которым изготавливаются эти изделия.
| DN, мм | Наружный диаметр, мм | Толщина стенки трубы, мм | ||
| Свет | Обычный | Усиленный | ||
| 15 | 21,3 | 2,5 | 2,8 | 3,2 |
| 20 | 26,8 | 2,5 | 2,8 | 3,2 |
| 25 | 33,6 | 2,8 | 3,2 | 4,0 |
| 32 | 42,3 | 2,8 | 3,2 | 4,0 |
| 40 | 48,0 | 3,0 | 3,5 | 4,0 |
| 50 | 60,0 | 3,0 | 3,5 | 4,5 |
| 65 | 75,5 | 3,2 | 4,0 | 4,5 |
| 80 | 88,5 | 3,5 | 4,0 | 4,5 |
| 90 | 101,3 | 3,5 | 4,0 | 4,5 |
| 100 | 114,0 | 4,0 | 4,5 | 5,0 |
| 125 | 140,0 | 4,0 | 4,5 | 5,5 |
| 150 | 165,0 | 4,0 | 4,5 | 5,5 |
Как мне самому рассчитать фактический внутренний диаметр, используя эту таблицу?
Инструкции просты и в основном не требуют объяснений.
- Выберите правильный DN и тип для интересующего вас продукта.
- Вычтите из наружного диаметра удвоенную толщину стенки.
Круглая
Площадь круга равна S = Pi R2, где:
- S — это значение, которое вы ищете;
- Пи — это число «пи», которое обычно округляется до 3,14;
- R — радиус окружности (в случае трубы он равен половине ее внутреннего диаметра).
В качестве примера рассчитаем площадь поперечного сечения круглой трубы с внутренним диаметром 100 миллиметров.
- Радиус, конечно, будет равен 50 миллиметрам, или 0,05 метра.
- Площадь составит 3,14 x 0,052 = 0,00785 м2.
Примечание: При расчете проницаемости труб с самотеком (например, бытовых канализаций) ограничением является не полный поток, а так называемое живое сечение, которое ограничено средним уровнем воды.
A — полный участок потока, b — участок живого потока в частично заполненной трубе, c — участок живого потока в потоке.
Где можно найти данные о внутреннем диаметре труб ПНД, используемых для внутренних инженерных коммуникаций зданий? Поставщики обычно указывают только DN (номинальный диаметр) и тип — легкий, обычный или усиленный.
Всю необходимую информацию вы найдете в ГОСТ 3262-75, в соответствии с которым изготавливаются эти изделия.
| DN, мм | Наружный диаметр, мм | Толщина стенки трубы, мм | ||
| Свет | Обычный | Усиленный | ||
| 15 | 21,3 | 2,5 | 2,8 | 3,2 |
| 20 | 26,8 | 2,5 | 2,8 | 3,2 |
| 25 | 33,6 | 2,8 | 3,2 | 4,0 |
| 32 | 42,3 | 2,8 | 3,2 | 4,0 |
| 40 | 48,0 | 3,0 | 3,5 | 4,0 |
| 50 | 60,0 | 3,0 | 3,5 | 4,5 |
| 65 | 75,5 | 3,2 | 4,0 | 4,5 |
| 80 | 88,5 | 3,5 | 4,0 | 4,5 |
| 90 | 101,3 | 3,5 | 4,0 | 4,5 |
| 100 | 114,0 | 4,0 | 4,5 | 5,0 |
| 125 | 140,0 | 4,0 | 4,5 | 5,5 |
| 150 | 165,0 | 4,0 | 4,5 | 5,5 |
Как мне самому рассчитать фактический внутренний диаметр, используя эту таблицу?
Инструкции просты и в основном не требуют объяснений.
- Выберите правильный DN и тип для интересующего вас продукта.
- Вычтите двойную толщину стенки из наружного диаметра.
Совет: на сайте производителя или продавца часто можно найти онлайн-калькулятор площади поперечного сечения для любого типа труб.
Квадратная
Профильные трубы относительно редко используются для транспортировки жидкостей: это приоритетные области для круглых труб.
Почему?
- Круг имеет наименьшую возможную длину стенки и наибольшую возможную площадь из всех геометрических фигур. Отсюда вытекает практическое следствие: при постоянной толщине стенки круглая труба будет трубой с наибольшей пропускной способностью. Или, другими словами, цена за метр круглой трубы будет минимальной, если пропускная способность постоянна.
- По этой же причине круглая труба имеет самую высокую прочность на разрыв. Давление измеряется в килограммах на квадратный сантиметр не просто так: чем больше площадь поверхности стенки трубы — тем больше сила, действующая на нее при постоянном давлении внутри трубы.
Тем не менее, в некоторых случаях необходимо также рассчитать внутреннее сечение профильной трубы. В случае квадратной трубы этот показатель равен квадрату разницы между наружным размером трубы и удвоенной толщиной стенки. Так, для изделия 100х100 мм с толщиной стенки 4 мм это будет выглядеть как (100 — (4 х 2)) 2 = 8464 мм2.
Прямоугольная
Процедура расчета практически идентична той, что описана для труб с квадратным профилем. Единственное отличие заключается в том, что стены неравнозначны; соответственно, мы умножаем их размеры на минус….. да, мы снова удваиваем толщину стенки.
Так, для прямоугольной профильной трубы 150х180 мм с толщиной стенки 6 мм расчетное значение составит (150 — (6 x 2)). x (180 — (6 x 2)) = 23184 мм2, или 0,023184 м2.
Для расчета необходимы три параметра: оба размера и толщина стенки.
Сечение и давление
Давным-давно, в славном 18 веке, один швейцарец по имени Даниэль Бернулли. Он жил и жил, а в промежутках между ними сформулировал закон, который затем дал начало современной гидродинамике и был назван в его честь.
Если перевести сухой язык формул на наш обычный русский, то его можно сформулировать так: скорость потока обратно пропорциональна статическому давлению жидкости или газа в нем.
На практике это означает, что при прохождении через диаметр трубы поток ведет себя вопреки здравому смыслу: увеличение площади поперечного сечения приводит к увеличению давления, а уменьшение и связанное с ним ускорение жидкости или газа — к увеличению.
Связь между площадью поперечного сечения трубы, скоростью потока и давлением в трубе.
Сегодня этот эффект широко используется в механизмах для многих применений.
Вот несколько наиболее очевидных примеров, с которыми сталкивался каждый.
- Основным компонентом системы отопления дома является элеватор — это сопло, в котором поток воды более высокой температуры и давления из подающей трубы впрыскивается в объем, заполненный более холодной водой под более низким давлением из обратной трубы. Из-за перепада статического давления в струе она забирает часть воды из обратного трубопровода через предназначенный для этого рециркуляционный отсос. (См. также статью Как согнуть профильную трубу: особенности).
Основная концептуальная схема элеватора — главного компонента системы отопления дома.
- Краскопульт и аэрограф используют один и тот же эффект: высокоскоростной поток воздуха, благодаря возникающему в нем явлению разрежения, вытягивает краску из баллона, измельчает ее, превращая в аэрозоль, и наносит на окрашиваемую поверхность.
Прикладные примеры проведения расчетов
Для понимания принципов и этапов расчета полезно обратиться к конкретным примерам.
Задача #1 – расчет объема требуемого теплоносителя
Пропиленгликоль, который не замерзает при температуре до -30°C, должен быть рассчитан для дома отдыха с временным проживанием. Система отопления состоит из 60-литрового нагревателя с рубашкой, четырех 8-секционных алюминиевых панелей и 90 метров трубы PN25 (20 x 3,4).
Труба PN25 20 x 3,4 в основном используется для небольших отопительных контуров с последовательно соединенными радиаторами. Его внутренний диаметр составляет 13,2 мм.
Объем жидкости в трубе рассчитывается в литрах. Единицей измерения в данном случае является дециметр. Формулы пересчета из стандартных длин следующие: 1 м = 10 дм и 1 мм = 0,01 дм.
Объем оболочки котла известен. V1 = 60 литров.
В техническом паспорте алюминиевого радиатора Elegance EL 500 указано, что объем одной секции составляет 0,36 л. Тогда V2 = 4 * 8 * 0,36 = 11,5 л.
Вычислим общий объем пробирок. Их внутренний диаметр d = 20 — 2 * 3,4 = 13,2 мм = 0,132 дм. Длина l = 90 м = 900 дм. Следовательно:
V3 = π * l * d2 / 4 = 3,1415926 * 900 * 0,132 * 0,132 / 4 = 12,3 дм3 = 12,3 л.
Таким образом, теперь можно найти общий объем:
V = V1 + V2 + V3 = 60 + 11,5 + 12,3 = 83,8 литра.
Процент жидкости в трубах по отношению к общей системе составляет всего 15%. Но если трубы длинные или используется система подогрева пола, то доля труб в общем объеме значительно возрастает.
В промышленных и сельскохозяйственных зданиях часто устанавливаются бытовые, регистровые радиаторы отопления. Зная размеры труб, можно рассчитать их объем
Задача #2 – расчет объема самодельного радиатора
Давайте рассмотрим, как рассчитать классический самодельный радиатор из четырех горизонтальных труб длиной 2 м. Прежде всего, необходимо найти площадь поперечного сечения. Наружный диаметр можно измерить по торцу изделия.
Пусть это будет 114 мм. Используя таблицу стандартных значений для стальных труб, можно найти типичную толщину стенки для этого размера — 4,5 мм.
Рассчитайте внутренний диаметр:
d = 114 — 2 * 4,5 = 105 мм.
Определите площадь поперечного сечения:
S = π * d2 / 4 = 8659 мм2.
Общая длина всех фрагментов составляет 8 м (8000 мм). Найдите объем:
V = l * S = 8000 * 8659 = 69272000 мм3.
Объем вертикальных соединительных труб может быть рассчитан аналогичным образом. Но и это значение можно игнорировать, так как оно составит менее 0,1% от общего объема радиатора.
Полученное значение не является информативным, поэтому переведите его в литры. Так как 1 дм = 100 мм, то 1 дм3 = 100 * 100 * 100 = 1000000 = 106 мм3.
Таким образом, V = 69272000 / 106 = 69,3 дм3 = 69,3 литра.
Большие радиаторы или системы отопления (которые устанавливаются, например, на фермах) требуют больших объемов жидкости для передачи тепла.
Поэтому, поскольку объем труб должен рассчитываться в м3, все размеры перед вводом в формулу необходимо перевести в метры.
Нюансы расчета площади по внутренней стороне трубы
Что касается площади внутренней поверхности трубы, то ее чаще всего рассчитывают для дальнейших расчетов гидродинамики переноса теплоносителя по всему трубопроводу отопления, водоснабжения или канализации.
Суть таких расчетов заключается в определении сопротивления, которое будет оказываться теплоносителю при его движении по трубе. Сопротивление возникает в обоих случаях из-за трения между теплоносителем и внутренней стенкой трубы.
Чтобы рассчитать площадь трубы на основе внутреннего диаметра, используйте формулу: S = π* (D(дюйм)-2(толщина стенки))*L(тр).
В статье подробно описаны формулы для расчета всех различных линейных параметров трубы. Формулы очень просты — просто подставьте конкретные значения. Полученные значения площади не только позволят вам сэкономить на различных материалах (изоляция, краска), но и помогут рассчитать различные характеристики всей системы отопления, водопровода или дренажа.
Лучше всего определить основные параметры трубопроводной системы с помощью этой статьи, прежде чем обращаться к профессионалам для решения различных задач.
Некоторые физические особенности
Площадь поперечного сечения трубопровода определяет скорость транспортировки по нему жидкостей и газов. Необходимо выбрать оптимальный диаметр. Внутреннее давление не менее важно. Выбор площади поперечного сечения зависит от его величины.
При расчете учитывается не только давление, но и температура среды, ее природа и свойства. Знание формул не избавляет от необходимости изучать теорию. Расчет канализационных, водопроводных, газовых и отопительных труб основан на информации из справочников. Важно, чтобы при выборе сечения были соблюдены все необходимые условия. Его величина также зависит от свойств используемого материала.
