Как высчитать объем трубы?
Ardenergy.ru

Канализация и водоснабжение

Как высчитать объем трубы?

Расчет объема трубы: принципы вычислений и правила производства расчетов в литрах и кубических метрах

При нахождении количества необходимой жидкости в отопительной системе часто нужно решить отдельную задачу – выполнить расчет объема трубы с заданными параметрами. Сама вычислительная формула проста. Однако на практике для получения точного результата применять ее нужно аккуратно.

Мы расскажем о том, как рассчитать внутренний объем важной коммуникационной системы. В представленной нами статье детально разобраны варианты проведения вычислений для трубопровода и приборов отопления. С учетом наших советов вы оперативно решите задачу.

Геометрические параметры труб

Для определения объема трубы необходимо и достаточно знать всего два ее показателя: длину и внутренний (фактический) диаметр. Последний параметр важно не перепутать с внешним размером, который приводят для правильного подбора фитингов и соединительных элементов.

Если значение толщины стенки неизвестно, то вместо расчетного внутреннего диаметра можно использовать DN (диаметр внутреннего прохода). Они приблизительно равны, а величина DN, как правило, указана на маркировке, которую размещают на внешней стороне изделия.

Перед тем как попробовать рассчитать объем любой трубы, необходимо не допустить распространенную ошибку и привести все параметры к единой системе измерения. Дело в том, что длину обычно выражают в метрах, а диаметр – в миллиметрах. Отношение этих двух единиц следующее: 1 м = 1000 мм.

На самом деле, можно привести параметры и к промежуточным значениям – сантиметрам или дециметрам. Иногда это даже удобно, учитывая, что в этом случае количество знаков после запятой или, наоборот, нулей, будет не очень большое.

Для произведенных не в России (и не для России) труб диаметр может быть выражен в дюймах. В этом случае необходимо выполнить пересчет, учитывая, что 1″ = 25.4 мм.

Формула для отдельно взятой трубы

С позиции геометрии, труба представляет собой прямой круговой цилиндр.

Объем такого объекта равен площади сечения умноженной на длину:

V = l * S

Площадь сечения трубы, имеющей форму круга с известным диаметром, вычисляют по формуле:

S = π * d 2 / 4

Итоговая формула объема трубы с известными внутренним диаметром и длиной будет иметь следующий вид:

V = π * l * d 2 / 4

Если единицей измерения длины и диаметра трубы будет другая величина (дм, см или мм), то объем будет выражен в дм 3 , см 3 или мм 3 соответственно.

Также, хотелось показать вам нехитрый способ измерения внешнего диаметра трубы (D) без штангенциркуля. D = L / π, где L – длина окружности:

Для правильного вычисления объема труб необходимо подставить в простую формулу два параметра: длину и внутренний диаметр. Насколько точно они будут измерены или рассчитаны, настолько точным будет полученный результат.

Прикладные примеры проведения расчетов

Существенную помощь в разборе принципов вычислений и последовательности действий при выполнении расчетов окажут конкретные примеры, с которыми стоит ознакомиться заинтересованным посетителям.

Задача #1 – расчет объема требуемого теплоносителя

Для загородного дома временного проживания нужно рассчитать объем закупаемого пропиленгликоля – теплоносителя не застывающего при температурах до -30°C. Система отопления состоит из печи с рубашкой на 60 литров, четырех алюминиевых батарей по 8 секций каждая и 90 метров трубы PN25 (20 x 3.4).

Объем жидкости в трубе нужно посчитать в литрах. Для этого в качестве единицы измерения надо взять дециметр. Формулы перехода от стандартных величин длины следующие: 1 м = 10 дм и 1 мм = 0.01 дм.

Объем рубашки котла известен. V1 = 60 л.

В паспорте алюминиевого радиатора Elegance EL 500 указано, что объем одной секции равен 0.36 л. Тогда V2 = 4 * 8 * 0.36 = 11.5 л.

Вычислим суммарный объем труб. Их внутренний диаметр d = 20 – 2 * 3.4 = 13.2 мм = 0.132 дм. Длина l = 90 м = 900 дм. Следовательно:

V3 = π * l * d 2 / 4 = 3.1415926 * 900 * 0.132 * 0.132 / 4 = 12.3 дм 3 = 12.3 л.

Таким образом, теперь можно найти общий объем:

Процентное отношение количества жидкости в трубах по отношению ко всей системе составляет всего 15%. Но если протяженность коммуникаций большая или используют система “водяной теплый пол”, то вклад труб в общий объем значительно увеличивается.

Задача #2 – расчет объема самодельного радиатора

Разберем, как рассчитать классический самодельный радиатор отопления из четырех горизонтальных труб длиной 2 м. Сначала необходимо найти площадь сечения. Измерить наружный диаметр можно с торца изделия.

Пусть он будет 114 мм. Используя таблицу стандартных параметров стальных труб, найдем толщину стенки, характерной для этого размера – 4.5 мм.

Вычислим внутренний диаметр:

d = 114 – 2 * 4.5 = 105 мм.

Определим площадь сечения:

S = π * d 2 / 4 = 8659 мм 2 .

Суммарная длина всех фрагментов равна 8 м (8000 мм). Найдем объем:

V = l * S = 8000 * 8659 = 69272000 мм 3 .

Объем вертикальных соединительных трубок можно вычислить аналогичным образом. Но этой величиной можно и пренебречь, так как она будет составлять менее 0.1% от общего объема радиатора отопления.

Получившееся значение неинформативно, поэтому переведем его в литры. Так как 1 дм = 100 мм, то 1 дм 3 = 100 * 100 * 100 = 1000000 = 10 6 мм 3 .

Поэтому V = 69272000 / 10 6 = 69.3 дм 3 = 69.3 л.

Большие батареи или системы отопления (которые устанавливают, например, на фермах) требуют значительные объемы теплоносителя.

Поэтому так как нужно будет посчитать объем труб в м 3 , то и все габариты перед подстановкой их в формулу надо будет сразу переводить в метры.

Задача #3 – расчет необходимой длины ПП труб

Получить значение длины фрагмента можно с использованием обыкновенной линейки или рулетки. Незначительными изгибами и провисаниями полимерных труб можно пренебречь, так как они не приведут к серьезной итоговой ошибке.

Для соблюдения точности гораздо важнее правильно определить начало и конец фрагмента:

  • При присоединении трубы к стояку измерять длину нужно от начала горизонтального фрагмента. Не нужно захватывать примыкающую часть стояка, так как это приведет к двойному подсчету одного и того же объема.
  • На входе в батарею измерять длину нужно до ее трубок захватывая краны. Они не учитываются при определении объема радиатора по его паспортным данным.
  • На входе в котел измерять нужно от рубашки учитывая длину выходящих трубок.

Закругления можно измерять упрощенно – считать, что они проходят под прямым углом. Такой метод допустим, так как общий их вклад в длину труб незначителен.

Объем теплого пола считают по метражу установленных труб.

Если данные по длине или схема отсутствуют, но известен шаг между трубками, то расчет можно провести по следующей приблизительной формуле (вне зависимости от способа укладки):

l = (n – k) * (m – k)/k

  • n – длина участка теплого пола;
  • m – ширина участка теплого пола;
  • k – шаг между трубками;
  • l – итоговая длина трубок.

Несмотря на малое сечение труб, которые применяют для водяного теплого пола, их общая протяженность приводит к значительному объему вмещаемого теплоносителя.

Так, для обеспечения системы, аналогичной на приведенном выше рисунке (длина – 160 м, внешний диаметр – 20 мм), необходимо будет 26 литров жидкости.

Получение результата экспериментальным методом

На практике возникают проблемные ситуации, когда гидравлическая система имеет сложную структуру или некоторые ее фрагменты проложены скрытным способом. В этом случае определить геометрию ее частей и рассчитать общий объем становится невозможно. Тогда единственным выходом становится проведение эксперимента.

Необходимо слить всю жидкость, взять какую-либо мерную емкость (например, ведро) и наполнить систему до нужного уровня. Заливка происходит через самую верхнюю точку: расширительный бак открытого типа или верхний спусковой клапан. При этом все остальные клапаны должны быть открыты во избежание образования воздушных пробок.

Если движение воды по контуру осуществляет насос, то нужно дать ему час или два поработать без подогрева теплоносителя. Это поможет выгнать остаточные воздушные скопления. После этого нужно еще раз долить жидкость в контур.

Такой метод можно использовать и для отдельных частей отопительного контура, например, теплого пола. Для этого нужно его отсоединить от системы и таким же образом “пролить”.

Выводы

Несмотря на то, что в сети нам предложен огромный выбор программных продуктов для производства вычислений по литражу теплоносителя, есть гостовские таблицы для определения внутреннего объема труб, знать принципы «ручных» расчетов нужно.

Они необходимы тем, кто самостоятельно занимается сооружением и ремонтом коммуникаций, и тем, кто пользуется услугами проектных и строительных организаций. Полезные сведения помогут определиться с расходом материала перед устройством системы, точно подсчитать смету и получить представление о предстоящих эксплуатационных выплатах.

Хотите рассказать о том, как рассчитывали объем теплоносителя для автономной системы отопления на даче или в загородном доме? Располагаете информацией, которая может пригодиться посетителям сайта? Пишите, пожалуйста, комментарии, публикуйте фото по теме статьи, задавайте вопросы в расположенном ниже блоке.

Расчет объема трубы

Проектирование системы отопления, водопровода и даже канализации часто требует провести точный расчет объема трубы, и как это сделать, а главное, зачем это делать, знают не все. Прежде всего, объём трубы позволяет выбрать нужное отопительное или насосное оборудование, резервуары для воды или теплоносителя, просчитать габариты, которые будет занимать система трубопроводов, что в условиях тесных или подвальных помещений важно. Также объем теплоносителей может сильно отличаться из-за разной плотности жидкостей, поэтому и диаметры труб для води и, например, антифриза, могут быть разными.

Читать еще:  Подключить тепловое реле к контактору

Калькулятор

К тому же, антифриз может поступать в продажу разбавленным или концентрированным, что также влияет на расчеты и конечный результат. Разбавленный антифриз замерзает при -30 0 С, неразбавленный будет работать и при -65 0 С.

Формулы расчетов

Самый простой способ рассчитать объем трубы – воспользоваться онлайн сервисом или специальной десктопной (настольной) программой. Второй способ – вручную, и для этого понадобится обычный калькулятор, линейка и штангенциркуль, которым измеряют внутренний и наружный радиусы трубы (на всех чертежах и схемах радиус обозначается символом R или r). Можно воспользоваться значением диаметра (D или d), который вычисляется по простой формуле: R x 2 или R 2 . Чтобы вычислить объем воды в трубе в кубах, также понадобится узнать длину цилиндра L (или l).

Измерение внутреннего радиуса позволит узнать, сколько воды или другой жидкости в цилиндре. Результат отражается в кубических метрах. Знать наружный диаметр трубы необходимо для расчета габаритов того места, где будет прокладываться трубопровод.

Последовательность расчетов такова: сначала узнаю́т площадь сечения трубы:

  1. S = R x ∏;
  2. Площадь цилиндра – S;
  3. Радиус цилиндра – R;
  4. ∏ – 3,14159265.

Результат S умножают на длину L трубы – это и будет полный рассчитанный объем. Расчет объема по сечению и длине цилиндра выглядит так:

  1. Vтр = Sтр x Lтр;
  2. Объем цилиндра – Vтр;
  3. Площадь цилиндра – Sтр;
  4. Длина цилиндра – Lтр.

Пример:

  1. Стальная труба Ø = 0,5 м, L = 2 м;
  2. Sтр = (Dтр / 2) = ∏ х (0,5 / 2) = 0,0625 м 2 .

Конечная формула, как рассчитать объем трубы, будет выглядеть следующим образом:

V = H х S = 2 х 0,0625 = 0,125 м 3 ;

H – толщина стенки трубы. Толщина стенок любой трубы

” alt=””>
Эта формула позволяет узнать, как посчитать объем трубы с любыми заданными параметрами и из любого материала, а также отдельные участки составного трубопровода. Чтобы не путаться в параметрах результатов, необходимо сразу выражать их в одних и тех же единицах, например, в метрах и кубических метрах, или в сантиметрах и кубических сантиметрах. Из компьютерных программ для начинающих пользователей или для тех, кто предполагает проводить одноразовые расчеты, можно предложить VALTEC.PRG, Unitconverter, Pipecalc и другие.

Как вычислить площадь поперечного сечения трубы

Для круглой трубы площадь поперечного сечения рассчитывается с использованием площади круга по следующей формуле:

Где:

  1. R – внутренние радиус трубы;
  2. ∏ – постоянная величина 3,14.

Sтр Ø = 90 мм, или R = 90 / 2 = 45 мм или 4,5 см. Согласно формуле, Sтр = 2 х 20,25 см 2 = 40,5 см 2 , где 20,25 – это 4,5 см в квадрате.

Параметры трубопровода

Площадь сечения профилированной трубы Sпр нужно рассчитывать по формуле, применяемой для вычисления площади прямоугольной фигуры:

a и b – стороны прямоугольной профилированной трубы. При сечении трубопровода 40 х 60 мм параметр Sпр = 40 мм х 60 мм = 2400 мм 2 (20 см2, или 0,002 м2).

Как рассчитать объем воды в водопроводной системе

Для расчета объема трубы в литрах в формулу следует подставлять внутренний радиус, но это не всегда возможно, например, для радиаторов сложной формы или расширительной емкости с перегородками, для отопительного котла. Котел отопления.

Поэтому сначала нужно узнать объем изделия (обычно из технического паспорта или другой сопроводительной документации). Так, у чугунного стандартного радиатора объем одной секции равен 1,5 л, для алюминиевых – в зависимости от конструкции, вариантов которых может быть достаточно много. Геометрические параметры алюминиевых радиаторов

Узнать объем расширительного бачка (как и других нестандартных емкостей любого назначения) можно, залив в него заранее измеренный объем жидкости. Для подсчетов объема любой трубы нужно измерить ее диаметр, затем вычислить объем одного погонного метра, и умножить результат на длину трубопровода.

В справочной литературе, предназначенной для регламентирования параметров труб, приведены таблицы со значениями, которые нужны для расчетов объемов труб и других изделий. Эта информация является ориентировочной, но достаточно точной для того, чтобы использовать ее на практике. Выдержка из такой таблицы приведена ниже, и она пригодится для домашних расчетов:

Ø внутр, мм Vвнутр 1 погонного метра трубы, л Vвнутр 10 погонных метров трубы, л
4,0 0,0126 0,1257
5,0 0,0196 0,1963
6,0 0,0283 0,2827
7,0 0,0385 0,3848
8,0 0,0503 0,5027
9,0 0,0636 0,6362
10,0 0,0785 0,7854
11,0 0,095 0,9503
12,0 0,1131 1,131
13,0 0,1327 1,3273
14,0 0,1539 1,5394
15,0 0,1767 1,7671
16,0 0,2011 2,0106
17,0 0,227 2,2698
18,0 0,2545 2,5447
19,0 0,2835 2,8353
20,0 0,3142 3,1416
21,0 0,3464 3,4636
22,0 0,3801 3,8013
23,0 0,4155 4,1548
24,0 0,4524 4,5239
26,0 0,5309 5,3093
28,0 0,6158 6,1575
30,0 0,7069 7,0686
32,0 0,8042 8,0425

Параметры пластиковых труб

Материал, из которого изготавливаются трубы для водопровода или канализации, может быть разным, соответственно, характеристики труб тоже будут отличаться. Стальные трубы, например, которые имеют большой внутренний диаметр, пропустят намного меньшее количество воды, чем аналогичные трубы из пластика или пропилена.

Это происходит из-за разной гладкости внутренней поверхности трубы – у железных изделий она намного меньше, а ППР и ПВХ трубы не имеют шероховатостей на внутренних поверхностях. Но металлические трубы помещают в себя больший объем жидкости, чем изделия из других материалов с одинаковым внутренним сечением. Поэтому все расчеты для труб из разных материалов необходимо проверять, и сделать это можно как в онлайн калькуляторе, так и в настольной компьютерной программе, специально для этого предназначенной. Десктопная программа для расчетов объема

Условный проход Наружный диаметр Толщина стенки труб Масса 1 м труб, кг
Легких Обыкновенных Усиленных Легких Обыкновенных Усиленных
6 10,2 1,8 2,0 2,5 0,37 0,40 0,47
8 13,5 2,0 2,2 2,8 0,57 0,61 0,74
10 17,0 2,0 2,2 2,8 0,74 0,80 0,98
15 21,3 2,35 1,10
15 21,3 2,5 2,8 3,2 1,16 1,28 1,43
20 26,8 2,35 1,42
20 26,8 2,5 2,8 3,2 1,50 1,66 1,86
25 33,5 2,8 3,2 4,0 2,12 2,39 2,91
32 42,3 2,8 3,2 4,0 2,73 3,09 3,78
40 48,0 3,0 3,5 4,0 3,33 3,84 4,34
50 60,0 3,0 3,5 4,5 4,22 4,88 6,16
65 75,5 3,2 4,0 4,5 5,71 7,05 7,88
80 88,5 3,5 4,0 4,5 7,34 8,34 9,32
90 101,3 3,5 4,0 4,5 8,44 9,60 10,74
100 114,0 4,0 4,5 5,0 10,85 12,15 13,44
125 140,0 4,0 4,5 5,5 13,42 15,04 18,24
150 165,0 4,0 4,5 5,5 15,88 17,81 21,63

Если схема вашего трубопровода имеет свою специфику, рассчитать точные параметры для требуемого расхода жидкости можно по формулам, которые приведены выше.
” alt=””>

Как посчитать объем круглой и профильной трубы и для чего это нужно

Объем воды в трубе, как и некоторые другие параметры, приходится просчитывать при прокладке коммуникаций и выполнении ремонтных работ. Неаккуратное проведение расчетов может обернуться неприятностями в виде излишних затрат на транспортировку и монтаж. Куда худшими последствиями небрежности станут недостаточное или избыточное давление в системе, что приведет к неизбежным переделкам из-за низкой производительности или преждевременного износа.

От такого параметра, как объем трубы, зависит количество рабочей среды, которая будет транспортироваться по трубопроводу

Как выполняется расчет на промышленном объекте

Объем водопроводной, газовой, канализационной или отопительной трубы рассчитывается в двух видах:

  1. Внешнем или фактическом.
  2. Внутреннем или полезном.

Перед тем, как посчитать объем трубы, следует определиться, о каком именно виде идет речь. Если требуется рассчитать объемы газа или жидкости, которые будут перекачиваться, то расчет относится к внутреннему или полезному виду.

На значительных по масштабам объектах начало работ сопряжено с проведением входного контроля, ставящего целью проверку труб на предмет наличия:

  • сопроводительной документации;
  • сертификатов;
  • маркировки, нанесенной компанией-производителем на поверхности изделий.

На этом этапе получают все необходимые сведения о трубопрокате, включая номинальные размеры, что позволяет проведение требуемых вычислений. Для того, чтобы выполнить расчет объема наиболее распространенной трубы с круглым сечением, нужно получить данные о ее длине и диаметре.

Полезно знать! Фактическую длину на производственном объекте замеряют, используя строительную рулетку или мерную проволоку. При этом отмечается имеющиеся отклонения от данных, внесенных в заводскую документацию, и их соответствие нормативам, установленным ГОСТами.

Сверку наружного диаметра проводят, пользуясь формулой:

D = L : π — 2∆p – 0,2 мм.

Здесь задействованы такие величины: D – наружного диаметра; L – длины внешней окружности изделия; π — 3,14; ∆p – толщины материала, использованного для изготовления строительной рулетки; допустимого припуска в 0,2 мм, относящегося к прилеганию мерного инструмента к поверхности изделия.

При проведении сверки наружного диаметра учитываются установленные ГОСТами значения отклонений и погрешностей.

Как выполняется расчет внешнего (фактического) объема круглой трубы

Основной величиной, необходимой при проведении вычислений, будет диаметр изделия. Следует учитывать, что измерения стальных труб традиционно принято выполнять в так называемой имперской системе, оперирующей дюймами и долями дюймов. Переводя в более привычную метрическую систему, принимаем величину дюйма за 25, 4 мм. Однако для диаметра трубы в обычном исполнении он принимается за 25,5 мм, в усиленном исполнении – за 27,1 мм. Незначительными отклонениями принято пренебрегать, применяя в выполнении расчетов безразмерную величину условного прохода – Ду, определяемого с использованием специальных таблиц.

Выполнение соединений стальных труб с диаметром, указанным в имперской системе – в дюймах, с пластиковыми, алюминиевыми или медными, диаметр которых принято указывать, используя метрическую систему, в миллиметрах, проводится при помощи специальных переходников.

Расчет объема воды для системы теплоснабжения сводится, по обыкновению, к определению необходимости в незамерзающей жидкости, чтобы избежать расходов при появлении излишков. Вычисления сводятся к использованию размеров расширительного бака, замеру его диаметров:

Измеряя диаметр трубы в метрической системе, следует знать, как правильно перевести полученное значение в дюймы

Используется формула объема цилиндра:

Здесь мы имеем дело с V – искомым внешним (фактическим объемом) круглой трубы; π – 3,14; R – внешним радиусом изделия; H – высотой цилиндра или длиной трубы.

Выполнение расчета внутреннего (полезного) объема круглой трубы

Такой показатель, как толщина стенок, оказывает довольно значительное влияние на определение объема труб, определяя разницу между внешним и внутренним (полезным и фактическим).

Обратите внимание! Так как при поставках стальных водогазопроводных изделий принято оперировать лишь величиной условного прохода Ду и типом (легким, обыкновенным или усиленным), то для вычисления объема приходится обращаться к табличным данным, содержащимся в ГОСТе 3262-75.

Работа с ГОСТовской таблицей ведется в таком порядке:

  1. Из левой колонки берется величина условного прохода — Ду и соответствующее ей значение наружного диаметра в следующей колонке.
  2. Зная тип трубы, производится вычитание из величины наружного диаметра удвоенной толщины стенки.
  3. Полученное значение внутреннего диаметра делением на два превращается в значение радиуса внутреннего сечения.

Для вычисления площади данного сечения пользуются формулой

S – искомая площадь; π – 3,14; r – радиус внутреннего сечения.

Определение внутреннего (полезного) объема круглой трубы осуществляется посредством формулы

V = SL, в которой:

V – искомый внутренний (полезный) объем; S – площадь внутреннего сечения; L – длина трубы.

Для расчета полезного объема трубы нужно знать ее внутренний диаметр

Проведем вычисление полезного объема обыкновенной трубы при условном проходе, равном 100. Табличное значение наружного диаметра в этом случае будет равняться 114 мм, а толщины стенок – 4,5 мм. Произведя вычитание 114 – 2х4,5, получим значение внутреннего диаметра – 105 мм, половину которого составит радиус, равный, соответственно, 52,5 мм. Переведем для удобства дальнейших расчетов в метры – 0,0525 м. Площадь сечения составит 0,0525 м, умноженные на π -0,16485 м3, округляемые до 0,165 м3. Для перевода в литры полученное значение умножается на 1000, получаем – 165 литров.

Как выполняются расчеты объема труб с профильным сечением

Как правило, описывая проведение вычислений объема трубопроката, по умолчанию ведут речь исключительно об изделиях круглого сечения. Однако в современный обиход все более активно включаются профильные трубы, обладающие различным по форме сечением:

  • овальным;
  • квадратным;
  • прямоугольным;
  • трапециевидным.

При прямоугольном сечении вычисление объема трубы ведется по формуле V = SH (в развернутом виде – abH), т. е. требуются данные о габаритах изделия – длине, ширине, высоте. При сечении 15х10 мм для пятиметрового отрезка получаем 0,015х0,010х5, что равняется 0,0075 м3 или семи с половиной литрам.

Вычисления для изделия с квадратным сечением упрощаются, так как необходимо знать значения только одной стороны сечения и длины. Формула такова:

При сечении 180х180 мм для пятиметрового отрезка получаем 0,182х5, что равняется 0,16 м3 или 160 литрам.

При овальном сечении применяют формулу:

Вычисление площади овального сечения ведется с использованием формулы S = πав, где нужно подставить значения длины большой и малой полуосей эллипса (овала).

Проще всего рассчитать объем квадратной профильной трубы, так как все четыре ее стороны одинаковые

Трапециевидное сечение труб, все чаще используемое, наряду с прямоугольным, при обустройстве канализации или дымохода, для определения объема предполагает применение все той же формулы V = SL. Для вычисления площади трапеции берется формула S = 0,5 ав.

Появление все большего количества специальных компьютерных программ для проведения расчетов в отношении трубопроката различного профиля позволяет существенно упростить процесс. Достаточно воспользоваться услугами какого-либо онлайн-калькулятора и ввести имеющиеся в распоряжении данные, чтобы моментально получить необходимые результаты.

Как рассчитать объем трубы – советы из практики

Расчёт объема жидкости в трубе – трудное и ответственное дело, которое у многих вызывает массу вопросов и проблем. Чаще всего таких расчётов требуют сложные системы отопления, где теплоносителем выступает жидкость, например, вам необходимо знать объём воды, чтобы правильно подобрать расширительный бачок, от подходящих параметров которого зависит прежде всего надёжность конструкции, поэтому в данной статье мы расскажем вам, как правильно рассчитать объем трубы и воды в ней.

Определяем объём трубы

Рассчитать объем трубы сможет каждый, не используя каких-либо профессиональных инструментов, ведь труба – это простое геометрическое тело – цилиндр, объём которого легко определяется математической формулой.

Чтобы посчитать объем трубы, необходимо получить её параметры. Предлагаем начать с радиуса, который можно высчитать, разделив диаметр трубы пополам. Обычно диаметр указывается в характеристиках трубы, но вы также можете измерить его самостоятельно на срезе. Перед тем, как замерить диаметр трубы, помните, что вам необходим внутренний диаметр, а не наружный.

Если диаметра вы не знаете, а измерить на срезе возможности нет, то можно воспользоваться другим методом, однако здесь вам потребуется толщина стенок трубы, узнать которую также бывает проблематично. Итак, возьмите гибкий метр и измерьте им длину окружности, после чего, разделите её на 2 Пи, что примерно равняется 6,28. Из полученного результата вычтите толщину стенки, умноженную на два. Так вы получите внутренний диаметр трубы.

Из радиуса можно высчитать площадь сечения трубы, которая также нужна для того, чтобы определить объём трубопровода. Снова используйте число Пи (3,15): умножьте его на квадрат радиуса, чтобы узнать площадь сечения.

Последним пунктом является длина трубы, с измерением которой не должно возникнуть проблем. Получив все необходимы данные, используйте формулу объёма трубы, умножив длину на площадь сечения. Помните, что при подсчёте и замере необходимо использовать одинаковые единицы измерения, например, миллиметры.

Расчёт объёма всей системы

Объём жидкости в трубе будет равен объёму самой трубы с небольшими погрешностями, однако рассчитать необходимое количество воды для всей, например, отопительной системы будет достаточно сложно, ведь она также состоит из других частей, например, труб другого диаметра, радиатора и котла.

Лучше всего начинать делать расчёты с более простых частей отопительной системы, объём которых указывается в паспорте. Так вы сможете без труда высчитать объём радиатора: умножьте объём одной секции, указанный в документации, на количество этих секций. Например, в чугунных радиаторах объём секции зачастую равен 1,5 л, а у биметаллических обогревателей этот показатель составляет примерно 0,2 литра, однако у всех изделий эти параметры отличаются, поэтому обязательно уточняйте их в паспорте.

Отдельно стоит поговорить о вычислении объёма расширительного бака. Его замеры можно произвести простой водой: залейте в него измеренное количество воды, объём которой и будет равен объёму бака.

Далее можно приступать к расчёту объёма всех труб в системе. Если вы используете трубы одинакового диаметра, что встречается крайне редко, то просто умножьте полученный ранее результат на метраж трубопровода. Используя трубы разного диаметра, вычисляйте объём каждого типа отдельно, как и с примером выше.

Возвращаясь к определению объёма воды в трубах, стоит сказать, что в документации вы можете найти инструкцию, где указана иная формула объема трубы, в которой учитывается материал изделия, а также другие его особенности.

Заключение

В заключение необходимо сказать, что лучше всегда смотреть на паспорт изделий, где производитель указывает точные данные. Также помните, что объём пропускаемой воды меняется в зависимости от материала, из которого изготовлена труба, например, стальная труба определённого диаметра будет пропускать меньше воды, чем полипропиленовая труба аналогичного диаметра. Это зависит от гладкости материала.

Как провести расчет различных параметров труб: базовые формулы и примеры вычислений

Водопроводные, отопительные, канализационные, дымоходные, обсадные, медные, стальные, пластиковые, металлопластиковые, узкие, широкие — трубы разного назначения из различных материалов окружают нас повсюду. Необходимость проложить новые коммуникации или заменить старые возникает и во время строительства дома, и при текущем ремонте. Составляя проект предстоящих работ, не помешает вооружиться калькулятором, чтобы провести расчет веса трубы, ее массы, объема и прочих параметров.

Зачем нужно рассчитывать параметры труб?

Предварительный расчет параметров труб необходим во многих случаях. Например, для правильной коммуникации трубопровода с другими элементами системы. Проектировщики и монтажники при работе с трубами используют такие показатели, как:

  • проходимость трубопровода;
  • потери тепла;
  • количество утеплителя;
  • количество материала для защиты от коррозии;
  • шероховатость внутренней поверхности трубы и т. п.

В результате можно определить точное количество труб, необходимых для конкретной системы, а также их оптимальные характеристики. Правильные расчеты избавляют от избыточных расходов на приобретение и транспортировку материала, позволяют веществам, которые находятся в трубопроводе, перемещаться с заданной скоростью для максимально эффективного использования системы.

В этой таблице приведены некоторые полезные сведения о характеристиках труб разного вида, которые помогут выбрать подходящие конструкции, необходимые для создания трубопровода

В отопительных системах диаметр труб существенно зависит от допустимой скорости. Пример такого рода расчетов представлен на видео:

Расчеты различных параметров трубы

Для того, чтобы правильно рассчитать основные параметры труб, следует определить следующие показатели:

  • материал, из которого изготовлена труба;
  • тип сечения трубы;
  • внутренний и внешний диаметр;
  • толщина стенок;
  • длина трубы и т. п.

Часть данных можно получить, просто измерив конструкцию. Множество полезных сведений содержится в сертификационных документах, а также в различных справочниках и ГОСТах.

Как узнать диаметр и объем трубы?

Некоторые формулы расчетов знакомы каждому школьнику. Например, если нужно уточнить диаметр конкретной трубы, следует измерить ее окружность. Для этого можно воспользоваться сантиметровой лентой, которой пользуются швеи. Или же следует обернуть трубу другой подходящей лентой, а затем измерить полученный отрезок с помощью линейки.

Далее используем формулу длины окружности:

  • L — длина окружности круга;
  • π — постоянное число «пи», равное примерно 3,14;
  • D — диаметр окружности круга.

Достаточно проделать несложное преобразование, чтобы вычислить с помощью этой формулы внешний диаметр трубы:

Измерив толщину стенок трубы, легко рассчитать также внутренний диаметр круга. Для этого от значения внешнего диаметра трубы следует отнять удвоенное значение толщины стенок трубы.

Расчет сечения трубы

Чтобы рассчитать сечение трубы, следует вычислить площадь круга. При этом учитывается разница между наружным диаметром трубы и толщиной ее стенок, проще говоря — внутренний диаметр трубы.

На этом рисунке наглядно представлены такие показатели как наружный диаметр трубы и толщина ее стенки. Разница между наружным диаметром и толщиной позволяет вычислить внутренний диаметр трубы

Формула площади круга выглядит так:

  • S — площадь круга;
  • π — число «пи»;
  • R — радиус круга, рассчитывается как половина диаметра.

Если используются сведения о наружном диаметре и толщине стенок трубы, то формула может выглядеть следующим образом:

  • S — площадь сечения;
  • π — число «пи»;
  • D — наружный диаметр трубы;
  • T — толщина стенок трубы.

Допустим, имеется труба, внешний диаметр которой составляет 1 метр, а толщина стенок равна 10 мм. Для начала следует согласовать все единицы измерения. Толщина стенок составит 0,01 метра. Согласно приведенной выше формуле рассчитаем сечение такой трубы:

Таким образом, сечение трубы с указанными параметрами будет равно 0,75 кв. м.

Как известно, точность вычислений с числом «пи» зависит от количества знаков после запятой, которые используются при применении этой константы. Однако в строительстве обычно нет нужды в сверхточных расчетах, и число «пи» принимается равным 3,14. Конечный результат также имеет смысл округлять до двух знаков после запятой.

Как рассчитать объем трубы?

На этой схеме наглядно отражено использование таких данных как радиус сечения трубы и ее длина для определения объема трубы

Выполнить расчет объема конкретного отрезка трубы также не сложно. Для этого нужно сначала найти площадь окружности трубы по ее внешнему диаметру по формуле, приведенной выше:

В этом случае D — это внешний диаметр трубы, а R – внешний радиус, т. е. половина диаметра. После этого полученное значение нужно умножить на длину отрезка трубы, получив объем, который выражается в кубических метрах. Формула расчета объема трубы может выглядеть так:

  • V — объем трубы, куб. м.
  • S — площадь внешнего сечения, кв.м.;
  • H — длина отрезка трубы, м.

Допустим, имеется труба с внешним диаметром 50 см и длиной 2 метра. Сначала следует согласовать все единицы измерения. D=50 см=0,5 м. Подставим это значение в формулу площади круга:

Теперь можно вычислить объем:

Все эти расчеты можно легко проделать с помощью обычного калькулятора, однако гораздо более удобно использовать соответствующую вычислительную машину, осуществляющую расчёт в режиме онлайн: https://calcsoft.ru/obyom-cilindra.

Калькулятор проводит вычисления в зависимости от начальных данных: р адиус основания и высота, диаметр основания и высота или площадь основания и высота.

Как рассчитать массу трубы?

Информация о весе конкретного количества труб необходима, чтобы спрогнозировать расходы на их транспортировку. Если используется большая конструкция, ее вес не помешает соотнести с несущей способностью фундамента знания.

В этой таблице указаны справочные данные о весе стальных труб различного вида с учетом их размеров и особенностей технологии производства

Ученикам средних классов хорошо известно, что найти массу объекта можно путем умножения его объема на плотность вещества, из которого этот объект состоит. Строители избавлены от утомительных вычислений массы конкретного отрезка трубы, поскольку в различных строительных справочниках содержится информация о весе погонного метра самых различных видов труб. Проще всего выполнить расчет массы трубы с помощью соответствующих ГОСТов, используя информацию о:

  • материале, из которого изготовлена труба;
  • ее внешнем диаметре;
  • толщине стенок;
  • внутреннем диаметре и т. п.

Выяснив вес одного погонного метра трубы, следует умножить полученное значение на общее количество погонных метров. Сложность задачи соответствует уровню четвертого-пятого класса общеобразовательной школы.

Для выяснения веса труб предлагаем вам воспользоваться нашим онлайн-калькулятором. В соответствующие поля вводят необходимые сведения, после чего программа выдает значение веса заданного количества труб.

Как определить площадь внешней поверхности трубы?

При монтаже самых различных систем может потребоваться утепление трубопровода. Чтобы максимально точно определить необходимое количество теплоизолирующего материала или другого необходимого покрытия (антикоррозионного, гидроизоляционного и т.п.), рекомендуется вычислить площадь внешней поверхности трубы.

Чтобы правильно рассчитать количество материала, необходимого для утепления трубы, следует вычислить площадь ее наружной поверхности. Для этого длину окружности наружного сечения следует умножить на длину трубы

Любую трубу круглого сечения можно мысленно представить как прямоугольник, который свернули в трубочку. Площадь прямоугольника определяется как произведение его длины и ширины. В случае с трубой длине прямоугольника будет соответствовать длина трубы, а его ширине — длина ее внешней окружности.

Формула длины окружности уже упоминалась в начале, она выглядит как L=∏D. Обозначим длину отрезка трубы как H. Тогда площадь наружной поверхности трубы будет равна:

  • St — площадь внешней поверхности трубы, кв.м.;
  • π — постоянное число «пи», равное 3,14;
  • D — внешний диаметр трубы, м;
  • H — длина трубы, м.

Например, если имеется труба диаметром 30 см и длиной 5 метров, площадь ее поверхности будет равна:

Используя приведенные выше формулы, можно без труда сделать расчет объема внутреннего пространства трубы и площадь ее внутренней поверхности. Для этого в расчетах достаточно заменить значение внешнего диаметра трубы на величину ее внутреннего диаметра.

А если сечение трубы не круглое?

Все формулы и расчеты, описанные ранее, рассматривают исключительно трубы с круглым сечением. Действительно, в современном строительстве чаще всего используются именно такие конструкции. Однако существуют трубопроводы с:

  • прямоугольным;
  • овальным;
  • трапециевидным сечением и т. п.

Для расчета таких нестандартных труб рекомендуется использовать ряд простых формул. Так, площадь квадратного или прямоугольного сечения определяется как произведение длины и ширины. Умножив площадь на длину отрезка трубы, можно вычислить объем трубы. Чтобы найти площадь поверхности трубы прямоугольного сечения, следует перемножить длину отрезка трубы и периметр сечения. Периметр, как известно, это сумма всех сторон прямоугольника.

Трубы с прямоугольным или трапециевидным сечением чаще всего применяются при создании дымоходов и канализационных систем. Для расчета основных параметров таких труб используют несколько простых формул

Периметр трапеции также вычисляется как сумма всех ее сторон. Умножаем эти данные на длину отрезка трубы и получаем площадь поверхности трубы. Чтобы рассчитать объем трубы с трапециевидным сечением, нужно сначала найти площадь трапеции. Она рассчитывается как произведение полусуммы ее оснований и высоты:

  • А и В — длина оснований трапеции, т. е. ее параллельных сторон;
  • Н — высота трапеции, т. е. перпендикуляр, проведенный от одного основания к другому.

Умножив площадь трапециевидного сечения на длину отрезка трубы, получаем ее объем.

Чтобы рассчитать параметры трубы с овальным сечением, действуют примерно так же. Вычисляют длину окружности овала, а также его площадь. Умножив длину окружности на длину отрезка трубы, получим поверхности трубы. Произведение площади овального сечения и длины отрезка трубы даст значение объема трубы.

Овал имеет две оси: большую и малую. Длина окружности овала (или эллипса) рассчитывается как произведение числа «пи» на сумму длин его полуосей:

  • ∏ — постоянное число «пи», равное 3,14;
  • А и В — длина полуосей овала.

Площадь овала рассчитывается как произведение его полуосей и числа «пи»:

Чтобы избежать сложных расчетов, можно воспользоваться многочисленными он-лайн калькуляторами, которые позволяют рассчитать параметры труб самых разных конфигураций.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector