Лого
Как правильно рассчитать объём трубы

Как произвести расчёт объёма трубы?

Введение

Часто возникает вопрос о количестве жидкости, находящейся в какой-либо системе. Как пример — во время подбора расширительного бака, который во многом влияет на качество всей отопительной системы, необходимо знать количество всей жидкости-теплоносителя в ней. Для этого, прежде всего, потребуется найти объём конкретных труб с индивидуальными размерами.  Это довольно сложная задача, требующая наличия некоторых знаний и навыков.

Правильный расчёт объёма трубы
Трубы разного диаметра

Определение объёма трубы

Определить объём трубы под силу каждому, ведь для этого не понадобится наличие какого-либо специального оборудования или приспособлений. Главное знать, что труба является простой геометрической фигурой, точнее цилиндром и объём его легко можно определить математически.

Для начала потребуется узнать   точные размеры трубы, необходимые для вычисления ее объёма – длина трубы и внутренний диаметральный размер. Начнем с вычисления диаметра.

Важно:

При подсчете, не перепутать и не взять для расчета наружный диаметральный размер, вместо внутреннего, так как его зачастую указывают в документах при выборе вспомогательных соединительных элементов.

Чаще всего необходимое нам значение размера трубы указано в паспортных характеристиках, если же таких данных нет, то используя обычную линейку, можно произвести замер наружного диаметра самостоятельно на срезе трубы.

Если нет возможности произвести замер наружного диаметрального размера трубы на срезе, можно применить следующий способ: с помощью портняжного метра, рулетки или обычной веревки производится замер длины окружности трубы, получившиеся данные делятся на 2π = 6,28. Из получившегося результата вычитается толщина стенки, умноженная на два. В итоге получаем величину внутреннего диаметрального размера: 

Величина внутреннего диаметрального размера

I — длина окружности трубы, мм

π = 3,14

h — толщина стенки, мм

Здесь могут возникнуть проблемы с отсутствием данных о размерах толщины стенки трубы. В такой ситуации можно воспользоваться справочниками или взять данные из маркировки на трубах.  Например, стандартные значения размеров труб из полипропилена включают в себя внешний диаметр и толщину стенки.

Стандартные значения параметров труб PN25
Номенклатура Наружн. диаметр (мм) Толщина стенки (мм) Внутр. диаметр (мм)
20 х 3,4 20 3,4 13,2
25 х 4,2 25 4,2 16,6
32 х 5,4 32 5,4 21,2
40 х 6,7 40 6,7 26,6
50 х 8,4 50 8.4 33,2
63 х 10,5 63 10,5 42,0
75 х 12,5 75 12,5 50,0

Также, когда толщина стенки неизвестна, и взять ее неоткуда, есть возможность вместо расчетного значения внутреннего диаметра применить стандартное значение внутреннего прохода Dn, обычно указывается в маркировке. Но применение данного значение не рекомендуется, особенно при вычислении большого объема труб.

Определить длину трубы элементарно — она указана в маркировке или ее можно измерить с помощью простой рулетки.

Важно:

Перед началом расчетов привести все данные к одной единице измерения (миллиметры, метры, дециметры).

Для труб, у которых диаметральные размеры выражаются в дюймах, нужно привести их к миллиметрам, сделав перерасчет 1 дюйм = 25,4мм.

Расчёт объёма отдельной трубы с использованием формул

Зная точные параметры конкретной трубы, прибегнув к простым математическим формулам, можно с легкостью вычислить ее объём. 

Формула объема цилиндрической фигуры:

Формула объема

L — длина трубы, мм

S — площадь сечения трубы, мм² .

Рассчитываем площадь сечения при помощи формулы:

Расчет площади сечения

π = 3,14

d = значение внутреннего диаметра трубы, мм.

Если за единицу измерения принимаются дециметры или метры, то остальные значения (объем, площадь) рассчитываются в кубических метрах и дециметрах соответственно. 

Подставляя имеющиеся значения с легкостью можно высчитать значение объема трубы. Точность результата зависит от точности тех параметров трубы, что мы определили ранее.

Определение объёма системы

Итак, объем жидкости внутри трубы соответствует объему этой трубы, за исключением некоторых незначительных погрешностей. Но при подходе к вычислению объема отопительной системы целиком, важно учесть тот факт, что в ее состав входят трубы различного диаметра, переходники, котел, отопительный и расширительный бак, радиатор и прочие элементы конструкции.

Отопительная система в доме
Система отопления для частного дома

Итоговым общим результатом вычисления объема системы считается сумма объемов жидкостей, находящихся в каждом отдельном элементе. Поэтапно рассмотрим процесс расчета объема всей системы отопления:

  1. Начинать рекомендуется с элементов системы, данные об объеме которых известны и указаны в документах от производителя (паспорт, сертификат). Например, без труда рассчитывается объем жидкости из радиатора. Для этого необходимо перемножить объем жидкости в одной секции (он указан в паспорте) и общее количество секций.  Пример: имеется биметаллический радиатор на 7 секций, в документах указан объем одной 0,25 литра (составляет 0,0002м³), путем перемножения получаем общий объем радиатора 1,4л или 0,0014м³.
  2. Определение объема расширительного бачка. Самым простейший метод произвести данный замер, просто залить его полностью жидкостью. Слить, а получившийся объем жидкости и является объемом конкретного расширительного бачка.
  3. Расчет всех труб системы. В случае, когда в системе все трубы одного диаметра, необходимо просто умножить полученный результат площади сечения на суммарную длину всех труб. Если же все трубы разного диаметра, то необходимо вычислить аналогичным, приведенным выше, способом объем каждой трубы и суммировать результаты.

Выше был рассмотрен простейший способ вычисления объема жидкости в трубах. В других более подробных источниках можно найти иные способы и формулы вычисления, где учитываются многие дополнительные факторы, такие как материал трубы, шероховатость и прочее.

Примеры практического применения расчета объёма труб

Попробуем на нескольких конкретных ситуациях разобрать последовательность действий при выполнении расчетов, связанных с объемом труб.

Пример №1

В загородном доме планируется замена воды в системе отопления на не застывающий на морозе аналог — пропиленгликоль. Необходимо рассчитать объем требуемого теплоносителя.

Система отопления состоит из печи с рубашкой на 70 литров, трех биметаллических радиаторов по 7 секций каждая, а также 85 метров полипропиленовых труб PN25 (25 x 4,2).

  • Стандартные трубы PN25 (25 x 4,2), чаще всего применяемые при организации отопительного контура, имеют внутренний диаметр 16,6мм. Так как объем жидкости необходимо рассчитывать в литрах, то в качестве единицы измерения будем использовать дециметры. Соотношения следующее: 1м = 10 дм и 1мм = 0,01 дм. Следовательно, d = 0,166 дм и L = 850 дм.

Далее рассчитываем общий объем труб. Для этого воспользуемся формулой: 

Общий объем труб

И получим:

Результы вычисления объёма труб
  • Объем рубашки котла мы знаем, он равен V2 = 70л.
  • Также в паспорте биметаллического радиатора находим данные от том, что объем одной секции данного изделия равен 0,28л. Выходит общий объем всех трех радиаторов:
Объём радиаторов
  • Итак, зная все показатели, высчитываем общий объем отопительной системы:
Объём отопительной системы

Теперь, зная общий объем жидкости, необходимой для заполнения данной системы отопления, можно смело, используя запас в размере 15%, заказывать 110 литров пропиленгликоля.

Пример №2

Зачастую на производственных и фермерских объектах вместо стандартных батарей устанавливают радиаторы собственного производства, работающих по принципу регистра. Требуется выполнить расчет объема такого радиатора, состоящего из 5 труб и трех пар перемычек.

  • Производим замер длины каждой трубы. В нашем случае они равны и составляют 2,2 метра, а длина каждой перемычки равна 0,15м.
  • При возможности измеряем с торцевой стороны наружный диаметр, он равен 114мм. Используя таблицы стандартных значений, вычисляем, что толщина стенки для такой трубы равна 4,5мм.  С помощью гибкой линейки измеряем длину окружности трубы-перемычки, пусть она равняется 200мм, отсюда находим наружный диаметр, он равняется 32мм, далее аналогично по справочнику определяем толщину стенки, для данного диаметра она равна 3мм.
  • Определяем внутренний диаметр труб:
Внутренний диаметр труб
  • Далее определяем площадь сечения обоих труб:
Площадь сечения труб
  • Определяем объём каждого вида, используя суммарную длину труб:
Вычисление объёма каждого вида труб
  • Вычисляем общий объём самодельного радиатора:
Объём самодельного радиатора

Для большей информативности переводим кубические миллиметры в литры, получаем V = 96 литров.

Советы при определении объёма труб

Объём трубы, как расчитать
Расчёт объёма трубы

Во время проведения замера длины труб важно учитывать:

  1. При сильном изгибании и провисании пластиковых труб, окончательную длину можно смело увеличивать на 12-15%. При незначительном провисании этим правилом можно пренебречь.
  2. Если определение объема математическим путем затруднительно, можно воспользоваться экспериментальным. Для этого необходимо поэлементно слить жидкость и вычислить ее фактический объем. После суммировать полученные данные.
  3. Колени и закругления на трубах измеряются по упрощенному варианту — считаем, что они расположены перпендикулярно друг другу, так как общая потеря будет ничтожна мала.
  4. При измерении трубы, входящую в батарею, измерение производится до трубок радиатора, с учетом кранов, так как объем их в паспортные данные не входит.
  5. На входе в котел измерение необходимо производить от рубашки с учетом выходящих трубок.

Заключение

В современных условиях, при наличии интернета, различных калькуляторов и прочих программных сервисов для определения объема необходимого теплоносителя, знать принципы подсчетов вручную все-таки необходимо. Это может понадобиться при выполнении ремонта и строительства нового дома, для правильного подсчета смен, контроля за выполнением работ и прочее.

Видео

Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5
Загрузка...
Понравилось? Поделись с друзьями: