Пример расчёта веса трубы стальной круглой
Независимо от того, какой метод расчёта будет использоваться, необходимо знать численные значения следующих параметров круглого стального трубопроката:
- толщина стенки;
- наружный диаметр.
Из курса физики средней школы известно, что для определения удельного веса трубы стальной следует умножить объём использованного материала на его же плотность. Последний параметр – величина постоянная, в то время как объём материала (в нашем случае это сталь) нужно вычислить. Решить такую задачу можно двумя методами. Это — расчёт объём листа, образующего круглую трубу, или вычисление разности объёмов внешнего цилиндра и цилиндра внутреннего.
1. Для расчета веса трубы (например, диаметром 168 мм с толщиной стенки 8 мм) первым способом, сначала нужно определить длину окружности:
L = π*D — 3,14*0,168 = 0,52752 м.
Здесь: D – диаметр изделия, а — всем известная математическая трансцендентная константа.
Для расчета веса трубы измеряется ее внешний диаметр и толщина стенки
Следующий шаг – вычисление площади наружной поверхности. Выполняется такой расчёт путём умножения окружности единицы продукции круглого трубопроката на её же длину. При вычислении веса метра трубы стальной в нашем случае формула принимает следующий вид:
S = 0,52752*1 = 0,52752 м²,
где S – площадь поверхности 1 м круглой трубы.
На очередном этапе расчёта веса 1 метра трубы круглой вычисляется объём использованной для производства данного изделия стали. Делается это умножением площади на толщину стенки:
V = S*W = 0,52752*0,008 = 0,00422 м²
На последнем шаге вычисления веса 1 метра трубы стальной круглой выясняется плотность стали. В специальной таблице значение данного параметра указано такое – 7850 кг/м³. Затем плотность стали умножается на объём:
Р = 7850*0,00422 = 33,127 кг.
В таблице №1 приведены результаты расчета для трубной продукции самых ходовых типоразмеров. Необходимо подчеркнуть, что это – теоретическое значение веса одного погонного метра трубы.
Таблица 1
| Дюймы | Наружный диаметр | Условный проход | Толщина стенки | Вес 1 м погонного, кг | ||||
| Усилен- ных | Обыкно- венных | Лёгких | Усилен- ных | Обыкно- венных | Лёгких | |||
| 2 ½ | 75,5 | 65 | 4,5 | 4,0 | 3,20 | 7,88 | 7,05 | 5,71 |
| 2 ¼ | 57 | |||||||
| 2 | 60,0 | 50 | 4,50 | 3,50 | 3 | 6,16 | 4,88 | 4,22 |
| 1 ¾ | 45 | |||||||
| 1 ½ | 48,0 | 40 | 4 | 3,50 | 3 | 4,34 | 3,84 | 3,33 |
| 1 ¼ | 42,3 | 32 | 4,0 | 3,20 | 2,80 | 3,78 | 3,09 | 2,73 |
| 1 | 33,5 | 25 | 4 | 3,20 | 2,8 | 2,91 | 2,39 | 2,12 |
| ¾ | 26,8 | 20 | 3,20 | 2,80 | 2,5 | 1,86 | 1,66 | 1,5 |
| ½ | 21,3 | 15 | 3,20 | 2,80 | 2,5 | 1,43 | 1,28 | 1,16 |
| ¼ | 10,2 | 6,0 | 2,50 | 2,0 | 1,80 | 0,47 | 0,4 | 0,37 |
2. Расчёт веса одного погонного метра трубы вторым методом предполагает вычисление объёмов внутреннего и внешнего цилиндров. Первый шаг – расчёт площадей внешней и внутренней поверхностей.
Внешняя площадь равна:
Sнар. = π*D — 3,14*0,168 = 0,5278 м².
Чтобы рассчитать внутреннюю площадь, сначала необходимо узнать диаметр внутреннего цилиндра. Он такой: 0,168-0,016=0,152 мм. А внутренняя площадь равна 0,152×3,14=0,4773
Далее уже можно вычислять объёмы. С учётом того, что эта методика касается расчёта веса метра трубы стальной круглой, формулы выглядят очень просто.
Объём внешнего цилиндра будет равен 0,5278×1= 0,5278, а внутреннего 0,4773×1=0,4773.
Разность объёмов составляет: 0,5278-0,4773=0,00505.
Чтобы окончательно рассчитать вес трубы из стали, осталось только умножить объём на плотность:
0,00505×7850=39,64 кг.
При проверке труб на соответствие стандартам производства допускается наличие небольших погрешностей в размерах, поэтому результаты расчетов по формулам могут не совпадать с таблицами ГОСТов
Как мы видим, результаты не совпали. Но разница в разумных пределах.
Диаметр наружный и внутренний, толщина стенки, радиус
Главной характеристикой водопроводной трубы является его диаметр. При этом он подразделяется на наружный и внутренний. Разница между этими величинами, поделенная пополам, составляет толщину стенки трубы.
Именно от диаметра зависит, с каким напором вода будет литься из кранов. Если диаметр слишком маленький, то при большом напоре вода будет «гудеть» в трубах. Кроме того, повышается риск разрушения трубы.
Если же напор мал, а диаметр слишком велик, вода будет едва сочиться из кранов.
Подбор диаметра в зависимости от длины для водопровода коттеджа дает следующие результаты:
- На расстояниях меньше 10 м можно брать трубы, чей просвет составляет 10 мм.
- Для длины от 1 до 30 м берут внутренний диаметр в 20 мм.
- Если же трубы имеют длину более 30 м, диаметр должен быть в 32 мм и более.
Замерить диаметр можно с помощью штангенциркуля. Это расстояние между двумя точками, которые соединяются прямой, идущей через центр и расположенной по окружности трубы. Если точки на окружности, составляющей наружный край трубы – это внешний диаметр, на внутренней окружности – внутренний диаметр (или просвет трубы).
Радиус составляет половину диаметра.
Диаметр может обозначаться в метрической системе (мм) или британской (в дюймах). Первая система используется для труб из меди, вторая – для стальных и полимерных изделий. Перевести их друг в друга легко: 1 дм составляет 2,54 мм. Увидеть соотношение наиболее распространенных значений в метрической и в британской системе вы можете в предлагаемой таблице:
Стоит указать, что диаметр в дюймах для полимерной трубы не будет точно соответствовать этим значениям. Дело в том, что толщина стенок у полимерной и стальной трубы отличается. А при создании водопровода наибольшее значение имеет совпадение внутренних радиусов. Вот почему внутренний радиус у полимерной трубы совпадает с таким же параметром металлической трубы, а наружный – отличается.
Первоначальные данные и вычисления
Для начала необходимо сказать о том, что сама конструкция изделий подобного типа фактически является цилиндром. Учитывая это, и следует подбирать специальные формулы, которые известны из начального курса геометрии.
Однако стоит отметить, что сортамент труб круглого сечения по ГОСТу довольно разнообразен и при работе с данными это необходимо учитывать.
Графическое изображение изделия с указанием всех необходимых габаритов и вариантом формул, которые необходимо использовать при расчетах
Формулы
Обычно площадь круга находится с использованием формулы S= π•R2.
Таблица соответствия труб различного диаметра
- В данном случае под литерой R подразумевают радиус самой трубы, а буква π является константой, равной числу 3.14.
- Однако такая формула площади сечения трубы позволяет получить данные с учетом самих стенок, что может пригодиться только для пробоя отверстий прохождения. Для оценки пропускной способности нужны совершенно другие расчеты.
Знать данные параметры порой очень важно, поскольку по закону Бернулли от них зависят скорости течения жидкости или газа по трубе
Учитывая все особенности применяемых материалов, следует получить площадь живого сечения трубы, где во внимание принимается и толщина стенок. Выглядит такая формула так: S= π•(D/2-N) 2
В данной ситуации литера D указывает на внешний диаметр изделия, который легко измерить при помощи линейки или посмотрев в спецификацию
Буква же N означает толщину стенки трубы. Именно ее часто определяет сортамент стальных труб круглого сечения, а получить эту величину можно также из спецификации или же при помощи линейки.
Показатели скорости и давления жидкости или газа в системе напрямую зависят от данного параметра, а значит, при проектировании ему нужно уделить особое внимание
Программы
В современном строительстве расчет площади трубы круглого сечения выполняют с использованием специального программного обеспечения. Обычно мастера применяют полноценные калькуляторы, позволяющие получать самые разнообразные данные, где трубам отводится целая система. Однако существуют и программы, разработанные только для получения этих данных.
Интерфейс программы, которая разработана для просчета сечения арматуры, но ее можно использовать и для труб
Большинство таких калькуляторов разработаны для использования на любых платформах, поэтому их можно установить даже на мобильный телефон, чтобы получить возможность узнать сечение трубы для отопления прямо на месте работы, не прибегая к самостоятельному вычислению.
Интерфейс калькулятора, созданного для расчетов связанных с трубами
Стоит отметить, что подобного рода софт может разрабатываться самыми разными компаниями. Поэтому прежде чем начинать его использовать стоит убедиться, что в нем применяется метрическая система измерений. В противном случае можно получить момент сопротивления сечения трубы или другие данные в единицах, которые придется дополнительно обрабатывать.
Некоторые программы подобного плана созданы для решения более глобальных задач и подобная функция у них идет в качестве дополнения
Область использования
Прежде всего, полученные параметры применяют для того, чтобы установить расход воды в трубе круглого сечения
Это очень важно при работе с дорогими жидкостями или газами, для которых и собирается трубопровод
Для получения точных данных необходимо использовать качественный и точный измерительный инструмент
- Считается, что расчет количества воды по сечению трубы самый точный и при известной величине давления можно получить все самые необходимые данные про систему. Это часто используют на производстве и при создании охладительных систем.
- Если система создается своими руками в бытовых целях, то подобные параметры знать совершенно не обязательно. Однако при разветвленном водопроводе такие вычисления могут пригодиться. (См. также статью Разводка труб: особенности.)
Существует просто огромное количество подобных материалов с различным диаметром и толщиной стенок, что сразу усложняет создание полноценных сводных таблиц
- Стоит отметить, что не достаточно знать все необходимые данные, а нужно еще уметь их применять. Поэтому для сложных проектов стоит нанимать специалистов, хотя их цена порой довольно высока.
- Необходимо сказать о том, что в определенных случаях нужно использовать материалы со строго определенной площадью сечения. Этого требует инструкция по монтажу, основываясь на характеристиках точек потребления или необходимых конечных характеристиках всей системы. (См. также статью Система канализации: особенности.)
Используя полученные данные можно определять пропускную способность и нагрузки, которые приходятся на систему
Подбор диаметра труб отопления — Teplopraktik
Диаметр труб отопления зависит от того какой объем теплоносителя будет проходить через них. Очевидно, что на главном подающем трубопроводе, идущем от отопительного котла, диаметр будет больше, на ветке с тремя радиаторами он будет еще меньше, а на конечном радиаторе он будет самым маленьким. Соответственно диаметр трубы будет зависеть от общей тепловой мощности радиаторов, который питает данный трубопровод.
Кроме того диаметр трубопровода зависит от скорости движения теплоносителя в системе и от перепада температур подача/обратка. Чем выше этот перепад, тем меньше требуется диаметр трубопровода. Стандартный перепад температур – 20°С. В более комфортных системах этот перепад меньше – 10°С.
Отопительная система с циркуляционным насосом характеризуется высокой скоростью теплоносителя, система же с естественной циркуляцией обладает низкой скоростью, поэтому это обязательно надо учитывать при подборе труб отопления. Не стоит закладывать в расчет трубопроводов слишком большую скорость движения воды в трубах, т.к. это создаст различные неприятные шумы и журчание в трубах. При слишком низкой скорости же возникает риск образования воздушных пробок в системе. Скорость движения в трубах должна быть в пределах 0,4 – 0,6 м/с. Самотечная система характеризуется значительно более низкой скоростью теплоносителя, поэтому диаметр труб нужно выбирать больше.
Поэтому ниже мы укажем таблицы подбора диаметра труб для различных систем с указанными параметрами. В таблице используется подбор диаметра труб из различных материалов. Стальные трубы ВГП имеют обозначение по внутреннему диаметру, тогда как полипропиленовые, металлопластиковые и трубы из сшитого полиэтилена имеют обозначение по наружному диаметру. Это учтено в таблице подбора диаметров трубопроводов.
| Тепловая нагрузка, кВт | Необходимый внутренний диаметр трубы, мм | Подбор трубы для необходимого внутреннего диаметра: | ||
| ВГП стальные | Полипропилен | Сшитый полиэтилен | ||
| 50 | 39 | 1,5 дюйма (40мм) | 50 | 50 |
| 40 | 35 | 1,5 дюйма (40мм) | 50 | 50 |
| 30 | 30 | 1,25 дюйма (32мм), дюйм с четвертью) | 40 | 40 |
| 20 | 25 | 1 дюйм (25мм) | 32 | 32 |
| 15 | 21 | 1 дюйм (25мм) | 32 | 32 |
| 12 | 19 | 3/4 дюйма (20мм) | 25 | 25 |
| 10 | 17 | 3/4 дюйма (20мм) | 25 | 25 |
| 8 | 16 | 3/4 дюйма (20мм) | 25 | 25 |
| 6 | 14 | 1/2 дюйма (15мм) | 20 | 20 |
| 5 | 12 | 1/2 дюйма (15мм) | 20 | 20 |
| 4 | 11 | 1/2 дюйма (15мм) | 20 | 20 |
| 3 | 10 | 3/8 дюйма (10мм) | 16 | 16 |
| 2 | 8 | 3/8 дюйма (10мм) | 16 | 16 |
| 1 | 6 | 3/8 дюйма (10мм) | 16 | 16 |
| Тепловая нагрузка, кВт | Необходимый внутренний диаметр трубы, мм | Подбор трубы для необходимого внутреннего диаметра: | ||
| ВГП стальные | Полипропилен | Сшитый полиэтилен | ||
| 50 | 55 | 2 дюйма (50мм) | 63 | 63 |
| 40 | 48 | 2 дюйма (50мм) | 63 | 63 |
| 30 | 43 | 2 дюйма (50мм), либо 1,5 дюйма (40мм) | 63 | 63 |
| 20 | 35 | 1,5 дюйма (40мм) | 50 | 50 |
| 15 | 30 | 1,25 дюйма (32мм) | 40 | 40 |
| 12 | 27 | 1,25 дюйма (32мм) | 40 | 40 |
| 10 | 25 | 1 дюйм (25мм) | 32 | 32 |
| 8 | 22 | 1 дюйм (25мм) | 32 | 32 |
| 6 | 19 | 3/4 дюйма (20мм) | 25 | 25 |
| 5 | 17 | 3/4 дюйма (20мм) | 25 | 25 |
| 4 | 16 | 1/2 дюйма (15мм) | 20 | 20 |
| 3 | 13 | 1/2 дюйма (15мм) | 20 | 20 |
| 2 | 11 | 1/2 дюйма (15мм) | 16 | 16 |
| 1 | 8 | 1/2 дюйма (15мм) | 16 | 16 |
| Тепловая нагрузка, кВт | Необходимый внутренний диаметр трубы, мм | Подбор трубы для необходимого внутреннего диаметра: | ||
| ВГП стальные | Полипропилен | Сшитый полиэтилен | ||
| 30 | 48 | 2 дюйма (50мм) | 63 | 63 |
| 20 | 39 | 1,5 дюйма (40мм) | 50 | 50 |
| 15 | 34 | 1,5 дюйма (40мм) | 50 | 50 |
| 12 | 30 | 1,25 дюйма (32мм), (дюйм с четвертью) | 40 | 40 |
| 10 | 28 | 1,25 дюйма (32мм), (дюйм с четвертью) | 40 | 40 |
| 8 | 25 | 1 дюйм (25мм) | 32 | 32 |
| 6 | 21 | 3/4 дюйма (20мм) | 25 | 25 |
| 5 | 19 | 3/4 дюйма (20мм) | 25 | 25 |
| 4 | 17 | 3/4 дюйма (20мм) | 25 | 25 |
| 3 | 15 | 3/4 дюйма (20мм)) | 25 | 25 |
| 2 | 12 | 1/2 дюйма (15мм) | 20 | 20 |
| 1 | 10 | 1/2 дюйма (15мм) | 20 | 20 |
Пример использования: двухтрубная система с циркуляционным насосом, общая мощность 18 кВт.
Разводка выполнена полипропиленовой трубой, условное обозначение — ПП.
Как видим из схемы — вначале из котла выходит полипропиленовая труба, диаметром 40мм, внутренний просвет у нее 25мм, что соответствует металлической ВГП трубе в 1 дюйм (25мм). Далее идет отвод на бойлер (4 кВт) и теплые полы (2 кВт) двух ПП труб, диаметром 16мм. После этого часть теплоносителя отделилась, поэтому нет необходимости в такой толстой трубе. На отопление 1-ого и 2-ого этажей уже пойдет более тонкая труба — 32мм, она пойдет до первого тройника. На тройнике отделяется ветка на 1-ый этаж, диаметром 25мм, и на 2-ой этаж, также диаметром 25мм. К конечным радиаторам уже подходит полипропиленовая труба диаметром 16мм. И на 3-х последних радиаторах также идет заужение подающей трубы до 16мм.
В однотрубной системе, в отличие от двухтрубной по одному трубопроводу подается весь теплоноситель системы. Поэтому в такой системе весь трубопровод (после ответвления трубы на бойлер и теплый пол) будет диаметром 32мм, а к отдельным радиаторам от основного трубопровода будут подходить трубы 16мм.
teplopraktik.ru
Преимущества и недостатки
Тот факт, что продукция стального трубного проката занимает в любом магазине стройматериалов существенную часть стеллажей, говорит о наличии у неё определённых достоинств по сравнению со своими конкурентами. Кратко остановимся на них.
механическая прочность. Стальной трубопрокат, прежде всего, может применяться в местах, где водопровод подвергается немалым внешним механическим воздействиям. Кроме того, данные изделия – лучший выбор для организации транспортировки воды под весьма высоким давлением;
относительная дешевизна. Назвать трубу стальную самым дешевым материалом, конечно же, нельзя. А вот то, что она одно из самых дешёвых подобных изделий – это точно. При этом весу трубы отводится не главная роль;
широкий выбор арматуры. Если фитинг необходимой формы, например, для того же полипропиленового водопровода иногда придётся ещё и поискать, то обычные тройники или уголки чугунные в обилии присутствуют на полках любого строительного магазина;
небольшой коэффициент линейного расширения
Данное свойство очень важно, когда магистраль водопровода (неважно какого, стального или из другого материала) штукатурится или утапливается в стяжку. То есть, при нагреве стального трубопровода трещины в таком покрытии не появятся.
К основным недостаткам металлических трубных изделий помимо трудоёмкости монтажа и разборки, эксперты относят подверженность коррозии и уменьшение со временем полезного просвета. Что же касается веса 1м трубы стальной, то владелец будущего водопровода ощутит на себе большое значение данного параметра на всех этапах строительства. Начиная с транспортировки партии трубной продукции, включая разгрузку и заканчивая монтажом трубопровода.
Трубы без защитного покрытия быстро начинают ржаветь, а это является серьезным недостатком
Единицы маркировки
При подборе комплектующих для отопления учитывается стандартная единица измерения для определения величины и маркировки. Основное значение, которое указывает размерность, определяется целым числом или дюймом. Пересчитать дюймы в стандартные для нас миллиметры легко из соотношения: 1 дюйм равен 25,4 мм.
Размер трубы рассчитывается с помощью нескольких показателей — возможная скорость тока жидкости и некоторая потеря давления на участке трубопровода в один метр. Расчет диаметра по показателям падения давления экономически целесообразен и состоит в том, чтобы определить балансовую стоимость между расходами по эксплуатации и капитальному обслуживанию.
Чем больше диаметр, тем выше показатели расходов, а для того, чтобы прокачать определенное количество воды, где имеется зауженный диаметр, потребуется затратить намного больше энергии на работу электрического насоса.
Основные положения гидравлического расчета
Рабочий носитель (жидкость, газ, пар), переносимый проектируемым трубопроводом, в силу своих особых физико-химических свойств определяет характер течения среды в данном трубопроводе. Одним из основных показателей характеризующих рабочий носитель, является динамическая вязкость, характеризуемая коэффициентом динамической вязкости – μ.
Инженер-физик Осборн Рейнольдс (Ирландия), занимавшийся изучением течения различных сред, в 1880 году провел серию испытаний, по результату которых было выведено понятие критерия Рейнолдса (Re) – безразмерной величины, описывающей характер потока жидкости в трубе. Расчет данного критерия проводится по формуле:
Критерий Рейнольдса (Re) дает понятие о соотношении сил инерции к силам вязкого трения в потоке жидкости. Значение критерия характеризует изменение соотношения указанных сил, что, в свою очередь, влияет на характер потока носителя в трубопроводе. Принято выделять следующие режимы потока жидкого носителя в трубе в зависимости от значения данного критерия:
- ламинарный поток (Re<2300), при котором носитель-жидкость движется тонкими слоями, практически не смешивающимися друг с другом;
- переходный режим (2300<Re<4000), который характеризуется нестабильной структурой потока, когда отдельные слои жидкости перемешиваются;
- турбулентный поток (Re>4000) – устойчивый режим, при котором в каждой отдельной точке потока происходит изменение его направления и скорости, что в итоге приводит к выравниванию скорости движения потока по объему трубы.
Критерий Рейнольдса зависит от напора, с которым насос перекачивает жидкость, вязкости носителя при рабочей температуре и геометрических размеров используемой трубы (d, длина). Данный критерий является параметром подобия для течения жидкости,поэтому, используя его, можно осуществлять моделирование реального технологического процесса в уменьшенном масштабе, что удобно при проведении испытаний и экспериментов.
Проводя расчеты и вычисления по уравнениям, часть заданных неизвестных величин можно взять из специальных справочных источников. Профессор, доктор технических наук Ф. А. Шевелев разработал ряд таблиц для проведения точного расчета пропускной способности трубы. Таблицы включают значения параметров, характеризующих как сам трубопровод (размеры, материалы), так и их взаимосвязь с физико-химическими свойствами носителя. Кроме того, в литературе приводится таблица приближенных значений скоростей движения потока жидкости, пара,газа в трубе различного сечения.
Как правильно рассчитать вес трубы самостоятельно: рекомендации
Вычисление массы стальной детали такого типа можно выполнить самостоятельно (без применения государственных стандартов). В первую очередь потребуется определить основные физические и геометрические характеристики металлического проката. Расчет веса круглых деталей несколько отличается от вычисления этого параметра у профильных труб (прямоугольных и квадратных).
Чтобы определить вес метра трубы, имеющей круглое сечение, необходимо измерить ее внутренний и наружный диаметры. Для профильных труб обязательным шагом является определение ширины и высоты. В случае необходимости можно воспользоваться нормативной документацией, находящейся в открытом доступе в интернете. Соответствующие ГОСТы содержат всю нужную информацию о трубах любого типа
Важно запомнить, что для каждой разновидности данных деталей существует соответствующий документ
Для того чтобы определить масcу метра трубы круглого сечения, нужно измерить ее внутренний и наружный диаметры
Многие показатели (например, длину) можно определить самостоятельно, воспользовавшись строительной рулеткой. Для того чтобы расчет был максимально точным, рекомендуется узнать тип материала, его марку.
Узнать о том, сколько весит труба, можно и без проведения сложных расчетов. ГОСТы, регламентирующие металлические трубопрокатные изделия, содержат специальные таблицы. В них указываются основные показатели, характеризующие деталь (включая массу). А также можно воспользоваться онлайн-калькулятором, в котором заложен алгоритм расчета массы.
Таблица 3
Примечание.
Для диаметров. контролируемых измерением периметра. наибольшие и наименьшие предельные значения периметров округляются с точностью до 1 миллиметров.
5. По требованию потребителя трубы по ГОСТ 10705 изготовляют с односторонним или смещенным допуском по наружному диаметру. Односторонний или смещенный допуск не должен превышать сумм предельных отклонений. приведенных в табл. 3.
6. Предельные отклонения по толщине стенки должны соответствовать:
± 10 % — с диаметром труб до 152 миллиметров;
ГОСТ 19903 — с диаметром труб свыше 152 миллиметров для максимальной ширины листа нормальной точности.
По согласованию потребителя с изготовителем допускается изготовлять трубы с односторонним допуском по толщине стенки. при этом односторонний допуск не должен превышать су сумм предельных отклонений по толщине стенки.
7. Для труб диаметром свыше 76 миллиметров допускается утолщение стенки у грата на 0.15 миллиметров.
8. Трубы для трубопроводов диаметром 478 миллиметров и более. изготовленные по ГОСТ 10706. поставляют с предельными отклонениями по наружному диаметру торцов. приведенными в табл. 4.
Приступая от слов к делу
Чтобы правильно осуществить измерение обоих диаметров, следует учитывать особенности всех способов замера, ведь каждый из них подходит для разных условий.
Чтобы правильно осуществить измерение обоих диаметров, следует учитывать особенности всех способов замера, ведь каждый из них подходит для разных условий.
Одним из методов является измерение окружности детали путем обворачивания ее сантиметровой лентой или рулеткой. Затем полученное значение нужно разделить на число Пи (3,14).
Нам понадобится:
- линейка;
- штангенциркуль;
- рулетка (лента сантиметровая).
Если доступ к участку детали не затруднен и измерить его можно до монтажа, то наиболее простым способом будет использование линейки или рулетки. Внешний диаметр определяется путем накладывания линейки к самой широкой части трубы и отсчитыванием от первой наружной точки на шкале деления к последней.
Возможны случаи, когда замеры уже указаны в дюймах (импортные поставки). Для перевода в сантиметры размер умножают на 2,54, а для обратного перевода в дюймы — на 0,398.
Существует и другой способ по определению внутреннего диаметра в случае, если труба прямодоступна. Штангенциркулем или линейкой замеряются стенки по срезу, а затем полученное показание вычитают из замеров наружного диаметра и умножают на 2.
Если же прямого доступа к требуемому участку нет? Одним из методов является измерение окружности детали путем обворачивания ее сантиметровой лентой или рулеткой. Затем полученное значение нужно разделить на число Пи (3,14). Таким образом мы можем узнать внешний диаметр трубы. Данный способ подходит также, если длины штангенциркуля или линейки недостаточно.
Существует способ определения внешнего диаметра, исключающий всяческие вычисления, но только для тех деталей, у которых он составляет не более 15 см. Для этого понадобится измерить показания с помощью одного только штангенциркуля, по шкале которого и отсчитываются правильные результаты.
Одним из наиболее неординарных способов является сравнение значений трубы с каким-либо предметом, фотографирование и дальнейшее распознавание измерений. Возьмите линейку или любой предмет, длина которого уже заранее известна (монетка) и поднесите к измеряемому участку, после чего сделайте снимок. Дальнейшее масштабирование на компьютере поможет определить точные размеры внешнего диаметра. Данный способ идеально подойдет, если подобраться к измеряемому участку невозможно или же крайне затруднительно.
Представьте, что вы собрались покрасить подведенные к вашему дому газовые трубы. Сколько понадобится краски? Одна или две банки? Как правило, на емкостях с краской пишут, на покрытие какой площади рассчитано это количество краски. Значит, чтобы точно определиться с тем, сколько банок краски брать, нужно рассчитать площадь газовых труб.
Представьте, что вы собрались покрасить подведенные к вашему дому газовые трубы. Сколько понадобится краски? Одна или две банки? Как правило, на емкостях с краской пишут, на покрытие какой площади рассчитано это количество краски.
Вам понадобится
- — рулетка;
- — штангенциркуль;
- — крепкая нитка;
- — калькулятор.
Инструкция
Для расчета площади трубы круглого сечения узнайте длину этой трубы в погонных метрах. Также для расчета понадобится наружный диаметр трубы.
Рассчитайте величину наружного диаметра газовой трубы. Выполнить это можно двумя способами. Первый способ – измерьте наружный диаметр газовой трубы с помощью штангенциркуля. Для этого раздвиньте губки этого измерительного инструмента и приложите его к трубе так, чтобы труба оказалась между губками штангенциркуля. Затем сдвиньте губки измерительного инструмента: они должны плотно обхватывать газовую трубу. Посмотрев на измерительную шкалу, определите внешний диаметр трубы. Второй способ – обхватите трубу плотной нитью. Затем измерьте рулеткой длину окружности трубы. Подставив значение в формулу D = L / Пи, где L – длина окружности трубы, Пи = 3,14 (число «пи»), рассчитайте величину внешнего диаметра газовой трубы. Переведите полученный показатель в
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.
Пример расчета отопительной системы
Как правило, выполняется упрощенный расчет исходя из таких параметров как объем помещения, уровень его утепленности, скорости потока теплоносителя и разницы температур в подводящем и отводящем трубопроводе.
Диаметр трубы для отопления с принудительной циркуляцией определяется в такой последовательности:
определяется суммарное количество тепла, которое необходимо подать в помещение (тепловая мощность, кВт), можно ориентироваться и на табличные данные;
Значение тепловой мощности в зависимости от разницы температур и мощности насоса
задавшись скоростью движения воды, определяют оптимальный D.
Расчет тепловой мощности
В качестве примера будет выступать стандартная комната с размерами 4,8х5,0х3,0м. Отопительный контур с принудительной циркуляцией, необходимо выполнить расчет диаметров труб отопления для разводки по квартире. Основная расчетная формула выглядит так:
в формуле использованы такие обозначения:
- V – объем помещения. В примере он равен 3,8∙4,0∙3,0 = 45,6м 3 ;
- Δt– разница между температурой на улице и в помещении. В примере принято 53ᵒС;
Минимальные значения температур по месяцам для некоторых городов
К –специальный коэффициент, определяющий степень утепленности здания. В общем случае его значение находится в диапазоне от 0,6-0,9 (используется эффективная теплоизоляция, пол и кровля утеплены, установлены как минимум двойные стеклопакеты) до 3-4 (постройки без теплоизоляции, например, бытовки). В примере используется промежуточный вариант – квартира имеет стандартную теплоизоляцию (К = 1,0 – 1,9), принято К = 1,1.
Итого тепловая мощность должна составлять 45,6∙53∙1,1/860 = 3,09кВт.
Можно воспользоваться табличными данными.
Таблица для подсчета теплового потока
Определение диаметра
Диаметр труб отопления определяется по формуле
Где использованы обозначения:
- Δt– разница температур теплоносителя в подающем и отводящем трубопроводах. Учитывая то, что подается вода при температуре порядка 90-95ᵒС, а остыть она успевает до 65-70ᵒС, перепад температур можно принять равным 20ᵒС;
- v –скорость движения воды. Нежелательно, чтобы она превышала значение 1,5 м/с, а минимальный допустимый порог – 0,25 м/с. Рекомендуется остановиться на промежуточном значении скорости 0,8 – 1,3 м/с.
Обратите внимание! Неправильный выбор диаметра трубы для отопления может привести к падению скорости ниже минимального порога, что в свою очередь вызовет образование воздушных пробок. В результате эффективность работы станет нулевой
Значение Dвн в примере составит √354∙(0,86∙3,09/20)/1,3 = 36,18 мм
Значение Dвн в примере составит √354∙(0,86∙3,09/20)/1,3 = 36,18 мм
Если обратить внимание на типоразмеры, например, ПП трубопровода, то видно, что такого Dвн просто нет. В таком случае выбирается просто ближайший диаметр пропиленовых труб для отопления
В этом примере можно выбрать PN25 с Двн 33,2 мм, это приведет к небольшому увеличению скорости движения теплоносителя, но она все равно останется в допустимых пределах
В этом примере можно выбрать PN25 с Двн 33,2 мм, это приведет к небольшому увеличению скорости движения теплоносителя, но она все равно останется в допустимых пределах.
Особенности отопительных систем с естественной циркуляцией
Главное их отличие состоит в том, что в них не используется циркуляционный насос для создания давления. Жидкость перемещается самотеком, после нагрева она вытесняется наверх, затем проходит через радиаторы, остывает и возвращается к котлу.
На схеме показан принцип возникновения циркуляционного напора
В сравнении с системами с принудительной циркуляцией, диаметр труб для отопления с естественной циркуляцией должен быть больше. Основа расчета в этом случае состоит в том, чтобы циркуляционное давление превышало потери на трение и местные сопротивления.
Пример разводки с естественной циркуляцией
Для того, чтобы каждый раз не высчитывать значение циркуляционного давления, существуют специальные таблицы, составленные для разных перепадов температур. Например, если длина трубопровода от котла до радиатора составляет 4,0 м, а перепад температур – 20ᵒС (70ᵒС в отводящем и 90ᵒС в подающем), то циркуляционное давление составит 488 Па. Исходя из этого подбирается скорость теплоносителя, путем изменения D.
При выполнении расчетов своими руками обязателен и проверочный расчет. То есть вычисления ведутся в обратном порядке, цель проверки – установить не превышают ли потери на трение и местные сопротивления циркуляционное давление.
Составление проекта
Проектная документация отопительного контура выполняется с соблюдением общих требований. Точки входа и выхода с газового котла считаются основными. Изначальный отрезок трубопровода даже при применении полипропиленовой трубы выполняют из металла (примерно 1,5 м. от точки выхода) до первого разветвления системы.
Затем выполняется разводка всей ветки пластиковых или полипропиленовых труб. При этом сечения зависят от протяженности, но обычно каждое следующее ответвление делают меньшего размера, чем предыдущее. Схематичность подсоединения системы труб с охлаждающей жидкостью та же самая, только подводится ко входному отверстию отопительного котла.
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:
И получим:
- 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:
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:
Далее определяем площадь сечения обоих труб:
Определяем объём каждого вида, используя суммарную длину труб:
Вычисляем общий объём самодельного радиатора:
Для большей информативности переводим кубические миллиметры в литры, получаем V = 96 литров.
