Формулы объема геометрических фигур, труб

Геометрические параметры труб

Содержание

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.

Таблица параметров труб PN25
Стандартная номенклатура полипропиленовых труб содержит внешний диаметр и толщину стенки в миллиметрах. По этим двум параметрам можно высчитать внутренний диаметр

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.

Взаимосвязь единиц измерения объема
Взаимосвязь единиц измерения объема. При переводе от одной величины к другой необходимо не допустить ошибку в количестве нулей или, наоборот, знаков после запятой

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

В ней:

  • V – объем (м3);
  • l – длина (м);
  • S – площадь сечения (м2).

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

S = π * d2 / 4

Здесь:

  • π = 3.1415926;
  • d – диаметр круга (м).

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

V = π * l * d2 / 4

Если единицей измерения длины и диаметра трубы будет другая величина (дм, см или мм), то объем будет выражен в дм3, см3 или мм3 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.

Геометрические формулы в помощь домашним мастерам
В производстве расчетов внутреннего объема трубы потребуются простые геометрические формулы, которыми в школе пользуются на уроках физики, алгебры, химии, геометрии и прочих предметах

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).

Полипропиленовая труба PN25
Трубы стандарта PN25 20 х 3.4 наиболее часто применяют для организации небольшого отопительного контура с последовательным подключением радиаторов. Ее внутренний диаметр равен 13.2 мм

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 * 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 л.

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.

Сделанный из труб радиатор отопления
На промышленных и сельскохозяйственных объектах часто устанавливают самодельные радиаторы отопления, устроенные по типу регистров. Зная размеры труб, можно вычислить их объем

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 * d2 / 4 = 8659 мм2.

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

V = l * S = 8000 * 8659 = 69272000 мм3.

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 дм3 = 100 * 100 * 100 = 1000000 = 106 мм3.

Поэтому V = 69272000 / 106 = 69.3 дм3 = 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 м3, 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.

Искривление полипропиленовых труб отопления
При таком искривлении полимерных труб, их длина будет значительно больше (на 10-15%), чем протяженность участка, по которому они проложены

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.

Схема укладки водяного теплого пола
При наличии схемы расположения теплого пола, рассчитать длину трубок с теплоносителем можно по плану с нанесением на него масштабной сетки

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

Здесь:

  • 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.

Монтаж труб в стяжку
Использование коллектора и укладка труб под стяжку – передовой способ скрытного подведения горячей воды к радиаторам отопления. Точно рассчитать длину коммуникаций при отсутствии плана невозможно

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”.

Существующие материалы для создания водопроводных сетей

Перед тем, как рассчитать диаметр трубы для водопровода, необходимо выбрать для него материал. Это может быть:

  • металл (сталь, медь, чугун, их различные соединения);
  • полимерные материалы — пластик, полиэтилен, металлопластик, ПВХ;
  • комбинации металлических и пластиковых конструкций.

Какими бы характеристиками не отличались материалы, размеры будут тоже важны. В частности, диаметр пластиковых труб для водопровода (металлических и металлопластиковых тоже) разделяют на внешний и внутренний, от него и толщины стенок как раз и зависит проходимость трубопровода.

На уровень рабочего давления влияют также и определенные особенности материала. В частности, сталь характеризуется надежностью и прочность, но подвержена коррозии, а также отличается большим весом, в связи с чем монтаж системы затруднен. Также внутри стального трубопровода может скапливаться известковый налет — следовательно, диаметр будет уменьшаться, и проходимость системы падать.

Для пластика характерен небольшой вес, простой и легкий монтаж. Такие трубы не накапливают внутри налет и не ржавеют, они недороги и пластичны. Если трубы пластиковые, без металлического слоя, то они могут расширяться из-за нагрева, а вот в металлопластиковых изделиях этот недостаток исключен.

Как высчитать площадь поперечного сечения

Если труба круглая, площадь сечения считать надо по формуле площади круга: S = π*R2. Где R — радиус (внутренний), π — 3,14. Итого, надо возвести радиус в квадрат и умножить его на 3,14.
Например, площадь сечения трубы диаметром 90 мм. Находим радиус — 90 мм / 2 = 45 мм. В сантиметрах это 4,5 см. Возводим в квадрат: 4,5 * 4,5 = 2,025 см2, подставляем в формулу S = 2 * 20,25 см2 = 40,5 см2.

Площадь сечения профилированного изделия считается по формуле площади прямоугольника: S = a * b, где a и b — длины сторон прямоугольника. Если считать сечение профиля 40 х 50 мм, получим S = 40 мм * 50 мм = 2000 мм2 или 20 см2 или 0,002 м2.

Внутренний объем погонного метра трубы в литрах таблица

Таблица показывает внутренний объем погонного метра трубы в литрах. То есть сколько потребуется воды, антифриза или другой жидкости (теплоносителя), чтобы заполнить трубопровод. Взят внутренний диаметр труб от 4 до 1000 мм.

Внутренний диаметр,ммВнутренний объем 1 м погонного трубы, литровВнутренний объем 10 м погонных трубы, литров

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

Если у вас специфическая конструкция или труба, то в формуле выше показано как вычислить точные данные для правильного расхода воды или иного теплоносителя

Расчет объема воды, находящейся во всей системе

Для определения такого параметра, необходимо в формулу подставить значение внутреннего радиуса. Однако сразу появляется проблема. А как рассчитать полный объем воды в трубе всей отопительной системы, в которую входят:

  • Радиаторы;
  • Расширительный бачок;
  • Котел отопления.

Сначала рассчитывается объём радиатора. Для этого открывается его технический паспорт и выписывается значения объема одной секции. Этот параметр умножается на число секций в конкретной батарее. Например, одна равен 1,5 литрам.

Формулы для расчета объема воды в трубе

Когда установлен биметаллический радиатор, это значение намного меньше. Количество воды в котле можно узнать из паспорта устройства.

Для определения объема расширительного бака, его заполняют измеренным заранее, количеством жидкости.

Очень просто определяется объём труб. Имеющиеся данные для одного метра, определенного диаметра, нужно просто умножить на длину всего трубопровода.

Заметим что в глобальной сети и справочной литературе, можно увидеть специальные таблицы. Они показывают ориентировочные данные изделия. Погрешность приведенных данных достаточно мала, поэтому приведенные в таблице значения, можно смело использовать для вычисления объема воды.

Надо сказать, что при расчете значений, нужно учитывать некоторые характерные отличия. Металлические трубы, имеющие большой диаметр, пропускают количество воды, значительно меньше, чем такие же полипропиленовые трубы.

Причина кроется в гладкости поверхности труб. У стальных изделий она выполнена с большой шероховатостью. ППР трубы не имеют шероховатости на внутренних стенках. Однако при этом стальные изделия имеют больший объем воды, чем в других трубах, одинакового сечения. Поэтому чтобы убедиться, что расчет объема воды в трубах произведен верно, нужно несколько раз перепроверить все данные и подкрепить результат онлайн-калькулятором.

Формулы для расчета объема воды в трубе

Расчет объема куба

Рисунок куба, ребро

a — сторона куба

Формула объема куба, (V):

Формула объема куба

Найти по формуле, объем прямоугольного параллелепипеда

Изображение параллелепипеда

a, b, c — стороны параллелепипеда

Еще иногда сторону параллелепипеда, называют ребром.

Формула объема параллелепипеда, (V):

Формула объема прямоугольного параллелепипеда

Формула для вычисления объема шара, сферы

Рисунок шара, сферы

Rрадиус шара

π ≈ 3.14

По формуле, если дан радиус, можно найти объема шара, (V):

Формула для расчета объема шара, сферы

Как вычислить объем цилиндра ?

Цилиндр радиус высота

h — высота цилиндра

r — радиус основания

π ≈ 3.14

По формуле найти объема цилиндра, есди известны — его радиус основания и высота, (V):

формула объема цилиндра

Как найти объем конуса ?

конус радиус основания высота

R — радиус основания

H — высота конуса

π ≈ 3.14

Формула объема конуса, если известны радиус и высота (V):

Формула объема конуса

Формула объема усеченного конуса

усеченный конус, радиусы оснований и высота

r —  радиус верхнего основания

R — радиус нижнего основания

h — высота конуса

π ≈ 3.14

Формула объема усеченного конуса, если известны — радиус нижнего основания, радиус верхнего основания и высота конуса  (V ):

Формула объема усеченного конуса

Объем правильного тетраэдра

тетраэдр

Правильный тетраэдр — пирамида у которой все грани, равносторонние треугольники.

а — ребро тетраэдра

Формула, для расчета объема правильного тетраэдра (V):

Формула объема тетраэдра

Объем правильной четырехугольной пирамиды

Пирамида, у которой основание квадрат и грани равные, равнобедренные треугольники, называется правильной четырехугольной пирамидой.

правильная четырехугольная пирамида

a — сторона основания

h — высота пирамиды

Формула для вычисления объема правильной четырехугольной пирамиды, (V):

формула объема правильной четырехугольной пирамиды

Объем правильной треугольной пирамиды

Пирамида, у которой основание равносторонний треугольник и грани равные, равнобедренные треугольники, называется правильной треугольной пирамидой.

Правильная треугольная пирамида

a — сторона основания

h — высота пирамиды

Формула объема правильной треугольной пирамиды, если даны — высота и сторона основания (V):

Формула объема правильной треугольной пирамиды

Найти объем правильной пирамиды

Пирамида в основании, которой лежит правильный многоугольник и грани равные треугольники, называется правильной.

правильная пирамида

h — высота пирамиды

a — сторона основания пирамиды

n — количество сторон многоугольника в основании

Формула объема правильной пирамиды, зная высоту, сторону основания и количество этих сторон (V):

Объем правильной пирамиды

Расчет объема пирамиды

Расчет объема пирамиды

h — высота пирамиды

S — площадь основания ABCDE

Формула для вычисления объема пирамиды, если даны — высота и площадь основания (V):

Формула объема пирамиды

Расчёт объёма усечённой пирамиды

Расчёт объёма усечённой пирамиды

h — высота пирамиды

Sниж — площадь нижнего основания, ABCDE

Sверх — площадь верхнего основания, abcde

Формула объема усеченной пирамиды, (V):

Формула объема усеченной пирамиды

Объем пирамиды

пирамида

Объем пирамиды равен трети от произведения площади ее основания на высоту.

Формула объема пирамиды:

V = 1  So · h
3

где V — объем пирамиды,
So — площадь основания пирамиды,
h — длина высоты пирамиды. Онлайн калькулятор для расчета объема пирамиды Формулы площади геометрических фигур для определения площади основания пирамиды

Объем правильного тетраэдра

правильный тетраэдр

Формула объема правильного тетраэдра:

V = a3√2
12

где V — объем правильного тетраэдра,
a — длина ребра правильного тетраэдра. Смотрите также онлайн калькулятор для расчета объема правильного тетраэдра

Объем цилиндра

цилиндр

Объем цилиндра равен произведению площади его основания на высоту.

Формулы объема цилиндра:V = π R2hV = So hгде V — объем цилиндра,

So — площадь основания цилиндра,

R — радиус цилиндра,

h — высота цилиндра,

π = 3.141592. Смотрите также онлайн калькулятор для расчета объема цилиндра

Объем конуса

конус

Объем конуса равен трети от произведению площади его основания на высоту.

Формулы объема конуса:

V = 1  π R2h
3
V = 1  So h
3

где V — объем конуса,

So — площадь основания конуса,

R — радиус основания конуса,

h — высота конуса,

π = 3.141592. Смотрите также онлайн калькулятор для расчета объема конуса

Объем шара

шар

Объем шара равен четырем третьим от его радиуса в кубе помноженного на число пи.

Формула объема шара:

V = 4 π R3
3

где V — объем шара,
R — радиус шара,
π = 3.141592. Смотрите также онлайн калькулятор для расчета объема шара

Как рассчитать объем цилиндра с помощью калькулятора

Калькулятор позволяет определить объем цилиндра по одному из 3 вариантов:

  1. площадь основания и высота цилиндра;
  2. радиус основания и высота цилиндра;
  3. диаметр основания и высота цилиндра.

Выберите соответствующий шаг и введите исходные данные в соответствующие поля.

Также важно указать единицы измерения по условиям задачи.

Расчеты будут выполнены автоматически и конвертированы в основные метрические физические величины объема.

Формула расчета объема цилиндра

Объем цилиндра вычисляется как произведение площади основания на высоту цилиндра. Так как основанием цилиндра является круг, площадь основания можно рассчитать через радиус или диаметр.

Зачем может понадобиться расчет воды в трубе


Правильный расчет объема воды в трубе важен при проектировании системы отопления

В водопроводной системе частного дома находятся магистраль из труб, радиаторы, запасник для жидкости – мембранный бак, а также бойлеры, котел и другие приборы. Теплый пол представляет собой систему из выложенной металлопластиковой магистрали, содержащей теплоноситель в определенном объеме. Чтобы полностью заполнить систему и знать, сколько купить дистиллированной воды, нужно заранее посчитать ее общий объем.

При заполнении отопительной системы антифризом или другой незамерзающей жидкостью в целях экономии необходимо знать объем трубы. При покупке концентрированного антифриза его нужно будет разбавить наполовину, поэтому большее количество жидкости обойдется дороже, да и концентрация будет рассчитана неправильно.

При расчете объема используется:

  • внутренний диаметр стенок труб;
  • длина участка или всей магистрали.

В случае разницы во внутреннем сечении каждый участок рассчитывается отдельно и потом числа суммируются.
Распределительный узел отопления многоквартирного дома

Кроме магистрали необходимо учитывать внутренний объем следующих приборов:

  • Мембранного бака. Эту информацию можно прочитать в техническом паспорте либо проверить самостоятельно, залив в него определенное количество жидкости.
  • Радиаторов. Эти данные также находятся в паспорте изделия. Объем одной секции умножают на их количество по всему дому.
  • Различные узлы, сложные разводки, коллекторы также содержат некоторый объем жидкости, который трудно посчитать из-за большого количества арматуры, переходников, кранов.

Третий показатель обычно не учитывают, так как это количество считается погрешностью и особо не влияет на работу водопроводной и отопительной системы.

Для канализации


Зависимость диаметра канализационных труб от области использования

Важно посчитать объем воды в трубе и потенциальные возможности магистрали при обустройстве септика, так как недостаток диаметра может привести к плохому оттоку жидкости из дома и засорению канализации. Если количество бытовых приборов в доме по расходу воды превышает возможности канализационных труб, жидкость будет заполнять магистраль полностью. Если они при этом не утеплены, зимой возможно замерзание стоков внутри и блокировка магистрали. Ледяная пробка также может спровоцировать разрыв трубы в слабом месте, например, на стыках или резких поворотах. Объем чугунных канализационных труб должен быть больше, так как чугунная поверхность шершавая изнутри и постепенно в ней накапливается ил – слой органики, который сужает просвет и влияет на пропускную способность магистрали. Пластиковые трубы в этом отношении лучше – они идеально гладкие внутри, органические частицы не могут прикрепиться к стенкам, поэтому расчетный объем можно дополнительно не увеличивать.

Объем внутренних канализационных труб не должен быть больше, чем наружная магистраль. Это приводит к возникновению засоров на участке, где стыкуются внутренняя и внешняя канализационная труба. Тот же принцип применяется для внутренней разводки – объем жидкости от бытовых приборов не должен превышать объем, который способен вместить главный стояк в доме.

Формулы вычислений

При проведении вычислений нужно учитывать, что по существу трубы имеют форму цилиндра. Поэтому для нахождения площади их сечения можно воспользоваться геометрической формулой площади окружности. Зная внешний диаметр трубы и значение толщины его стенок, можно найти показатель внутреннего диаметра, который понадобится для вычислений.

Стандартная формула площади окружности такова:

S=π×R2, где

π – постоянное число, равное 3,14;

R – величина радиуса;

S – площадь сечения трубы, вычисленная для внутреннего диаметра.

Порядок расчета

Поскольку главная задача – это найти площадь проходного сечения трубы, основная формула будет несколько видоизменена.

расчет сечения трубы

В результате вычисления производятся так:

S=π×(D/2-N)2, где

D – значение внешнего сечения трубы;

N – толщина стенок.

Примите к сведению, что, чем больше знаков в числе π вы подставите в расчеты, тем точнее они будут.

как рассчитать площадь сечения трубы

Приведем числовой пример нахождения поперечного сечения трубы, с наружным диаметром в 1 метр (N). При этом стенки имеют толщину в 10 мм (D). Не вдаваясь в тонкости, примем число π равным 3,14.

Итак, расчеты выглядят следующим образом:

S=π×(D/2-N)2=3,14×(1/2-0,01)2=0,754 м2.

Физические характеристики труб

Стоит знать, что показатели площади поперечного сечения трубы напрямую влияют на скорость транспортировки газообразных и жидких веществ. Поэтому крайне важно заложить в проект трубы с правильным сечением. Кроме того, на выбор диаметра трубы будет влиять еще и рабочее давление в трубопроводе. Читайте также: «Как посчитать площадь трубы – способы и формулы расчета».

площадь проходного сечения трубы

Также в процессе проектирования трубопроводов стоит учитывать химические свойства рабочей среды, а также ее температурные показатели. Даже если вы знакомы с формулами, как найти площадь сечения трубы, стоит изучить дополнительный теоретический материал. Так, информация относительно требований к диаметрам трубопроводов под горячее и холодное водоснабжение, отопительные коммуникации или транспортировку газов, содержатся в специальной справочной литературе. Значение имеет также сам материал, из которого произведены трубы.


Выводы

Таким образом, определение площади сечения трубы является очень важным, однако, в процессе проектировки нужно обращать внимание на характеристики и особенности системы, материалы трубных изделий и их прочностные показатели.

  • Виды труб
  • Вентиляционные
  • Водопровод и водосток
  • Канализационные
  • Дымоходные
  • Газовые
  • Для отопления
  • Соединение труб
  • Изоляция и обогрев
  • Монтаж и ремонт

Для скважины


Формула расчета объема скважины

Важно рассчитать объем жидкости в скважине, так как ее дебит (производительность) должен обеспечивать нужный объем за единицу времени, иначе бытовые приборы будут работать плохо. Нужно учитывать количество кранов в доме – каждый из них за час способен выдать половину кубометра жидкости. Объем скважины учитывается при подборе мощности насоса – если дебит меньше производительности насосной станции, она будет выкачивать воду полностью. Так можно привести оборудование в негодность. По правилам мощность насоса не должна превышать дебит скважины.

Дебит способен меняться в зависимости от времени года: летом жидкости меньше, если скважина питается от верховодки; меньше меняется, если труба заложена в грунтовые воды и практически не меняется, если бурение проводилось на известняк – скважина глубокая артезианская.

Расчет площади поверхности трубы

Труба представляет собой очень длинный цилиндр, и площадь поверхность трубы рассчитывается как площадь цилиндра. Для вычислений потребуется радиус (внутренний или наружный — зависит от того, какую поверхность вам надо рассчитать) и длина отрезка, который вам необходим.

Формула расчета боковой поверхности трубы

Формула расчета боковой поверхности трубы

Чтобы найти боковую площадь цилиндра, перемножаем радиус и длину, полученное значение умножаем на два, а потом — на число «Пи», получаем искомую величину. При желании можно рассчитать поверхность одного метра, ее потом можно умножать на нужную длину.

Для примера рассчитаем наружную поверхность куска трубы длиной 5 метров, с диаметром 12 см. Для начала высчитаем диаметр: делим диаметр на 2, получаем 6 см. Теперь все величины надо привести к одним единицам измерения. Так как площадь считается в квадратных метрах, то сантиметры переводим в метры. 6 см = 0,06 м. Дальше подставляем все в формулу: S = 2 * 3,14 * 0,06 * 5 = 1,884 м2. Если округлить, получится 1,9 м2.

Расчет веса

С расчетом веса трубы все просто: надо знать, сколько весит погонный метр, затем эту величину умножить на длину в метрах. Вес круглых стальных труб есть в справочниках, так как этот вид металлопроката стандартизован. Масса одного погонного метра зависит от диаметра и толщины стенки. Один момент: стандартный вес дан для стали плотностью 7,85 г/см2 — это тот вид, который рекомендован ГОСТом.

Таблица веса круглых стальных труб

Таблица веса круглых стальных труб

В таблице Д — наружный диаметр, условный проход — внутренний диаметр, И еще один важный момент: указана масса обычных стального проката, оцинкованные на 3% тяжелее.

Таблица веса профилированной трубы квадратного сечения

Таблица веса профилированной трубы квадратного сечения

Как высчитать площадь поперечного сечения

Формула нахождения площади сечения круглой трубы

Формула нахождения площади сечения круглой трубы

Если труба круглая, площадь сечения считать надо по формуле площади круга: S = π*R2. Где R — радиус (внутренний), π — 3,14. Итого, надо возвести радиус в квадрат и умножить его на 3,14.

Например, площадь сечения трубы диаметром 90 мм. Находим радиус — 90 мм / 2 = 45 мм. В сантиметрах это 4,5 см. Возводим в квадрат: 4,5 * 4,5 = 2,025 см2, подставляем в формулу S = 2 * 20,25 см2 = 40,5 см2.

Площадь сечения профилированной трубы считается по формуле площади прямоугольника: S = a * b, где  a и b — длины сторон прямоугольника. Если считать сечение профиля 40 х 50 мм, получим S = 40 мм * 50 мм = 2000 мм2 или 20 см2 или 0,002 м2.

Как рассчитать объем воды в трубопроводе

При организации системы отопления бывает нужен такой параметр, как объем воды, которая поместится в трубе. Это необходимо при расчете количества теплоносителя в системе. Для данного случая нужна формула объема цилиндра.

Формула расчета объема воды в трубе

Формула расчета объема воды в трубе

Тут есть два пути: сначала высчитать площадь сечения (описано выше) и ее умножить на длину трубопровода. Если считать все по формуле, нужен будет внутренний радиус и общая длинна трубопровода. Рассчитаем сколько воды поместится в системе из 32 миллиметровых труб длиной 30 метров.

Сначала переведем миллиметры в метры: 32 мм = 0,032 м, находим радиус (делим пополам) — 0,016 м. Подставляем в формулу V = 3,14 * 0,0162 * 30 м = 0,0241 м3. Получилось = чуть больше двух сотых кубометра. Но мы привыкли объем системы измерять литрами. Чтобы кубометры перевести в литры, надо умножить полученную цифру на 1000. Получается 24,1 литра

Источники
  • https://sovet-ingenera.com/otoplenie/project/raschet-obema-truby.html
  • https://vse-otoplenie.ru/kak-poscitat-diametr-truby
  • https://www-formula.ru/2011-09-24-00-37-25
  • https://ru.onlinemschool.com/math/formula/volume/
  • https://kalkulyator-nds.com/obem-cilindra-kalkulyator
  • https://StrojDvor.ru/vodosnabzhenie/kak-pravilno-vyschitat-obem-vody-v-trube/
  • https://trubaspec.com/montazh-i-remont/kak-rasschitat-ploshchad-secheniya-truby-prostye-i-proverennye-sposoby.html
  • https://stroychik.ru/strojmaterialy-i-tehnologii/raschet-parametrov-trub
[свернуть]
Поделиться:
×
Рекомендуем посмотреть
Adblock
detector