При прокладке коммуникаций и выполнении ремонтных работ необходимо учитывать объем воды в трубе, а также ряд других параметров. Неаккуратные расчеты могут привести к нежелательным ситуациям, таким как излишние затраты на транспортировку и монтаж. Если вас интересует процесс расчета объема трубы, то мы рассмотрим эту процедуру более подробно.
От такого параметра, как объем трубы, зависит количество рабочей среды, которая будет транспортироваться по трубопроводу
- Как выполняется расчет на промышленном объекте
- Как выполняется расчет внешнего (фактического) объема круглой трубы
- Выполнение расчета внутреннего (полезного) объема круглой трубы
- Как выполняются расчеты объема труб с профильным сечением
Как выполняется расчет на промышленном объекте
Объем водопроводной, газовой, канализационной или отопительной трубы рассчитывается в двух видах:
- Внешнем или фактическом.
- 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:
- внешнего;
- внутренней полости.
Измеряя диаметр трубы в метрической системе, следует знать, как правильно перевести полученное значение в дюймы
Используется формула объема цилиндра:
V = πR2H.
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:
- Из левой колонки берется величина условного прохода — Ду и соответствующее ей значение наружного диаметра в следующей колонке.
- Зная тип трубы, производится вычитание из величины наружного диаметра удвоенной толщины стенки.
- Полученное значение внутреннего диаметра делением на два превращается в значение радиуса внутреннего сечения.
Для вычисления площади данного сечения пользуются формулой
S = πr2, где:
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:
V = а2H.
При сечении 180х180 мм для пятиметрового отрезка получаем 0,182х5, что равняется 0,16 м3 или 160 литрам.
При овальном сечении применяют формулу:
V = SL.
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 посчитать средний диаметр трубы?
Средний диаметр трубы (также известный как наружный диаметр) может быть рассчитан по следующей формуле:
Где:
— средний диаметр трубы.
— внутренний диаметр трубы (диаметр от стенки до стенки внутреннего отверстия).
— внешний диаметр трубы (диаметр от стенки до стенки наружной поверхности).
Если у вас есть значения внутреннего и внешнего диаметра трубы, вы можете использовать эту формулу, чтобы рассчитать средний диаметр. Убедитесь, что единицы измерения диаметра согласованы (обычно миллиметры или дюймы).
Если у вас есть только диаметр и толщина стенки трубы, то сначала рассчитайте внутренний и внешний диаметры:
Где:
— диаметр трубы.
Затем используйте формулу для рассчета среднего диаметра, как указано выше.