Объем трубы: как использовать формулу для правильных расчетов и предотвращения ошибок?

Хотите узнать, как правильно рассчитать объем трубы и избежать ошибок? В нашей статье представлена формула расчета объема трубы и подробные пояснения. Научитесь применять этот метод для различных проектов и задач, связанных с трубопроводами и гидравлическими системами!

Трубы настолько широко применяется в народном хозяйстве, что перечислить все направления их использования просто невозможно. И очень часто нужно определить объем трубы, для чего применяется онлайн калькулятор. Используя этот инструмент можно быстро и достаточно точно высчитать объем единичного изделия или цельного трубопровода любой протяжённости.Предлагаем вам воспользоваться нашим бесплатным онлайн калькулятором для определения объема воды в трубе.

При расчете Вы узнаете объем воды или любой другой жидкости в одном метре трубы, так же сможете рассчитать объем во всем трубопроводе и площадь поверхности рассчитываемого участка.

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.

Немного о конструкции двигателя Лада 21083 8 клапанов

Недостаточная мощность 1,3-литрового двс восьмого семейства потребовала создания более крупного силового агрегата. Конструкторы расточили базовый блок под поршни 82 мм, тем самым увеличив рабочий объем на 200 кубиков. В результате получившийся мотор прибавил 9 л.с. и 11 Нм крутящего момента.

Именно на этом моторе инженеры АвтоВАЗа впервые применили хонингование цилиндров, что им позволило практически отказаться от обязательной обкатки двигателя. А также диаметр впускных клапанов увеличили с 35 мм до 37 мм. Привод ГРМ остался без изменений, однако при обрыве ремня клапана не гнет.

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:

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

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:

L — длина трубы, мм

S — площадь сечения трубы, мм² .

Рассчитываем площадь сечения при помощи формулы:

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.

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.

Рекомендуем: Как продуть батарею отопления: пять самых эффективных способов

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.

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.

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”.

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:

• Итак, зная все показатели, высчитываем общий объем 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:

• 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.

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.

Советы при определении объёма труб

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.

Требования ГОСТ и СНиП

В современных многоэтажных домах монтаж системы отопления осуществляют, опираясь на требования ГОСТа и СНиП. В нормативной документации оговорен диапазон температур, которые центральное отопление должно обеспечить. Это от 20 до 22 градусов С при параметрах влажности от 45 до 30%.

Чтобы достичь этих показателей, необходим просчет всех нюансов в работе системы еще при разработке проекта. Задача теплотехника — обеспечить минимальную разность значений давления жидкости, циркулирующей в трубах, между нижними и последними этажами дома, сократив тем самым теплопотери.

На реальную величину давления влияют следующие факторы:

• Состояние и мощность оборудования, подающего теплоноситель.
• Диаметр труб, по которым теплоноситель циркулирует в квартире. Бывает, что желая повысить температурные показатели, хозяева сами меняют их диаметр в большую сторону, снижая общее значение давления.
• Расположение конкретной квартиры. В идеале это не должно иметь значения, но в действительности существует зависимость от этажа, и от удаленности от стояка.
• Степень износа трубопровода и нагревательных приборов. При наличии старых батарей и труб не следует ожидать, что показатели давления останутся в норме. Лучше предупредить возникновение нештатных ситуаций, заменив отслужившую свое теплотехнику.

• на подаче теплоносителя от источника и на выходе;
• перед насосом, фильтрами, регуляторами давления, грязевиками и после этих элементов;
• на выходе трубопровода из котельной или ТЭЦ, а также на вводе его в дом.

Обратите внимание: 10% разницы между нормативным рабочим давлением на 1 и 9 этаже — это нормально

Внутренний объем

Существенно облегчает расчет расчет объема воды в 1 метре трубы таблица, приведенная ниже. Она содержит параметры трубопроводов и объемы 1 и 10 погонных метров. Значения приведены именно в литрах, поскольку большинство проблем возникает именно на стадии перевода кубометров в литры. Вместо того, чтобы мучиться с калькулятором и считать количество воды в 1 погонном метре, таблица сразу выдает нужное значение, необходимо лишь измерить внутренний диаметр. Если это сделать невозможно, система собрана и уже функционирует, то можно вычесть из имеющегося диаметра 2 или 4 мм и найти необходимое значение.

Из таблицы можно получить данные о всех существующих типоразмерах труб с внутренним диаметром от 4 до 1000 мм. Это самые распространенные варианты, а другие вряд ли могут понадобиться. Данные достаточно точны, и могут обеспечить вполне качественный подсчет параметров системы или отдельной трубы.

Как найти высоту цилиндра зная диаметр и объем?

Для того, чтобы найти высоту цилиндра по известному диаметру и объему, необходимо воспользоваться формулой для объема цилиндра, а затем решить уравнение относительно высоты.

Объем цилиндра вычисляется по формуле:

V = πr^2h,

где V — объем цилиндра, π — математическая константа (приблизительно равна 3,14), r — радиус цилиндра (половина диаметра), h — высота цилиндра.

Для нахождения высоты цилиндра по известному диаметру необходимо сначала найти радиус цилиндра, который равен половине диаметра:

r = d/2,

где d — диаметр цилиндра.

Подставляем значение радиуса и объема в формулу для объема цилиндра и решаем уравнение относительно высоты:

V = πr^2h,

h = V / (πr^2).

Таким образом, высота цилиндра вычисляется как отношение объема к произведению квадрата радиуса и числа π.

Видео. Расчет объема трубы