Расчет веса стальной трубы по формуле

Довольно часто возникает потребность расчёта веса стального трубопроката, который собственно заключатся в расчёте веса одного погонного метра трубы.

В данной статье мы поможем сделать эти вычисления и узнать, вес трубы в зависимости от её характеристик.

Для расчёта веса трубы можно использовать несколько вариантов, одним из них является специальная таблица веса стальных труб, другим ГОСТ веса труб, а так же расчёт по специальным формулам.

Сегодня мы рассмотрим последний вариант, а именно расчёт веса трубы по формулам.

Данные формулы практически не отличаются по своим результатам, и вполне подходят для расчёта веса стального трубопроката.

Сразу стоит сказать, что имеющиеся две формулы расчёта массы трубы, не ограничиваются, какими то видами стальных труб, это могут быть и газовые и электросварочные трубы, расчёт их веса неизменен и результат будет верным (в пределах этих формул).

Зная формулы и необходимости расчёта веса стального металлопроката, в зависимости от его характеристик вы можете использовать одну из предложенных формул.

Теперь давайте перейдём непосредственно к формулам.

Первая формула по расчёту веса стального металлопроката:

 Мп = ((Ду – Тс)/40,5)*Тс.

Где,

Ду – собственно диаметр стальной трубы, который измеряется в миллиметрах;

Тс – это толщина стенки стальной трубы, мера измерения миллиметры;

Мп – вес погонного метра трубы.

Теперь перейдём ко второй формуле расчёта веса труб из стали:

Вот собственно вторая наша формула: Мп = (Ду – Тс)*Тс*0,0246615,

Где,

Ду – диаметр стальной трубы, измеряемый в миллиметрах;

Тс – толщина стенки трубы из стали, единицы измерения миллиметры;

Мп – итоговый результат, как и в прошлой формуле, представляет собой вес одного погонного метра стальной трубы.

Как видите в данных формулах нет ничего сложного, для их использования и вычисления веса труб не требуется особых знаний и умений, достаточно знать формулы и иметь под ругой калькулятор.

Читайте так же:

Запорные краны

Норсеманы и цанги

www.junona-2.ru

Расчёт площади трубы онлайн калькулятор

Пло́щадь — численная характеристика двумерной (плоской или искривлённой) геометрической фигуры[1], неформально говоря, показывающая размер этой фигуры. Исторически вычисление площади называлось квадратурой.

Википедия

Как посчитать площадь трубы

Нашим калькулятором можно без труда подсчитать площадь круглой трубы по диаметру

Расчёт площади трубы калькулятор

Введите диаметр трубы мм

---

Введите длину трубы метров

---

Площадь трубы равна 0 м²

---

Рассчитать площадь

 

Если знаете диаметр трубы в дюймах и не знаете сколько это в миллиметрах воспользуйтесь нашей таблицей ниже для перевода дюймов в миллиметры

 

 

Площадь поверхности трубы формула

Формула расчёта — S=пDL
S- площадь трубы
D- диаметр
L- длина
п- число пи = 3,14

Трубные дюймы в миллиметры таблица

Диаметр в дюймах	Диаметр, мм
1/4	10,2
1/3	13,5
2/5	17
1/2	21,3
3/4	26,8
1	33,5
1 1/4	42,3
1 1/2	48
2	60
2 1/2	75,5
3	88,5
3 1/2	101,3
4	114
5	140
6	165

home-my.ru

Расчет веса трубы | Формула расчета веса трубы

Работая в металлургии, часто приходится сталкиваться с расчетом веса трубы стальной. Чтобы знать, сколько именно может весить партия такого товара, не обязательно ее взвешивать на весах. На этот случай можно воспользоваться специальными таблицами, в которых указан теоретический вес одного погонного метра трубы изготовленной из определенного вида металла. Такие таблицы составлены на основе ГОСТ и распространяются на те виды продукции, которые производятся по его стандарту.

Формула расчета теоретического веса трубы

Рассчитать вес трубы можно так же по специальным формулам, которые мы рассмотрим ниже. Данными в таких формулах являются размеры труб, которые можно взять из заводской маркировки. Итак, во всех формулах расчета мы будем находить вес 1 погонного метра.

Для полых труб круглого сечения:

Вес 1 п/м [кг] = (Д — Т) * Т * 0,025

где:

Д – наружный диаметр трубы [мм];
Т – толщина стенки [мм];
0,025 – постоянный коэффициент для круглой трубы.

Для полых труб квадратного сечения:

Вес 1 п/м [кг] = (Ш — Т) * Т * 0,0316

где:

Ш – размер одной из сторон [мм];
Т – толщина стенки [мм];
0,0316 – постоянный коэффициент для квадратной трубы.

Для полых труб прямоугольного сечения:

Вес 1 п/м [кг] = (Ш1 + Ш2 — 2Т) * Т * 0,0158

где:

Ш1 – размер одной стороны [мм];
Ш2 – размер второй стороны [мм];
Т – толщина стенки [мм];
0,0158 – постоянный коэффициент для прямоугольной трубы.

Формула расчета веса листа нержавейки

Вес 1 п/м [кг] = Т * 7,9 – он же вес 1 м.кв.

Вес одного листа [кг] = Т * Ш1 * Ш2 * 0,0000079

где:

Ш1 – размер одной стороны [мм];
Ш2 – размер второй стороны [мм];
Т – толщина стенки [мм];
0,0000079 – постоянный коэффициент для листа нержавейки.

Формула расчета веса квадрата нержавейки

Вес 1 п/м [кг] = Ш * Ш * 0,0079

где:

Ш – ширина [мм].

Формула расчета веса круга нержавейки

Вес 1 п/м [кг] = Д * Д * 0,00625

где:

Д– внешний диаметр [мм].

www.ltmplus.ru

Вес трубы. Пример расчёта веса трубы стальной круглой

Прежде, чем купить, необходимо рассчитать вес трубы стальной. Обусловлено это такими факторами. Во-первых, продаётся подобная продукция именно по весу. И, во-вторых, полученные данные позволят определить прочность создаваемой конструкции. Любой соответствующий ГОСТ содержит таблицу веса стальной трубы с указанием стандартной массы 1 м погонного. Однако реальные значения могут разниться от стандартных, даже если толщина стенки и диаметр не отличаются.

Вес трубы — это важный параметр, который необходимо учитывать при проектировании конструкций из таких изделий

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

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.

Важно! Одной из основных характеристик при расчете веса трубы круглой является марка стали.

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:

S_нар. = 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.

Важно! Если обратиться к соответствующему ГОСТу, то в таблице вы увидите совсем другое значение веса трубы круглой стальной. Обусловлено это тем, что производители используют допустимые этим документом погрешности.

Как подсчитывается вес трубы круглой простейшим способом

Хоть выше приведённые методики назвать сложными нельзя, существует ещё более простой способ расчёта веса трубы по диаметру, а также толщине стенки. Выглядит формула так:

P = π*(D — S_ст)*S_ст*Т.

Здесь: D – внешний диаметр; Sст. – толщина стенки; T – плотность (удельный вес).

В нашем случае получается:

                 Р = 3,14*(0,168 — 0,008)*0,008*7850 = 31,55 кг.

Таким способом можно узнать, сколько завесит труба любого размера. Например, 1м изделия с внешним диаметром 75,5 мм и толщиной стенки 4,5 мм весит:

              Р = 3,14*(0,0755 — 0,0045)*0,0045*7850=7,82 кг.

Ну а для того, чтобы узнать всю массу трубы стальной, нужно полученное число умножить на количество метров используемой трубной продукции.

На конечный результат влияет не только марка стали, но и способ производства. Так, например, вес бесшовного изделия не будет таким же, как стального электросварного, даже если их внешние диаметры и толщины стенок одинаковы. Ведь для производства каждого вида материала используется сырье (имеется в виду сталь) определённого состава, характеризующееся индивидуальным значением плотности.

И ещё один момент. Вес оцинкованного изделия трубного проката на 3 процента больше, чем неоцинкованного, имеющего аналогичные размеры.

Оцинкованные трубы будут тяжелее точно таких же обычных на 3%

Пример расчета веса стальной трубы профильной

На рынке присутствуют стальные изделия не только круглые, но и с квадратным, а также прямоугольным сечением. Сначала поговорим о том, как узнаётся вес трубы  квадратного профиля.

Формула для расчёта выглядит так:

P = (L — S_ст)*S_ст*0,0316.

Здесь: P вес одного метра стального трубного проката; L – размер стороны; Sст. – толщина стенки; 0,0316 – это постоянный коэффициент, найденный эмпирическим путём.

Например, если L=33,5 мм, Sст. = 4 мм, то:

                  (33,5-4)×4×0,03163,73 кг.

Теперь о том, как узнаётся вес трубы с прямоугольным сечением. Для этого используется следующая формула:

            P = (L1 — L₂ — S_ст)*S_ст*0,0158,

где L1 и L2 – размеры сторон; Sст. – толщина стенки; 0,0158 — это тоже постоянный коэффициент, определяемый эмпирическим путём.

Например, если L1= 40 мм, L2= 20 мм, Sст. =2 мм, вес 1 метра трубы стальной прямоугольной будет равен:

Р = (40+20-2*2)*2*0,0158≈1,77 кг.

Как рассчитывается вес трубы с необычным сечением

Иногда в строительстве используется продукция трубного проката не только с прямоугольным, квадратным и круглым сечением. Например, из изделий с овальным сечением изготавливаются разнообразные ограждения и перила. А в машиностроении они нашли широкое применение при создании радиаторов охлаждения и разнообразных гидравлических систем.

Для просчета веса труб с сечением необычной формы нужно знать марку стали, из которой они произведены

Для расчета веса трубы с необычным сечением, необходимо воспользоваться следующей формулой:

             P = ρ*X*L,

где P масса изделия; ρ — плотность материала; X – площадь сечения; L – длина единицы трубного проката.

Эта формула пригодится для изделий с любым сечением. Чтобы понять, соответствует ли указанным в заказе требованиям полученная продукция, достаточно выбрать из партии проката несколько образцов, измерить и подсчитать.

Совет! Если вам известен вес партии, воспользовавшись этой формулой можно узнать, сколько метров трубного проката вам было поставлено: L = P/ρ*X.

Точность расчёта массы труб стальных этим способом составляет  процентов. Конечный результат зависит от многих факторов, в числе которых состав стали, степень коррозии металла, однородность толщины стенок, даже влажность воздуха, не говоря уже температуре окружающей среды. Поэтому, чтобы получить более точное значение веса металлической трубы, по крайней мере, необходимо уточнить марку стали и при проведении вычислений в формулу подставлять именно её плотность (удельный вес). Для измерений рекомендуется использовать инструмент поточнее рулетки, особенно при замере толщины стенки.

Альтернативный расчёт веса 1 м трубы стальной

Для выяснения веса круглой трубы заниматься сложными расчётами совсем не обязательно. Выход в интернет позволит без труда найти и воспользоваться онлайн-калькулятором массы для расчёта материалов обоих видов – и круглого, и профильного.

Вместе с тем, чтобы узнать вес трубы, можно поступить следующим образом: просто ознакомиться с таблицей, размещённой в соответствующем стандарте. Опять же, делать это можно через интернет. Например, при необходимости приобрести водопроводную трубу в поисковую строку Яндекса или Гугла вбейте фразу «ГОСТ 3262 75». В ответ вы получите порядка миллиона вариантов. Кликните на наиболее подходящий и на первой странице этого нормативного документа вы увидите таблицу веса стальной трубы. Вам останется только отыскать строку и столбец, в которых отображены размеры вашей трубной продукции. Там представлено значение теоретического веса трубы стальной круглой. Но от фактического оно мало отличается. А максимально точную массу трубы можно узнать только взвешиванием.

Самый точный результат дает взвешивание труб, его можно провести крановыми весами про покупке трубы на металлобазе

Делаем выводы

Их, собственно, несколько.

• различные методики расчёта веса 1 м трубы дают достаточно заметный разброс результатов. Это не критично с точки зрения запаса прочности металлоконструкций: данная характеристика стали в любом случае с избытком покроет отклонения от рассчитанной массы одного метра трубного проката. Однако при закупке большой партии труб можно ошибиться по метражу в меньшую или большую сторону. А это вызовет необходимость повторной закупки либо приведёт к перерасходу бюджета;
• делая закупку труб, целесообразнее опираться на цифры, представленные в ГОСТе. Тогда при возникновении спорной ситуации ваши аргументы будут более убедительными. Например, в нормативном документе сказано, что в тонне стального трубного проката должно быть 110 метров труб, а там оказалось 120. В таком случае можно предположить, что производитель в целях экономии пренебрёг требованиями стандартов. Впрочем, здесь не исключён и человеческий фактор.

Совет! Предварительно сделанный расчёт позволит ориентировочно определить частоту установки опор наружного трубопровода, чтобы не допустить его провисания.

Если докупать трубы всё-таки придётся и эта процедура не связана с большими сложностями, из соображений экономии лучше принимать во внимание минимальное из расчётных значений веса.

trubamaster.ru

площади поверхности, толщины стенки, массы

При строительстве и обустройстве дома трубы не всегда используются для транспортировки жидкостей или газов. Часто они выступают как строительный материал — для создания каркаса различных построек, опор для навесов и т.д. При определении параметров систем и сооружений необходимо высчитать разные характеристики ее составляющих. В данном случае сам процесс называют расчет трубы, а включает он в себя как измерения, так и вычисления. 

Для чего нужны расчеты параметров труб

Содержание статьи

В современном строительстве используются не только стальные или оцинкованные трубы. Выбор уже довольно широк — ПВХ,  полиэтилен (ПНД и ПВД), полипропилен, металлопластк, гофрированная нержавейка. Они хороши тем, что имеют не такую большую массу, как стальные аналоги. Тем не менее, при транспортировке полимерных изделий в больших объемах знать их массу желательно — чтобы понять, какая машина нужна. Вес металлических труб еще важнее — доставку считают по тоннажу. Так что этот параметр желательно контролировать.

То, что нельзя измерить, можно рассчитать

Знать площадь наружной поверхности трубы надо для закупки краски и теплоизоляционных материалов. Красят только стальные изделия, ведь они подвержены коррозии в отличие от полимерных. Вот и приходится защищать поверхность от воздействия агрессивных сред. Используют их чаще для строительства заборов, каркасов для хозпостроек (гаражей, сараев, беседок, бытовок), так что условия эксплуатации — тяжелы, защита необходима, потому все каркасы требуют окраски. Вот тут и потребуется площадь окрашиваемой поверхности — наружная площадь трубы.

При сооружении системы водоснабжения частного дома или дачи, трубы прокладывают от источника воды (колодца или скважины) до дома — под землей. И все равно, чтобы они не замерзли, требуется утепление. Рассчитать количество утеплителя можно зная площадь наружной поверхности трубопровода. Только в этом случае надо брать материал с солидным запасом — стыки должны перекрываться с солидным запасом.

Сечение трубы необходимо для определения пропускной способности — сможет ли данное изделие провести требуемое количество жидкости или газа. Этот же параметр часто нужен при выборе диаметра труб для отопления и водопровода, расчета производительности насоса и т.д.

Внутренний и наружный диаметр, толщина стенки, радиус

Трубы — специфический продукт. Они имеют внутренний и наружный диаметр, так как стенка у них толстая, ее толщина зависит от типа трубы и материала из которого она изготовлена. В технических характеристиках чаще указывают наружный диаметр и толщину стенки.

Внутренний и наружный диаметр трубы, толщина стенки

Имея эти два значения, легко высчитать внутренний диаметр — от наружного отнять удвоенную толщину стенки: d = D — 2*S. Если у вас наружный диаметр 32 мм, толщина стенки 3 мм, то внутренний диаметр будет: 32 мм — 2 * 3 мм = 26 мм.

Если же наоборот, имеется внутренний диаметр и толщина стенки, а нужен наружный — к имеющемуся значению добавляем удвоенную толщину стеки.

С радиусами (обозначаются буквой R) еще проще — это половина от диаметра: R = 1/2 D. Например, найдем радиус трубы диаметром 32 мм. Просто 32 делим на два, получаем 16 мм.

Измерения штангенциркулем более точные

Что делать, если технических данных трубы нет? Измерять. Если особая точность не нужна, подойдет и обычная линейка, для более точных измерений лучше использовать штангенциркуль.

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

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

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

Как высчитать площадь поперечного сечения

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

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.

stroychik.ru

формула через диаметр, наружная поверхность, сечение, как посчитать и вычислить

Содержание:

Проектирование любого трубопровода – ответственное дело, от качественного проведения которого зависит скорость, дешевизна и даже сама возможность дальнейших работ. Краеугольный камень такого проектирования – расчёт геометрических параметров элементов системы: площади трубы (в сечении), площадей наружной поверхности трубы и внутренней. На этих параметрах строятся все дальнейшие расчёты, в том числе гидравлические, термодинамические и прочностные. Простейшим методам вычисления параметров труб посвящена эта статья.

Для чего нужны геометрические вычисления

Прежде чем начать замерять или узнавать исходные размеры, необходимо осознать, для каких целей послужат произведённые вычисления.

Таких целей несколько:

1. Вычисление термодинамических параметров системы. Формула площади поверхности трубы необходима при расчёте теплоотдачи отдельной трубы, участка трубопровода или, к примеру, тёплого пола. Для того, чтобы узнать эти параметры, необходимо высчитать общую площадь изделия или системы, с которой в окружающую среду происходит теплоотдача.
2. Расчёт теплопотерь по направлению «источник тепла-отопительный прибор». В этом случае наибольшая потеря тепловой энергии происходит на самом длинном участке с наибольшей площадью контакта с окружающей средой, то есть опять-таки в трубах. Поэтому, как и в предыдущем случае, узнав площадь поверхности теплоотдачи, можно, основываясь на этом значении и количестве выделяемого тепла в исходной точке, спланировать число и размер отопительных приборов в будущей системе. Читайте также: «Как рассчитать площадь поверхности трубы – примеры расчета внешней и внутренней площади».
3. Оценка необходимого количества теплоизоляционных материалов. При работе труб в условиях холодного климата или резких перепадов наружной температуры без использования утеплителя не обойтись, а чтобы рассчитать точное его количество, необходимо найти площадь труб (в данном случае наружную), которые нужно покрыть термоизоляционным слоем. Следует отметить, что в промышленных масштабах правильный расчёт количества утеплителя поможет значительно сэкономить средства предприятия, сократив затраты и на непредвиденный ремонт (если утеплителя закупили меньше и трубы промёрзли), и на ненужный материал. Впрочем, небольшой запас утеплителя при закупке всё же необходим.
4. Расчёт количества денежных средств, необходимых для приобретения нужного количества смазок, антикоррозийных покрытий, красящих веществ и т.п. К примеру, способ, как посчитать площадь трубы под покраску, достаточно прост: необходимое значение рассчитывается с помощью двух параметров – длины трубы и наружного диаметра (о формуле расчёта ниже). Второй шаг – получение данных о расходе покрытия на квадратный метр поверхности (или приведение исходного значения к метрическим единицам). После этого можно вычислить необходимое количество краски на всю длину трубы или трубопровода. Как и в предыдущем случае, точный расчёт поможет сократить расходы на закупку красящих веществ. В случае же, когда расход материала значительно больше запланированного, следует или уменьшить неэффективную толщину покрытия, или задуматься о намеренных или случайных потерях в процессе производства, упаковки или использования продукции.
5. Вычисление максимальной пропускной способности трубы. Давайте разберемся, как рассчитать пропускную способность трубы правильно. В этом случае необходим расчёт площади сечения трубы. Опираясь на полученное максимальное значение производительности, рассчитывают (в процентном соотношение) и рабочее, которое в итоге и используется в технологической схеме. Следует отметить, что и расчёт проходимости трубы важен для проектирования трубопроводов. Ошибка в меньшую сторону приведёт к угрозе частых засорений и, соответственно, необходимости внеплановых ремонтов. Отклонение в большую строну грозит недостаточным гидравлическим напором, ударяющим по производительности, и, в случае конструирования теплопередающих установок, излишними потерями тепла во время работы и простоя.

Формулы расчёта

Многие люди недолюбливают математические расчёты, однако, поскольку труба – простой полый цилиндр правильной формы, формулы площади сечения трубы и наружной и внутренней площадей поверхности просты, а вычисления производятся в одно действие.

Вычисление площади сечения

Сечение трубы – это, при условии правильной обрезки, когда торцы перпендикулярны продольной оси изделия, правильный круг.

Площадь круга рассчитывается по формуле:

S=πR^2=π D^2/4,

где π=3,1415926, R – внешний радиус круга, D – его внешний диаметр.

Учитывая толщину стенок трубы, расчёт площади трубы производят по формуле:

S=〖π(R-l)〗^2=〖π(D/2-l)〗^2,

где l – толщина стенки трубы.

Если в первой формуле принять R и D не внешними, а внутренними диаметрами, то учитывать толщину стенки не понадобится, и расчёт можно вести по первому уравнению.

Нужно понимать, что перед тем, как вычислить площадь трубы в сечении, все исходные параметры следует привести к одинаковым единицам измерения (детальнее: «Как рассчитать площадь сечения трубы – простые и проверенные способы»). В принципе, по желанию расчёты можно вести в любых единицах – миллиметрах, сантиметрах, метрах и т.д. главное при проведении дальнейших вычислительных операций привести значение площади к стандартному виду (квадратным метрам).

Следует ещё учитывать, что в напорных трубопроводах рабочая среда перемещается по всему объёму трубы, а в случае устройства самотёчной конструкции жидкость заполняет собой только часть объёма трубы – так называемое живое сечение (прочитайте также: «Как рассчитать объем трубы – советы из практики»). При гидравлических расчётах таких систем, соответственно, учитывается именно площадь живого сечения трубы, то есть площадь поперечного сечения перемещающегося в ней потока.

Вычисление площади наружной поверхности трубы

Как и в предыдущем случае, можно найти площадь трубы через диаметр. Формула расчёта также довольно проста, ведь развёртка площади цилиндра представляет собой прямоугольник, для которого длина одной стороны равна длине окружности наружного сечения, второй – длине отрезка трубы.

Соответственно, формула площади трубы имеет вид:

S=2πRL=πDL,

где R – наружный радиус изделия, D – наружный диаметр, L – продольная длина трубы.

Как и в предыдущем случае, расчёт необходимо вести в одинаковых единицах (например, если диаметр трубы равен 15 мм, а длина – 1,5 м, то при перерасчёте нужно использовать или значения 15 и 1500 мм, или 0,015 и 1,5 м).

Основываясь на величине площади внешней поверхности трубы, рассчитывают необходимое количество красящих материалов или теплоизоляционных веществ.

Вычисление площади внутренней поверхности трубы

Площадь вычисляют по той же формуле, заменяя значения R и D соответственно на внутренние радиус и диаметр.

Можно вычислить требуемое значение и с учётом наружных значений и толщины стенок изделия:

S=2π(R-l)∙L=2π(D/2-l)∙L

Вычисление внутренней площади изделия позволяет проводить гидродинамические расчёты, учитывающие внутреннюю шероховатость.

С этим параметром связано несколько закономерностей:

• при увеличении диаметра трубы влияние шероховатости на движение потока ослабляется;
• если внутренняя поверхность трубы имеет склонность к образованию отложений (например, в случае стальных труб), со временем площадь внутренней поверхности и внутреннего сечения изменяются, а пропускная способность изделия падает.

Как можно убедиться, формулы вычисления основных геометрических параметров труб достаточно просты и могут применяться в расчётах как профессионалами, так и новичками.

trubaspec.com

Как посчитать пропускную способность трубы для разных систем – примеры и правила

Содержание:

Прокладка трубопровода – дело не очень сложное, но достаточно хлопотное. Одной из самых сложных проблем при этом является расчет пропускной способности трубы, которая напрямую влияет на эффективность и работоспособность конструкции. В данной статье речь пойдет о том, как рассчитывается пропускная способность трубы.  

Пропускная способность – это один из важнейших показателей любой трубы. Несмотря на это, в маркировке трубы этот показатель указывается редко, да и смысла в этом немного, ведь пропускная способность зависит не только от габаритов изделия, но и от конструкции трубопровода. Именно поэтому данный показатель приходится рассчитывать самостоятельно.

Способы расчета пропускной способности трубопровода

Перед тем, как посчитать пропускную способность трубы, нужно узнать основные обозначения, без которых проведение расчетов будет невозможным:

1. Внешний диаметр. Данный показатель выражается в расстоянии от одной стороны наружной стенки до другой стороны. В расчетах этот параметр имеет обозначение Дн. Внешний диаметр труб всегда отображается в маркировке.
2. Диаметр условного прохода. Это значение определяется как диаметр внутреннего сечения, который округляется до целых чисел. При расчете величина условного прохода отображается как Ду.

Расчет проходимости трубы может осуществляться по одному из методов, выбирать который необходимо в зависимости от конкретных условий прокладки трубопровода:

1. Физические расчеты. В данном случае используется формула пропускной способности трубы, позволяющая учесть каждый показатель конструкции. На выборе формулы влияет тип и назначение трубопровода – например, для канализационных систем есть свой набор формул, как и для остальных видов конструкций.
2. Табличные расчеты. Подобрать оптимальную величину проходимости можно при помощи таблицы с примерными значениями, которая чаще всего используется для обустройства разводки в квартире. Значения, указанные в таблице, довольно размыты, но это не мешает использовать их в расчетах. Единственный недостаток табличного метода заключается в том, что в нем рассчитывается пропускная способность трубы в зависимости от диаметра, но не учитываются изменения последнего вследствие отложений, поэтому для магистралей, подверженных возникновению наростов, такой расчет будет не лучшим выбором. Чтобы получить точные результаты, можно воспользоваться таблицей Шевелева, учитывающей практически все факторы, воздействующие на трубы. Такая таблица отлично подходит для монтажа магистралей на отдельных земельных участках.
3. Расчет при помощи программ. Многие фирмы, специализирующиеся на прокладке трубопроводов, используют в своей деятельности компьютерные программы, позволяющие точно рассчитать не только пропускную способность труб, но и массу других показателей. Для самостоятельных расчетов можно воспользоваться онлайн-калькуляторами, которые, хоть и имеют несколько большую погрешность, доступны в бесплатном режиме. Хорошим вариантом большой условно-бесплатной программы является «TAScope», а на отечественном пространстве самой популярной является «Гидросистема», которая учитывает еще и нюансы монтажа трубопроводов в зависимости от региона.

Расчет пропускной способности газопроводов

Проектирование газопровода требует достаточно высокой точности – газ имеет очень большой коэффициент сжатия, из-за которого возможны утечки даже через микротрещины, не говоря уже о серьезных разрывах. Именно поэтому правильный расчет пропускной способности трубы, по которой будет транспортироваться газ, очень важен.

Если речь идет о транспортировке газа, то пропускная способность трубопроводов в зависимости от диаметра будет рассчитываться по следующей формуле:

Где р – величина рабочего давления в трубопроводе, к которой прибавляется 0,10 МПа;

Ду – величина условного прохода трубы.

Указанная выше формула расчета пропускной способности трубы по диаметру позволяет создать систему, которая будет работать в бытовых условиях.

В промышленном строительстве и при выполнении профессиональных расчетов применяется формула иного вида:

• Qmax = 196,386 Ду2 * p/z*T,

Где z – коэффициент сжатия транспортируемой среды;

Т – температура транспортируемого газа (К).

Эта формула позволяет определить степень разогрева транспортируемого вещества в зависимости от давления. Увеличение температуры приводит к расширению газа, в результате чего давление на стенки трубы повышается (прочитайте: «Почему возникает потеря давления в трубопроводе и как этого можно избежать»).

Чтобы избежать проблем, профессионалам приходится учитывать при расчете трубопровода еще и климатические условия в том регионе, где он будет проходить. Если наружный диаметр трубы окажется меньше, чем давление газа в системе, то трубопровод с очень большой вероятностью будет поврежден в процессе эксплуатации, в результате чего произойдет потеря транспортируемого вещества и повысится риск взрыва на ослабленном отрезке трубы.

При большой необходимости можно определить проходимость газовой трубы с помощью таблицы, в которой описана взаимозависимость между наиболее распространенными диаметрами труб и рабочим уровнем давления в них. По большому счету, у таблиц есть тот же недостаток, который имеет рассчитанная по диаметру пропускная способность трубопровода, а именно – невозможность учесть воздействие внешних факторов.

Расчет пропускной способности канализационных труб

При проектировании канализационной системы нужно в обязательном порядке рассчитывать пропускную способность трубопровода, которая напрямую зависит от его вида (канализационные системы бывают напорными и безнапорными). Для осуществления расчетов используются гидравлические законы. Сами расчеты могут проводиться как при помощи формул, так и посредством соответствующих таблиц.

Для гидравлического расчета канализационной системы требуются следующие показатели:

• Диаметр труб – Ду;
• Средняя скорость движения веществ – v;
• Величина гидравлического уклона – I;
• Степень наполнения – h/Ду.

Как правило, при проведении расчетов вычисляются только два последних параметра – остальные после этого можно будет определить без особых проблем. Величина гидравлического уклона обычно равна уклону земли, который обеспечит движение стоков со скоростью, необходимой для самоочищения системы.

Скорость и предельный уровень наполнения бытовой канализации определяются по таблице, которую можно выписать так:

1. 150-250 мм — h/Ду составляет 0,6, а скорость – 0,7 м/с.
2. Диаметр 300-400 мм — h/Ду составляет 0,7, скорость – 0,8 м/с.
3. Диаметр 450-500 мм — h/Ду составляет 0,75, скорость – 0,9 м/с.
4. Диаметр 600-800 мм — h/Ду составляет 0,75, скорость – 1 м/с.
5. Диаметр 900+ мм — h/Ду составляет 0,8, скорость – 1,15 м/с.

Для изделия с небольшим сечением имеются нормативные показатели минимальной величины уклона трубопровода:

• При диаметре 150 мм уклон не должен быть менее 0,008 мм;
• При диаметре 200 мм уклон не должен быть менее 0,007 мм.

Для расчета объема стоков используется следующая формула:

Где а – площадь живого сечения потока;

v – скорость транспортировки стоков.

Определить скорость транспортировки вещества можно по такой формуле:

где R – величина гидравлического радиуса,

С – коэффициент смачивания;

i – степень уклона конструкции.

Из предыдущей формулы можно вывести следующую, которая позволит определить значение гидравлического уклона:

Чтобы вычислить коэффициент смачивания, используется формула такого вида:

Где n – коэффициент, учитывающий степень шероховатости, который варьируется в пределах от 0,012 до 0,015 (зависит от материала изготовления трубы).

Значение R обычно приравнивают к обычному радиусу, но это актуально лишь в том случае, если труба заполняется полностью.

Для других ситуаций используется простая формула:

Где А – площадь сечения потока воды,

Р – длина внутренней части трубы, находящейся в непосредственном контакте с жидкостью.

Табличный расчет канализационных труб

Определять проходимость труб канализационной системы можно и при помощи таблиц, причем расчеты будут напрямую зависеть от типа системы:

1. Безнапорная канализация. Для расчета безнапорных канализационных систем используются таблицы, содержащие в себе все необходимые показатели. Зная диаметр устанавливаемых труб, можно подобрать в зависимости от него все остальные параметры и подставить их в формулу (прочитайте также: «Как выполняется расчет диаметра трубопровода – теория и практика из опыта»). Кроме того, в таблице указан объем проходящей через трубу жидкости, который всегда совпадает с проходимостью трубопровода. При необходимости можно воспользоваться таблицами Лукиных, в которых указана величина пропускной способности всех труб с диаметром в диапазоне от 50 до 2000 мм.
2. Напорная канализация. Определять пропускную способность в данном типе системы посредством таблиц несколько проще – достаточно знать предельную степень наполнения трубопровода и среднюю скорость транспортировки жидкости. Читайте также: «Как рассчитать объем трубы – советы из практики».

Таблица пропускной способности полипропиленовых труб позволяет узнать все необходимые для обустройства системы параметры.

Расчет пропускной способности водопровода

Водопроводные трубы в частном строительстве применяются чаще всего. На систему водоснабжения в любом случае приходится серьезная нагрузка, поэтому расчет пропускной способности трубопровода обязателен, ведь он позволяет создать максимально комфортные условия эксплуатации будущей конструкции.

Для определения проходимости водопроводных труб можно использовать их диаметр (прочитайте также: «Как определить диаметр трубы – варианты замеров окружности»). Конечно, данный показатель не является основой для расчета проходимости, но его влияние нельзя исключать. Увеличение внутреннего диаметра трубы прямо пропорционально ее проходимости – то есть, толстая труба почти не препятствует движению воды и меньше подвержена наслоению различных отложений.

Впрочем, есть и другие показатели, которые также необходимо учитывать. Например, очень важным фактором является коэффициент трения жидкости о внутреннюю часть трубы (для разных материалов имеются собственные значения). Также стоит учитывать длину всего трубопровода и разность давлений в начале системы и на выходе.  Немаловажным параметром является и количество различных переходников, присутствующих в конструкции водопровода.

Пропускная способность полипропиленовых труб водопровода может рассчитываться в зависимости от нескольких параметров табличным методом. Одним из них является расчет, в котором главным показателем является температура воды. При повышении температуры в системе происходит расширение жидкости, поэтому трение повышается. Для определения проходимости трубопровода нужно воспользоваться соответствующей таблицей. Также есть таблица, позволяющая определить проходимость в трубах в зависимости от давления воды.

Самый точный расчет воды по пропускной способности трубы позволяют осуществить таблицы Шевелевых. Помимо точности и большого числа стандартных значений, в данных таблицах имеются формулы, позволяющие рассчитать любую систему. Данный материал в полном объеме описывает все ситуации, связанные с гидравлическими расчетами, поэтому большинство профессионалов в данной области чаще всего используют именно таблицы Шевелевых.

Основными параметрами, которые учитываются в этих таблицах, являются:

• Внешний и внутренний диаметры;
• Толщина стенок трубопровода;
• Период эксплуатации системы;
• Общая протяженность магистрали;
• Функциональное назначение системы.

Заключение

Расчет пропускной способности труб может выполняться разными способами. Выбор оптимального способа расчета зависит от большого количества факторов – от размеров труб до назначения и типа системы. В каждом случае есть более и менее точные варианты расчета, поэтому найти подходящий сможет как профессионал, специализирующийся на прокладке трубопроводов, так и хозяин, решивший самостоятельно проложить магистраль у себя дома. 

trubaspec.com