объем полой трубы формула
Как произвести расчёт объёма трубы?
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.
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.
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
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.
| Номенклатура | Наружн. диаметр (мм) | Толщина стенки (мм) | Внутр. диаметр (мм) |
| 20 х 3,4 | 20 | 3,4 | 13,2 |
| 25 х 4,2 | 25 | 4,2 | 16,6 |
| 32 х 5,4 | 32 | 5,4 | 21,2 |
| 40 х 6,7 | 40 | 6,7 | 26,6 |
| 50 х 8,4 | 50 | 8.4 | 33,2 |
| 63 х 10,5 | 63 | 10,5 | 42,0 |
| 75 х 12,5 | 75 | 12,5 | 50,0 |
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.
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:
Рассчитываем площадь сечения при помощи формулы:
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.
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.
Система отопления для частного дома
Итоговым общим результатом вычисления объема системы считается сумма объемов жидкостей, находящихся в каждом отдельном элементе. Поэтапно рассмотрим процесс расчета объема всей системы отопления:
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.
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).
Далее рассчитываем общий объем труб. Для этого воспользуемся формулой:
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.
Для большей информативности переводим кубические миллиметры в литры, получаем V = 96 литров.
Советы при определении объёма труб
Во время проведения замера длины труб важно учитывать:
Заключение
В современных условиях, при наличии интернета, различных калькуляторов и прочих программных сервисов для определения объема необходимого теплоносителя, знать принципы подсчетов вручную все-таки необходимо. Это может понадобиться при выполнении ремонта и строительства нового дома, для правильного подсчета смен, контроля за выполнением работ и прочее.
Расчет объема трубы: принципы вычислений и правила производства расчетов в литрах и кубических метрах
При нахождении количества необходимой жидкости в отопительной системе часто нужно решить отдельную задачу – выполнить расчет объема трубы с заданными параметрами. Сама вычислительная формула проста. Однако на практике для получения точного результата применять ее нужно аккуратно.
Мы расскажем о том, как рассчитать внутренний объем важной коммуникационной системы. В представленной нами статье детально разобраны варианты проведения вычислений для трубопровода и приборов отопления. С учетом наших советов вы оперативно решите задачу.
Геометрические параметры труб
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.
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.
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
Площадь сечения трубы, имеющей форму круга с известным диаметром, вычисляют по формуле:
S = π * d 2 / 4
Итоговая формула объема трубы с известными внутренним диаметром и длиной будет иметь следующий вид:
V = π * l * d 2 / 4
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.
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
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 * d 2 / 4 = 3.1415926 * 900 * 0.132 * 0.132 / 4 = 12.3 дм 3 = 12.3 л.
Таким образом, теперь можно найти общий объем:
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.
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:
Суммарная длина всех фрагментов равна 8 м (8000 мм). Найдем объем:
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.
Поэтому V = 69272000 / 10 6 = 69.3 дм 3 = 69.3 л.
Большие батареи или системы отопления (которые устанавливают, например, на фермах) требуют значительные объемы теплоносителя.
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.
Для соблюдения точности гораздо важнее правильно определить начало и конец фрагмента:
Закругления можно измерять упрощенно – считать, что они проходят под прямым углом. Такой метод допустим, так как общий их вклад в длину труб незначителен.
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
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.
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”.
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.
Рассчитать объем воды в трубе с помощью онлайн калькулятора
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.
Введите параметры для расчёта в онлайн калькулятор
Предлагаем ввести параметры в для расчета объёма в онлайн калькулятор.
Почему необходимо заранее рассчитать объем жидкости в трубе калькулятором, только после этого приступать к закупкам? Ответ очевиден – для того чтобы определить, сколько надо приобрести теплоносителя, чтобы заполнить систему отопления дома. Особенно это важно для домов периодического посещения, которые на длительное время остаются холодными. Вода внутри такой отопительной системы неминуемо замерзнет, разрывая проводящие элементы и радиаторы. Кроме того, нужно учитывать и моменты которые перечислены в расположенном ниже списке.
Если система водоснабжения или отопления выполняется из металлических изделий, нужно учитывать некоторые их особенности. Так, водогазопроводный сортамент по ГОСТ 3262-84 выпускается трех серий:
При этом различие состоит именно по толщине стенок, что при равенстве внешнего размера, говорит об уменьшении внутреннего сечения для разных исполнений. Поэтому при закупке следует обращать внимание именно на этот показатель, чтобы внутренний проход был одинаков по всей протяженности водопровода или отопления. Расчет объема жидкости в трубе, с использованием калькулятора можно произвести, воспользовавшись следующей формулой:
При расчете нужно руководствоваться не сертификатными данными или вывеской продавца. Желательно тщательно измерить размер внутреннего отверстия, используя штангенциркуль, а при подсчете руководствоваться именно этими данными.
Если конструкция этого измерительного прибора не позволяет производить внутренние замеры, можно мерить наружный диаметр и толщину стенки. Затем первого замера нужно вычесть удвоенный второй, после чего получить достоверный размер проходного отверстия.
Кроме принадлежности к одной серии, о чем упоминалось выше, нужно учитывать возможность использования исходного материала на минусовых допусках, что закономерно повлияет на размер сечения в сторону его увеличения. Если есть возможность воспользоваться при закупке интернетом, можно использовать встроенный программный calculator, рассчитать объем воды в трубе онлайн. Но при этом исходные данные нужно водить реальные. Настоятельно рекомендуем перед использованием калькулятора ознакомиться с инструкцией, в таком случае расчеты будут верными со стопроцентной гарантией.
С их использованием должны рассчитываться также другие параметры системы, включая вес погонного метра и прочее. Широкое применение при выполнении таких операций нашли специально разработанные таблицы. Но они справедливы только для номинальных размеров, любые отклонения они не учитывают. Определяя объем воды в трубе онлайн калькулятором, ошибиться маловероятно.
Как произвести расчет без калькулятора
Трубопроводный транспорт в условиях России играет очень важную роль. По нему перекачиваются огромные количества жидких продуктов. Кроме воды транспортируется сжиженный газ, нефть и продукты её переработки и другие жидкости, в ряде случаев агрессивные.
Алгоритм расчёта вместимости трубы несложен – нужно узнать площадь поперечного сечения и умножить её на длину изделия. Она определяется условиями её транспортировки по железной дороге, база вагона равняется 11,7 метра, поэтому они производятся длиной 11,3-11,7 м.
Вместимость такого изделия определяется диаметром внутреннего пространства, например для размера 820 х 10 миллиметров рабочий диаметр мы можем определить соотношением Д = 820 – 10 х 2 = 800 мм. Однако, лучше сразу перейти к общепринятой единице – метру. При внутреннем диаметре изделия 0,8 метра соотношение для расчёта выглядит следующим образом:
Однако высчитывать объем одиночного изделия не имеет смысла. Лучше сразу применить это соотношение для определения объёма всего трубопровода.
Этот показатель важен для того чтобы знать количества перекачиваемого продукта, которое останется в трубопроводе по окончании транспортировки нужного объема. Однако трубопроводы не используются в режиме разовой перекачки. Они предназначены для постоянной эксплуатации.
По такой же методике рассчитываются объёмы емкостей цилиндрической формы – цистерн, бочек и прочих подобных.
В трубопроводном транспорте для магистралей используются в основной массе электро сварные одно или двух шовные трубы с различной толщиной стенок. Для повышения производительности трубопровода продукты по нему перекачиваются под большим давлением – до 130 атмосфер.
Поэтому для производства используется листовой металл толщиной до 36 миллиметров. Основной способ соединения в трубопроводах – электросварка, поэтому в качестве материала изготовления используются стали с низким содержанием углерода, такие, как 09Г2С, 09Г2ФБ и другие подобные.
Основным регламентирующим документом для производства электро сварных прямо шовных труб являются ГОСТы 10804 и 10805, однако применяются также множество технических параметров, предусматривающих определенные условия изготовления труб которые будут эксплуатироваться в агрессивной среде.
Важным направлением применения труб являются вентиляционные системы промышленного и бытового назначения. Для обеспечения прочностных показателей в них чаще всего используются прямоугольные короба, рассчитывать вместимость которых гораздо проще.
Коробчатые трубопроводы для вентиляции производятся, как правило, из оцинкованной стали, имеющей длительный срок эксплуатации. Но в последнее время наметилась тенденция применение для вентиляционных систем из пластиковых материалов, срок службы которых может превышать этот показатель для металлических аналогов.
Это же относится к использованию пластиков для водопроводных напорных и самотёчных систем.
Точное определение объёма труб и трубопроводов из них доступно всем пользователям сети Интернет и это позволяет избежать серьёзных ошибок при проектировании самых различных объектов народного хозяйства.
Расчёт объёма трубы
Для расчёта объёма трубы нужно воспользоваться школьными знаниями по геометрии. Есть несколько способов: 1. Умножив площадь поперечного сечения фигуры на её длину в метрах, полученный результат будет метры в кубе. 2. Возможно, узнать величину водопровода и в литрах. Для этого объём умножается на 1000 — это количество литров воды в 1 кубометре. 3. Третий вариант — сразу считать в литрах. Понадобится измерения делать в дециметрах — длину и площадь фигуры. Этот более сложный и неудобный способ.
Чтобы вычислить в ручную – без калькулятора, потребуется штангенциркуль, линейка и калькулятор. Для облегчения процесса по определению размера объёма трубы можно воспользоваться онлайн-калькулятором.
Формула для расчёта объёма трубы
Процесс расчёта объёма системы отопления выглядит следующим образом.
Определим площадь сечения трубы
Чтобы узнать точное значение, необходимо сначала рассчитать площадь поперечного сечения. Для этого, следует воспользоваться формулой:
Где R является радиусом трубы, а число Пи равно 3,14. Так как ёмкости для жидкости,как правило, имеют круглую форму, то R возводится в квадрат.
Рассмотрим, как можно сделать вычисления, имея диаметр изделия 90 мм:
Если изделие профилированное, то нужно считать по формуле прямоугольника — S = а х b, где а и b — размер сторон (длина). При определении размера сечения профиля с длиной сторон 40 и 50, необходимо 40 мм х 50 мм = 2000 мм2 или 20 см2.
Для вычисления сечения, необходимо знать внутренний диаметр трубы, который измеряется штангенциркулем, но это не всегда возможно. Если известен только наружный диаметр, и не знаем толщину стен, то потребуются более сложные вычисления. Стандартная толщина бывает 1 или 2 мм, у изделий большого диаметра может достигать 5 мм.
Важно! Приступать к расчёту лучше при наличии точных показателей о толщине стен и внутреннем радиусе.
Формула расчёта объёма трубы
Рассчитать объём трубы в м3, можно воспользовавшись формулой:
То есть, требуется знать всего два значения: площадь сечения (которая была определена заранее) (S) и длина (L).
К примеру, длина трубопровода 2 метра, а площадь сечения пол метра. Для вычисления необходимо взять формулу, по которой определяется площадь круга, и вставить внешний размер поперечины металла:
S = 3,14 х (0,5 / 2) = 0,0625 кв.м.
Итоговый результат будет следующим:
V = HS = 2 х 0,0625 = 0,125 метра куб.
Производя расчёт, важно чтобы во всех показателях была одна единица измерения, иначе результат получится неправильным. Проще брать данные в см2.
Объём водопровода в литрах
Легко посчитать объём жидкости в трубе без калькулятора, если знать внутренний её диаметр, но это не всегда можно сделать, когда радиаторы или отопительные котлы для воды имеют сложную форму. Сегодня такие изделия не редко применяются в строительной сфере, при обустройстве тёплых полов. Поэтому, следует изначально выяснить параметры конструкции, эту информацию можно найти в техпаспорте или сопроводительной документации. Чтобы посчитать размер не стандартной емкости, необходимо залить в неё воду, которая заранее измерена.
Кроме того, кубатура воды будут зависеть и от материала, из которого изготовлен водопровод. К примеру, изделие из стали пропустит на порядок меньше воды, чем равное по размеру полипропиленовое или пластиковое. На это влияет поверхность изнутри, железная более шероховатая, что сказывается на проходимости.
Поэтому, необходимо делать вычисления на каждую ёмкость, если она изготовлена из другого материала, и затем сложить все показатели. Можно воспользоваться специальными сервис-программами или калькуляторами, сегодня их много в интернете, они существенно облегчат процесс установления количества воды в системе.