Андрей Смирнов
Время чтения: ~16 мин.
Просмотров: 5

Как рассчитать площадь поверхности трубы

Сколько литров воды в трубе диаметром 50, 32, 20, 16 мм (длиной 1 метр)?

Объем теплоносителя в различных трубопроводах, таких как полиэтилен низкого давления (ПНД труба) полипропиленовые трубы, металлопластиковые трубы, стальные трубы, необходимо знать при подборе какого либо оборудования, в частности расширительного бака.

К примеру в металлопластиковой трубе диаметр 16 в метре трубы 0,115 гр. теплоносителя.

Вы знали? Скорее всего нет. Да и вам собственно зачем это знать, пока вы не столкнулись с подбором, к примеру расширительного бака.Знать объем теплоносителя в системе отопления необходимо не только для подбора расширительного бака, но и для покупки антифриза. Антифриз продается в неразбавленном до -65 градусов и разбавленном до -30 градусов виде. Узнав объем теплоносителя в системе отопления вы сможете купить ровное количество антифриза. К примеру, неразбавленный антифриз необходимо разбавлять 50*50 (вода*антифриз), а значит при объеме теплоносителя равном 50 литров, вам.

Для того, что бы узнать, какой объем жидкости в одном метре трубы, существуют специальные таблицы, в том числе прилагаемые к трубам. К примеру, в одном метре трубы с внутренним диаметром тринадцать целых и две десятых миллиметра, жидкости будет в объёме ноль целых, сто тридцать семь тысячных литра. А вот к примеру у трубы с внутренним диаметром порядка семидесяти миллиметров, объем жидкости составит порядка четырех литров. Таким образом, зная протяженность трубопровода можно получить итоговое значение, перемножив объем жидкости приходящейся на один метр трубы, на всю длину трубопровода. Так же следует учесть, что помимо трубопровода, жидкость в системе содержится и в радиаторах, коллекторах, и прочих агрегатах и арматуре.

Чтоб узнать количество воды в трубе можно конечно высчитать площадь, потом объём и потом посчитать сколько её там всего, но можно поступить гораздо проще.

Нужно знать какая у вас труба и её.

Иногда требуется рассчитать количество воды, которое находится в трубе отопления или в трубе водоснабжения, либо просто рассчитать объём трубы. Так вот труба представляет собой геометрическую фигуру — цилиндр, только большой высоты, в случае с трубой это длина. Чтобы посчитать сколько воды находится в трубе, нужно воспользоваться формулой вычисления объёма цилиндра. Вычисляется объём цилиндра по следующей.

Широкое применение металлопластиковых труб в бытовых системах водоснабжения и отопления стало возможным благодаря уникальной конструкции, совмещающей в себе положительные черты металлических и пластиковых труб одновременно.

Металлопластиковые трубы – технические характеристики которых, несмотря на популярность изделий, знакомы далеко не каждому, отличаются высокими антикоррозионными свойствами, гибкостью и остаются при этом все такими же прочными. В данной статье мы дадим более подробную характеристику металлопластиковым трубам, опишем их строение и особенности использования.

Металлопластиковые трубы и фитинги для их соединения

Конструкция металлопластиковых труб

Состав труб из металлопластика

В качестве основы металлопластиковой трубы выступает внутренний слой полиэтилена, который придает трубе прочность и выполняет несущую функцию.

К нему посредством клеевого состава прикрепляется слой алюминиевой фольги, препятствующий диффузии.

Правильно определиться с диаметром труб для внутреннего трубопровода не менее важно, чем с материалом для труб. Ведь недостаточный диаметр труб вызывает турбулентность (извилистость) течения воды в них

Как следствие, движение воды в трубе будет сопровождаться сильным шумом, а на её внутренней поверхности в большом количестве будут откладываться известковые отложения.

Необходимо знать, что два метра в секунду – это предельная скорость движения жидкости в водопроводной системе. От этого и нужно отталкиваться в расчётах при выборе диаметра труб для водопровода. Исходя из этого и определяют следующие основные зависимости.

Как длина трубопровода влияет на выбор диаметра труб?

• Если длина трубопровода меньше десяти метров, то диаметр труб размером 20 мм будет достаточен.• Протяжённость трубопровода более тридцати метров предполагает использование труб — диаметром 32 мм.• Для трубопровода, длина которого составляет от 10 до 30 метров, лучше использовать.

Момент инерции квадратной трубы

ТРУБЫ СТАЛЬНЫЕ КВАДРАТНЫЕ

Square steel tubes. Range

ТРУБЫ СТАЛЬНЫЕ КВАДРАТНЫЕ

Square steel tubes. Range

Дата введения 01.01.83

1. Настоящий стандарт распространяется на стальные бесшовные горячедеформированные и холоднодеформированные, электросварные и электросварные холоднодеформированные трубы.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2. Форма и размеры квадратных труб должны соответствовать указанным на чертеже и в табл.1.

Примеры условных обозначений

Трубы наружным размером 40 мм, толщиной стенки 3 мм, длиной, кратной 1250 мм, из стали марки 10, группы В ГОСТ 13663-86:

То же, мерной длиной 6000 мм:

То же, немерной длины:

3. Трубы наружными размерами от 10 до 120 мм толщиной стенки от 1,0 до 8,0 мм изготовляют холоднодеформированными, трубы наружными размерами от 60 до 180 мм толщиной стенки от 4,0 до 14,0 мм изготовляют горячедеформированными, трубы наружными размерами от 10 до 100 мм толщиной стенки от 1,0 до 5,0 мм изготовляют электросварными.

2, 3. (Измененная редакция, Изм. № 1).

4. Радиус закругления R должен быть не более 2 s.

По согласованию изготовителя с потребителем радиус закругления должен быть не более 1,5 s, для электросварных труб размером 60 × 60 × 4 мм — не более 3 s.

5. Трубы изготовляют:

  • бесшовные горячедеформированные — от 4 до 12,5 м,
  • бесшовные холоднодеформированные и электросварные — от 1,5 до 9 м,
  • бесшовные горячедеформированные — от 4 до 12,5 м,
  • бесшовные холоднодеформированные — от 4,5 до 11 м,
  • электросварные — от 5 до 9м.

Предельное отклонение на общую длину +100 мм,

длины кратно и мерной

  • бесшовные горячедеформированные — от 4 до 12,5 м с припуском на каждый рез по 5 мм,
  • бесшовные холоднодеформированные — от 1,5 до 11 м с припуском ни каждый рез по 5 мм,
  • электросварные — любой кратности, не превышающей нижнего предела, установленного для мерных труб.

Общая длина кратных труб не должна превышать верхнего предела мерных труб. Припуск для каждой кратности устанавливается по 5 мм (если другой припуск не оговорен в заказе) и входит в каждую заказываемую кратность.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 3).

6. Предельные отклонения по наружным размерам, толщине стенки и вогнутости сторон не должны превышать указанных в табл. 2.

при точности изготовления

(Измененная редакция, Изм. № 1).

7. Разностенность не должна выводить стенку за предельные отклонения по толщине стенки.

8. В поперечном сечении трубы отклонение от прямого угла не должно превышать ±1,5°.

9. Кривизна труб не должна превышать 2 мм на 1м длины. По требованию потребителя трубы изготовляют без правки, при этом нормы по кривизне не регламентируются.

11. Технические требования должны соответствовать ГОСТ 13663.

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 14.04.82 № 1529

3. ВЗАМЕН ГОСТ 8639-68

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

5. Ограничение срока действия снято Постановлением Госстандарта от 07.09.92 № 1125

6. ИЗДАНИЕ (декабрь 2005 г.) с изменениями 1, 2, 3, утвержденными в июне 1987 г., ноябре 1989 г., сентябре 1992 г. (ИУС 10-87, 2-90, 12-92)

Расчетные значения для квадратных профильных труб

В таблицах 1.1-1.3 приведены расчетные значения для квадратных профильных труб, точнее — для профилей стальных гнутых замкнутых сварных квадратного сечения согласно ГОСТ 30245-2003. Профили изготавливаются на специализированных станах путем формирования круглого трубчатого сечения с продольным сварным швом и последующим обжатием валками в квадратный профиль.

Рисунок 1. Поперечное сечение квадратной профильной трубы (стального гнутого замкнутого профиля сварного квадратного).

Таблица 1.1. Квадратные профильные трубы высотой 40-90 мм

Таблица 1.2. Квадратные профильные трубы высотой 100-160 мм

Таблица 1.3. Квадратные профильные трубы высотой 180-300 мм

Таблица 2.1. Квадратные профильные трубы высотой 10-50 мм (согласно ГОСТ 8639-82)

Таблица 2.1. Квадратные профильные трубы высотой 60-180 мм (согласно ГОСТ 8639-82)

1. Условные обозначения: h — высота профиля, b — ширина профиля, F — площадь поперечного сечения, R — радиус наружного закругления угла, I — момент инерции, W — момент сопротивления, i — радиус инерции.

2. Радиус наружного закругления угла R = 2,0t при t ≤ 6,0 мм, R = 2,5t при 6,0 10,0 мм.

3. Масса 1 м длины профиля определена по площади поперечного сечения, при плотности стали 7,85 г/см 3 .

Момент инерции квадратной трубы Момент инерции квадратной трубы ТРУБЫ СТАЛЬНЫЕ КВАДРАТНЫЕ Square steel tubes. Range ТРУБЫ СТАЛЬНЫЕ КВАДРАТНЫЕ Square steel tubes. Range Дата введения 01.01.83 1 . Настоящий

Методы расчета пропускной способности трубопроводов

Гидравлические расчеты проводятся с целью подбора элементов системы с оптимальными характеристиками для обеспечения бесперебойной работы, уменьшения эксплуатационных расходов и снижения износа оборудования.

Гидравлический расчет трубопровода

Расчеты ведутся с помощью таблиц Шевелева по следующему алгоритму:

  1. Задается нужный расход Q и оптимальная скорость среды на каждом участке.
  2. Подбирается диаметр трубы, определяются потери напора по длине.
  3. Процедура повторяется для всех участков.
  4. Находится удельное значение потери давления на 1 пог. м.
  5. Суммируются все остальные потери от всасывания, местного сопротивления и т.д. Полученное значение должно быть меньше или равно мощности насоса.
  6. Исходя из технических характеристик оборудования определяется расход Qнасоса.
  7. Сравниваются Q и Qнасоса. При приблизительном равенстве значений насос подобран правильно. Если нет, нужно задать новые параметры и посчитать заново.

Расчет пропускной способности канализационных труб

Задается диаметр и угол наклона, при котором сточные воды стекают произвольно, а система постоянно самоочищается (от 0,005 до 0,035 в зависимости от сечения):

Степень наполнения трубы по нормативу 0,6-0,8 и также зависит от диаметра:

Зависимость наполнения от диаметра трубы

По таблицам Лукиных уточняется, соответствует ли выбранный диаметр заданным параметрам. Если есть отклонения, сечение нужно изменить в большую/меньшую сторону. Для более точных расчетов используются графики, формулы и поправочные коэффициенты.

Расчет пропускной способности газопроводов

В соответствии с параметрами проектируемой сети задаются диаметры труб на входе и выходе в ГРС. Затем, сравнивая значения по таблицам, находят такое соотношение, при котором условия максимально соблюдены.

Давление газа в газопроводе: классификация, виды и категории труб
Природный газ используется в быту и на производственных предприятиях. Для доставки его к месту назначения применяют трубопроводы. Важнейший показатель для них — давление газа в газопроводе. Эта…

Как рассчитать параметры дымохода

Главные характеристики, которые определяются в ходе расчетов, — длина трубы дымохода и ее рабочее сечение. При неправильном подборе параметров токсичные вещества не удаляются из камеры сгорания и проникают в помещение.

При проектировании используются нормативы СП 7.13130.2013 и СНиП III-Г.11-62. Хотя последний регламент считается недействующим, там содержатся рекомендации, касающиеся именно дымоходов.

Сложные промышленные устройства рассчитываются в профессиональных бюро, для домашних печей применяется более простая методика.

Пример:

  • Задается скорость движения дыма U=2 м/с.
  • За час в топке сгорает примерно В=6 кг дров влажностью 20-25%.
  • Температура разогретого дыма T=140°.

Объем исходящего дыма определяется по формуле:

Vгаз  = (В х Vтоплx (1+Т/273))/3600, м3/с , где Vтопл — объем воздуха, требуемый для сжигания 1 кг дров. В данном случае это 10 м³, для бурого угла 12 м³, для каменного 17 м³.

Vгаз=6х10х(1+140/273))/3600=0,025 м³/с.

Зная объем исходящего газа и его скорость, можно найти площадь сечения трубы дымохода:

S=Vгаз/U=0,025/2=0,0126 м².

Диаметр определяется по геометрической формуле:

D=2√(S/p)=2√(0,0126/3,14)=0,126 м = 126 мм.

Ближайший диаметр трубы с округлением в большую сторону — 150 мм.

Длина дымохода для обеспечения нормальной тяги подбирается по СП 7.13130.2013, где нормируются высота от оголовка до колосниковой решетки печи, конька крыши, а также расстояние до окружающих крупных объектов.

Момент инерции и момент сопротивления

При определении сечения строительных конструкций очень часто необходимо знать момент инерции и момент сопротивления для рассматриваемого поперечного сечения конструкции. Что такое момент сопротивления и как он связан с моментом инерции изложено отдельно. Кроме того, для сжимаемых конструкций также нужно знать значение радиуса инерции. Определить момент сопротивления и момент инерции, а иногда и радиус инерции для большинства поперечных сечений простой геометрической формы можно по давно известным формулам:

Обычно, этих формул достаточно для большинства расчетов, но случаи бывают всякие и сечение конструкции может быть не такой простой геометрической формы или положение осей, относительно которых нужно определить момент инерции или момент сопротивления, может быть не таким, тогда можно воспользоваться следующими формулами:

Как видно из таблицы 2, высчитывать момент инерции и момент сопротивления для неравнополочных уголков достаточно сложно, да нет в этом необходимости. Для неравнополочных и равнополочных прокатных уголков, а также для швеллеров, двутавров и профильных труб есть сортаменты. В сортаментах значения момента инерции и момента сопротивления приводятся для каждого профиля.

Самостоятельный расчет диаметра трубы по расходу воды

На предприятиях, а также в квартирах и домах в целом расходуется большое количество воды. Цифры огромные, но могут ли они о чем-то сказать еще, кроме факта определенного расхода? Да, могут. А именно, расход воды может помочь рассчитать диаметр трубы. Это, казалось бы, не связанные друг с другом параметры, но на деле взаимосвязь очевидна.

Ведь пропускная способность системы водоснабжения зависит от множества факторов. Весомое место в этом списке как раз и занимает диаметр труб, а также давление в системе. Разберемся в этом вопросе глубже.

Расчет диаметра трубы по расходу воды

Факторы, оказывающие влияние на проходимость воды через трубу

Расход воды через трубу круглого сечения, имеющей отверстие, зависит от размеров этого отверстия. Таким образом, чем оно больше, тем больше воды пройдет через трубу за определенный отрезок времени. Однако не стоит забывать и о давлении. Ведь можно привести пример. Метровый столб продавит воды через сантиметровое отверстие гораздо меньше за единицу времени, нежели столб, имеющий высоту несколько десятков метров. Это очевидно. Поэтому расход воды достигнет своего максимума при максимальном внутреннем сечении изделия, а также при максимальном давлении.

Расчет диаметра

Если вам нужно получить определенный расход воды на выходе системы водоснабжения, тогда не обойтись без расчета диаметра трубы. Ведь этот показатель, наряду с остальными, оказывает влияние на показатель пропускной способности.

Безусловно, существуют специальные таблицы, которые есть в Сети и в специализированной литературе, которые позволяют обойти расчеты, ориентируясь на определенные параметры. Однако высокой точности от таких данных ждать не стоит, погрешность все равно будет присутствовать, даже если учесть все факторы. Поэтому лучший выход для получения точных результатов – самостоятельный расчет.

Расход воды через трубу

Для этого понадобятся такие данные:

  • Расход потребления воды.
  • Потери напора от исходной точки до точки потребления.

Расход потребления воды необязательно рассчитывать – есть цифровой стандарт. Можно взять данные по смесителю, которые гласят, что в секунду расходуется около 0,25 литров. Этой цифрой можно воспользоваться для расчетов.

Таблица расчета диаметра трубы

Немаловажный параметр для получения точных данных – потери напора на участке. Как известно, давление напора в стандартных стояках водоснабжения находится в пределах от 1 до 0,6 атмосфер. Средний показатель – 1,5-3 атм. Параметр зависит от количества этажей в доме. Но это не значит, что, чем выше дом, тем выше давление в системе. В очень высоких домах (более 16 этажей) иногда используется разделение системы на этажи, чтобы нормализовать давление.

Что касается потери напора, этот показатель можно вычислить, используя манометры в исходной точке и перед точкой потребления.

Дальше, используя достаточно сложные формулы, нужно циклично подставлять диаметр и проверять результат. Ведь от диаметра трубы зависит не только расход, но и потери напора.

Если все же знаний и терпения для самостоятельного расчета недостаточно, тогда можно воспользоваться и табличными данными. И пусть они будут обладать определенными погрешностями, данные будут достаточно точны для определенных условий. И тогда по расходу воды будет очень просто и быстро получить диаметр трубы. А значит, система водоснабжения будет рассчитана верно, что позволит получить такое количество жидкости, которое удовлетворит потребности.

Область применения

Круг — одна из фундаментальных фигур, которые окружают человека повсюду. Трубы, колеса, лампы, конфорки у плиты — всё это имеет форму круга или поперечное сечение в виде круга. Расчёт площади такого сечения может понадобиться в следующих ситуациях:

  1. Определение объемов емкостей.
  2. Решение задач по сопротивлению материалов и электротехнике.
  3. Расчет количества материалов при проектировании, строительстве и ремонте.
  4. Ведение поливного земледелия.

Стоит обратить внимание на разницу между кругом и окружностью. Окружность — это замкнутая кривая, все точки которой равно удалены от центра, в то время как круг — это часть плоскости (геометрическая фигура), ограниченная окружностью

Круг имеет ряд характеристик:

  • радиус (r/R) — отрезок, соединяющий центр фигуры с его границей;
  • диаметр (d/D) — отрезок, который соединяет две точки границы круга и проходит через его центр;
  • длина окружности (C/c/L/l).

Выбор толщины провода и автоматического выключателя, исходя из потребляемой мощности и тока.

Ниже — таблица выбора сечения кабеля, исходя из известной мощности или тока. А в правом столбце — выбор автоматического выключателя, который ставится в этот провод.

Макс. мощность,кВт

Макс. ток нагрузки,А

Сечениепровода, мм2

Ток автомата,А

1

4.5

1

4-6

2

9.1

1.5

10

3

13.6

2.5

16

4

18.2

2.5

20

5

22.7

4

25

6

27.3

4

32

7

31.8

4

32

8

36.4

6

40

9

40.9

6

50

10

45.5

10

50

11

50.0

10

50

12

54.5

16

63

13

59.1

16

63

14

63.6

16

80

15

68.2

25

80

16

72.7

25

80

17

77.3

25

80

В этой таблице данные приведены для следующего случая.

— Одна фаза, напряжение 220 В

— Температура окружающей среды +30 С

— Прокладка в воздухе или коробе (в закрытом пространстве)

— Провод трехжильный, в общей изоляции (кабель)

— Используется наиболее распространенная система TN-S с отдельным проводом заземления

— Достижение потребителем максимальной мощности — крайний, но возможный случай. При этом максимальный ток может действовать длительное время без отрицательных последствий.

В том случае, если температура окружающей среды будет больше хотя бы на 20 C, или в жгуте будет находиться несколько кабелей, то рекомендуется выбрать большее сечение.

Еще важно знать какой провод вы покупаете. Некоторые производители занижают сечение жил в кабеле, чтобы сэкономить средства и время

Существует ряд компаний делающих такие провода(перечислять их я не буду).

Способы изготовления труб с квадратным сечением

Как уже было сказано, прямоугольная труба может быть прямошовной или бесшовной. Рассмотрим технологию её производства подробнее.

Бесшовная труба

Прокатное производство труб без шва основывается на деформации разогретой или холодной заготовки на вальцах прокатного оборудования. Это говорит о том, что для изготовления бесшовной продукции применяют две технологии: горячекатную и холоднокатную.

Если использовать первый способ изготовления, то процесс производства будет включать в себя:

  1. Изначально на черновые вальцы прокатного оборудования подается разогретая гильза, произведенная методом прессовки или литья плоской заготовки.
  2. После формирования черновой конструкции полуфабрикат с круглым сечением попадает под давление пресса, за счет чего образуется профиль квадратной формы. Одновременно с этим во внутреннюю часть трубы вводят особый калибр – оправку.
  3. На заключительном этапе производства из полуфабриката изготавливают конечный продукт – стальные прямоугольные трубы бесшовного типа. Для этого черновую заготовку с квадратным сечением пропускают через чистовой прокатный станок, а затем отправляют на калибрующую линию, где формируется окончательный вид продукции. Последним этапом является отпуск готовой трубы – нагрев изделия до необходимой температуры с постепенным охлаждением.

Холодный прокат

Процесс производства прямоугольных труб по холоднокатной технологии включает в себя несколько другой порядок действий:

  1. На черновые вальцы прокатного оборудования поступает не разогретая, а холодная гильза, полученная за счет высадки заготовки из плоского листа.
  2. Затем гильза вкатывается до состояния круглого полуфабриката и подается под пресс, где профиль трансформируется в квадратный на калибрующей оправке.
  3. На следующем этапе заготовку прямоугольной формы калибруют, выкатывая на чистовых вальцах.
  4. В заключение уже почти готова стальная труба с квадратным сечение подвергается отпуску, обеспечивающим устранения напряжений в уплотненных молекулярных связях верхних слоев туловища трубы.

В завершении обзора производства бесшовных труб можно отметить, что, несмотря на внешнюю схожесть горячей и холодной технологии, результаты работ сильно отличаются друг от друга.

Явным отличием является тот факт, что холоднокатная труба квадратной формы, размеры которой ограничиваются пластичностью материала, имеют более тонкие стенки. Труба, изготовленная по технологии горячего проката, обладает немного большей площадью сечения при значительно большей толщине стенок.

Электросварная труба квадратной формы

Сварное производство налажено на специальном оборудовании при помощи гибки листовой заготовки в форму профиля и последующего образования шва на месте стыка. Процесс такого производства выглядит так:

  1. Сварные трубы изготавливаются из листовых заготовок (штрипсов). В самом начале процесса производства от стального рулона отделяют мерную полосу, ширина которой будет равна периметру будущего изделия.
  2. После изготовления штрипса, полосу из стали заправляют в вальцы станка, где формируется профиль будущей трубы. На выходе из стана штрипс становится полуфабрикатом с открытым стыковочным швом и квадратным сечением.
  3. Затем стыковочный шов заваривают при помощи индукционной или электродуговой сварки. При этом первый вариант используется только в той ситуации, когда производятся особо тонкие квадратные трубы, размером 10х10, 20х20 или 15х15 миллиметров. Изделия больших размером с толщиной стенки более двух миллиметров можно заварить классической электрической дугой в среде с инертным газом.
  4. На заключительном этапе готовая продукция проходит калибровку размеров, а шов проверяется на наличие брака.

По этой технологии производятся самые легкие трубы, потому что толщина стенки у прямошовного продукта минимальна, а масса изделия при равенстве иных значений целиком зависит именно от этой характеристики.

Помимо строительного дела, квадратные и прямоугольные трубы активно используются в мебельной промышленности для каркасов стульев, столов, кроватей, диванов и других предметов интерьера, а также в автомобилестроении, из профильных изделий производят каркас корпуса легковой машины. Область использования данных требы ограничивается лишь воображением.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации