Площадь внутреннего сечения и поверхностей трубы: формулы расчета

Площадь трубы – это понятие, используемое при проведении расчетов трех разных параметров изделия – внешней поверхности, внутренней поверхности и сечения. При проведении расчетов, связанных с сечением, в некоторых случаях приходится иметь дело с так называемым живым сечением. Проведя расчет площади, удается определить количество требуемых материалов и уровень затрат, необходимых для прокладки и полноценного функционирования трубопровода.

Расчет такого показателя, как площадь трубы, может понадобиться при строительстве трубопровода, а также его утеплении, покраске и прочих мероприятиях

Скорость перемещения теплоносителя

Сразу стоит отметить, что минимальная скорость движения воды в трубопроводе системы отопления не может опуститься ниже 0,2-0,25 м/сек. Если скорость в какой-то момент все же окажется ниже, то теплоноситель начнет постепенно выделять воздух – а это, в свою очередь, станет причиной появления воздушных пробок в системе. Такие пробки всегда приводят к снижению работоспособности системы, вплоть до ее выхода из строя.

Заключение

Собрав значения всех необходимых параметров, достаточно подставить их в формулу, чтобы узнать необходимый диаметр труб для отопительной системы. Для упрощения работы стоит воспользоваться специальными таблицами, в которых указаны формулы для расчетов и подробно расписаны все используемые в них показатели.

Путем нехитрых расчетов можно определить оптимальный размер труб для конкретной ситуации. Четкое понимание того, какой диаметр трубы выбрать для отопления, позволит создать предельно качественную и функциональную конструкцию, которая будет обеспечивать дом достаточным количеством тепла.

Некоторые физические особенности

От площади сечения трубы зависит скорость движения жидкостей и газов, которые по ней транспортируются. Надо выбрать оптимальный диаметр. Не менее важным является и внутреннее давление. Именно от его величины зависит целесообразность выбора сечения.

При расчёте учитывается не только давление, но и температура среды, её характер и свойства. Знание формул не освобождает от необходимости изучения теории. Расчёт труб канализации, водоснабжения, газоснабжения и отопления опирается на информацию справочников. Важно, чтобы выполнялись все необходимые условия при выборе сечения. Его величина также зависит и от характеристик используемого материала.

Таблица площадей поверхности металлопроката

Площадь поверхности 1 тонны стального металлопроката.

Кликните по интересующей Вас позиции.

Наименование профиля, номер и толщина сечения, ммПлощадь поверхности 1 тонны профиля, м2



Измерение труб с помощью фотосъемки (метод копирования)

Этот нестандартный метод применяется при полной недоступности к трубе любого размера. К измеряемой трубе прикладывают линейку или любой другой предмет, размеры которого заранее известны любому мастеру (часто в этом случае используют спичечный коробок, длина которого составляет 5 см, или монету). Далее этот участок трубы с приложенным предметом фотографируют (кроме фотоаппарата в современных условиях доступно использование и мобильного телефона). Следующие вычисления размеров производятся по фотоснимкам: на снимке измеряют визуальную толщину в мм, а затем переводят ее в реальные значения, учитывая масштаб фотографий.

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.

Сравнение однотрубной и двухтрубной систем

Мы уже выяснили, как рассчитать трубы для отопления, и какой диаметр нужен для обоих видов систем. Для закрытых контуров, при площади помещения от 120 м2, этот показатель составляет 32 мм для полипропилена. При этом условный проход для изделий с номинальным давление 20 и 25 атмосфер составляет 21,2 мм. Для изделий с номинальным давлением 10 атмосфер условный проход составляет 20,4 мм, а наружный диаметр 25 мм.

• КПД – однозначно, «попутки» эффективнее обогревают помещение, чем однотрубные;
• экономия средств – все, что можно сэкономить на «Ленинградке» это какой-то отрезок контура и все.

Количество тройников будет одинаковым, кранов тоже, а вот переходников, возможно, потребуется больше. Представьте контур, от которого с небольшим промежутком отходит два патрубка. Один из них идет на вход в радиатор, а второй возвращает теплоноситель обратно в систему. Получается что отрезок между патрубками – это байпас. Чтобы циркуляция в батарее была лучше, байпас нужно сделать меньшего диаметра, чем основной контур отопления. Из этого следует, что потребуется еще пара единиц фурнитуры. Получается, что меньше тратим денег на трубы и больше на фурнитуру, в итоге экономии никакой, при этом КПД ниже.

В итоге, из этого можно сделать вывод, что рассказы о том, какая хорошая и дешевая однотрубная система отопления просто несостоятельны.

Напорный вид магистрали

Конструкция представляет собой систему, осуществляющую подачу и отведение транспортируемой жидкости от вычислительного оборудования. При подаче используются большие насосы, осуществляющие подачу и откачку материала из труб.

Серьёзное преимущество по сравнению с безнапорным сообщением — возможность поставки на огромные расстояния, без серьёзных потерь во времени. К тому же, огромный плюс данных конструкций — большой уклон, позволяющий выстраивать магистрали с меньшим диаметром, что не только снижает финансовые издержки производства, но и облегчает вычисления параметров.

Исходные параметры регламентируется согласно постановлению ГОСТ 539-80

Совет 1: Как рассчитать диаметр трубы

Если перед вами стоит задача рассчитать диаметр трубы , то сделать это дозволено с поддержкой примитивных геометрических вычислений. Любая труба представляет собой цилиндр и имеет два диаметр а – внешний и внутренний, они отличаются на удвоенную толщину стенки трубы . Расчёт дозволено произвести различными методами, в зависимости от имеющихся данных.

Инструкция

1. В самом всеобщем случае, диаметр ы трубы с толщиной стенки T дозволено подсчитать, измерив длину окружности её сечения. Пускай эта длина равна L. Тогда, по формуле длины окружности, её диаметр будет равенd1 = L / П, где L – длина окружности сечения трубы , П = 3,14Таким образом, D1 – это внешний диаметр .

Термодинамические параметры

Предназначение данных физических и химических величин — проведение точных расчётов теплопоглощения и тепловыделения отдельных участков магистралей. Узнав значения расходов, можно не только разработать схему новой конструкции, предполагающей меньшие убытки в транспорте вещества, но и составить новый финансовый план по производству и объёму продукции.

Тепловая сеть

Для того, чтобы провести нужные вычисления, необходимо составить индивидуальную формулу, построенную на оперировании с общей площадью конструкции.

Калькулятор расчета веса металлической трубы

Расчет веса трубы в первую очередь зависит от вида трубного металлопроката. Так, при расчете веса круглой трубы используется совсем другая формула, нежели при расчете профильных труб. Поэтому, в первую очередь укажите вид профиля. Затем укажите наименование сплава или стали и габаритные характеристики проката. Результат будет посчитан автоматически.

Обратите внимание! Результат носит приблизительный характер и не может использоваться при расчете конструкций, связанных с жизнедеятельностью человека. Для получения более точных цифр массы труб воспользуйтесь «Таблицами ГОСТ весов стальных труб» справочного раздела

Расчет веса профильной трубы

Для расчета массы квадратной трубы в калькуляторе используется формула:

где ro — плотность металла, S — размер стенки трубы, A — габаритный размер стороны, L — длина трубы.

Для расчета массы прямоугольной трубы в калькуляторе используется формула:

где ro — плотность металла, S — размер стенки трубы, A-B — габаритные размеры сторон, L — длина трубы.

С чего начать

Расход краски зависит не только от размера трубы, но и от материала, который использован для ее изготовления, и от формы.

Чаще всего можно встретить трубы в форме цилиндра. Но есть и другие виды:

1. В форме прямоугольника. Внешне они похожи на обычный брус. По-другому называются профильными.
2. Конусовидные. Название говорит само за себя. Используются очень редко. Сфера их применения – системы нагнетания давления.
3. Гофрированные.
4. Для оборудования канализации. Представляют собой большие цементные кольца.

Размеры труб каждого вида соответствуют требованиям, заявленным для них в специальных документах.

Расчет веса стальной трубы

Если вы не профессионал по трубам, но вам потребовалось узнать, сколько будет весить стальная труба, то не стоит отчаиваться. Вы сможете произвести расчет веса трубы стальной прямоугольной или какой-либо другой с применением современных технологий в виде всемирной Сети, где вы сможете использовать онлайн-программы, в которых имеются таблицы расчета веса разных стальных труб.

Узнаем вес трубы по формуле

Если у вас выхода в Интернет нет, то для расчета удельного веса труб имеются формулы. Нужно знать, что принято считать вес одного метра трубы из стали в килограммах. Есть две формулы расчетов и практика показывает, что обе они эффективны и выдают результаты, которые мало чем друг от друга отличны. По формулам проводится расчет большего числа из типоразмеров труб, к примеру, вес круглой трубы стальной электросварной от трубы бесшовной ничем не отличается и зависит лишь от толщины стенки.

1. Вариант первой формулы: Мп = ((Ду – Тс)/40,5)*Тс. Ду – это диаметр трубы, указанный в миллиметрах, Тс – толщина ее стенки в миллиметрах, а Mn и будет итогом. Итог покажет вам, сколько весит в килограммах один метр трубы.

2. Вариант второй формулы: Мп = (Ду – Тс)*Тс*0,0246615. В этом случае Ду будет также само диаметром трубы в миллиметрах, Тс – толщиной стенки трубы в миллиметрах. Итог Mn покажет вес в килограммах одного метра погонного трубы.

Узнаем вес трубы с калькулятором по Интернету

В настоящее время насчитывается довольно большой сортамент стального металлопроката. Иногда возникают определенные трудности, если нужно узнать, к примеру, вес стальной трубы профильной. Приведенные выше формулы тут не подойдут, так как для того, чтобы узнать вес трубы квадратной стальной или той же профильной, потребуется учесть и сечение труб: прямоугольное или же квадратное. Для этого и есть программы, позволяющие легко вычислить нужный вес трубы. Калькулятор легко можно скачать из Интернета и у вас всегда будут при себе цифры по характеристикам труб с разными размерами. Чтобы воспользоваться калькулятором, нужно знать толщину стенки трубы и ее сечение. Найти такой калькулятор совсем нетрудно, для этого просто воспользуйтесь любым поисковиком.

Когда необходимы расчеты веса труб?

Основные причины тут следующие:

— чтобы высчитать прочность возведенной конструкции. Если из профильной или круглой трубы, к примеру, монтируется каркас модульного здания, то на основу будет давить и вес нагрузки полезной – проемов окон, людей в доме, мебели и тому подобное. Сюда также входит и вес верхних уровней каркаса. Довольно часто несущий скелет постройки весит намного больше, чем все, что находится в здании,

— по весу осуществляется закупка труб и другого металлопроката. Если не будете знать вес, то кладовщик никогда не согласится отмерять для вас рулеткой полтора километра труб магистральных,

— может возникнуть сложность при погрузке труб на автотранспорт, если вы не знаете их вес. С пластиковыми трубами намного легче, достаточно знать кубатуру и соизмерить ее с вместимостью автотранспорта, на котором будет проводиться перевозка. А вот при перевозке труб из стали все по-другому. Тут нужно рассчитать все точно, так как такие трубы весят раз в десять больше, и автотранспорт просто не сдвинется с места от перезагрузки.

Расчет веса стальной трубы

Если вы не профессионал по трубам, но вам потребовалось узнать, сколько будет весить стальная труба, то не стоит отчаиваться. Вы сможете произвести расчет веса

Вес трубы стальной: калькулятор расчета и формулы

Трубы, как круглые, так и профильные в рознице отпускаются метражом. Однако при расчете будущих строительных конструкций, а также при найме перевозчика требуется знать точную массу изделия. Вес трубы стальной калькулятор рассчитывает, исходя из теоретических основ, и позволяет вычислять массу всех существующих видов труб, изготовленных из различных марок стали.

Круглые стальные трубы

Назначение калькулятора

Для того чтобы узнать точную массу изделия, нужно рассчитать его объем, выяснить марку стали, затем по таблицам ГОСТа определить ее плотность. Это непростая задача, а ее решение отнимает очень много времени. Чтобы избавить строителя от необходимости самостоятельно рыться в технической литературе, был создан онлайн калькулятор.

Калькулятор расчета веса стальной трубы

В данном калькуляторе учтены все элементы, которые влияют на определение массы, поэтому неточности при расчетах сведены к минимуму. При ручном подсчете будут использованы те же данные, что и в калькуляторе на сайте, однако время будет затрачено в десять раз больше. При этом ручной подсчет чреват техническими ошибками, тогда как автоматика этого недостатка лишена.

Принципы и элементы расчета

Определение веса труб стальных калькулятором происходит на основании данных, содержащихся в ГОСТах. Программисты заложили возможность расчетов в зависимости от следующих параметров:

• форма сечения трубы – круглая, квадратная или прямоугольная;
• внешний диаметр (для круглой трубы) или длина сторон (для профильной);
• толщина стенки, которая определяется в соответствии с техническим паспортом изделия;
• марка стали;
• длина изделия в метрах.

Сечение стальных труб

Из курса физики известно, что масса предмета равна его объему, помноженному на плотность материала, из которого он изготовлен. Объем равен площади сечения, помноженной на высоту изделия. В случае с трубами за высоту изделия принимается их длина. При расчетах наибольшую трудность вызывает именно расчет площади сечения, так как она имеет сложную геометрическую конфигурацию.

Вес квадратной стальной трубы калькулятор рассчитывает по следующей формуле:

Прямоугольная труба считается следующим образом:

Вес круглой стальной трубы калькулятор подсчитывает по алгоритму, описанному такой формулой:

π – постоянная величина, равна 3,14, используется при расчете площади круга.

Откуда взять исходные данные?

В ГОСТах содержится информация о сортаменте и параметрах всех типовых видов труб. Кроме размеров в расчетах участвует такой параметр, как плотность стали.

Плотность стали различных марок

Буквенные обозначения в марке стали говорят о той или иной примеси. Химические элементы, которые добавляются в сталь, имеют следующие обозначения:

Обозначения элементов в сплавах

Допуски при расчетах

Любые неточности, которые будут допущены при подсчете массы труб, будут находиться в пределах допусков, предусмотренных ГОСТами. Эти неточности будут выше у некондиционных изделий, а масса труб высшего качества будет подсчитана с максимальной точностью.

Профильная стальная труба

Объясняется разброс особенностями производства. Трубы, которые соответствуют требованиям качества, имеют постоянную толщину стенок и идеальные сварные швы. Так называемая некондиция имеет изъяны, которые, однако, позволяют использовать трубы в строительстве, не обязательно по прямому назначению. Эти изъяны влияют на массу, что и отражается в виде неточностей в расчетах.

Информация

После выполнения работ по монтажу трубных коммуникаций, надземных или подземных трубопроводов, возникает необходимость покраски труб. Делается это во избежание коррозии и разрушения стальных трубопроводов. Онлайн калькулятор поможет посчитать площадь трубы, а также расход краски для окрашивания поверхности труб. Программа быстро и без ошибок определит площадь окраски трубы, достаточно только ввести имеющиеся размеры в строки меню калькулятора.

Функции калькулятора для расчёта труб

Калькулятор площади трубы под окраску представляет собой онлайн программу, состоящую из следующих блоков:

• двух строк для ввода размеров труб;
• дополнительной функции «Считать расход краски»;
• двух строк вывода готовых результатов расчетов;
• справочной информации с эскизом трубы, формулой и расшифровкой обозначений.

Калькулятор окраски труб позволяет рассчитать:

• площадь поверхности трубы;
• необходимое количество краски.

Кроме того, готовый результат можно сохранить в формате PDF-файла или вывести на печать одним нажатием кнопки.

Принцип работы на калькуляторе

Чтобы получить готовый расчет площади трубы и расход краски нужно ввести в строках меню программы следующие данные:

• указать внешний диаметр, в мм;
• указать длину, в метрах;

Для получения количества необходимой краски нужно поставить галочку в квадрате «Считать расход краски» и:

• указать расход краски, исходя из средней нормы расхода (i), в г/м2;

После этого, калькулятор автоматически выдаст готовый результат: расчет площади трубы в квадратных метрах; количество необходимой краски в граммах.

ВАЖНО! Для того, чтобы использовать трубопровод долго и без ремонтов следует соблюсти несколько правил: произвести зачистку от ржавчины, обезжирить поверхность трубы, нанести не менее двух слоев краски: базовый грунтовый и основной финишный. Можно избежать всех этих процедур, за исключением обезжиривания, и использовать специальную краску по ржавчине 3в1, которая включает в себя грунт, краску и преобразователь ржавчины.

Труба (водогазопроводная) – вид металлопроката, длинное полое сварное изделие круглого сечения. Применяется для водопроводов и газопроводов, систем отопления, а также для изготовления деталей водопроводных и газопроводных систем.

Источник

Примеры практического применения расчета объёма труб

Попробуем на нескольких конкретных ситуациях разобрать последовательность действий при выполнении расчетов, связанных с объемом труб.

Пример №1

В загородном доме планируется замена воды в системе отопления на не застывающий на морозе аналог — пропиленгликоль. Необходимо рассчитать объем требуемого теплоносителя.

Система отопления состоит из печи с рубашкой на 70 литров, трех биметаллических радиаторов по 7 секций каждая, а также 85 метров полипропиленовых труб PN25 (25 x 4,2).

Стандартные трубы PN25 (25 x 4,2), чаще всего применяемые при организации отопительного контура, имеют внутренний диаметр 16,6мм. Так как объем жидкости необходимо рассчитывать в литрах, то в качестве единицы измерения будем использовать дециметры. Соотношения следующее: 1м = 10 дм и 1мм = 0,01 дм. Следовательно, d = 0,166 дм и L = 850 дм.

Далее рассчитываем общий объем труб. Для этого воспользуемся формулой:

И получим:

• Объем рубашки котла мы знаем, он равен V2 = 70л.
• Также в паспорте биметаллического радиатора находим данные от том, что объем одной секции данного изделия равен 0,28л. Выходит общий объем всех трех радиаторов:

Теперь, зная общий объем жидкости, необходимой для заполнения данной системы отопления, можно смело, используя запас в размере 15%, заказывать 110 литров пропиленгликоля.

Пример №2

Зачастую на производственных и фермерских объектах вместо стандартных батарей устанавливают радиаторы собственного производства, работающих по принципу регистра. Требуется выполнить расчет объема такого радиатора, состоящего из 5 труб и трех пар перемычек.

• Производим замер длины каждой трубы. В нашем случае они равны и составляют 2,2 метра, а длина каждой перемычки равна 0,15м.
• При возможности измеряем с торцевой стороны наружный диаметр, он равен 114мм. Используя таблицы стандартных значений, вычисляем, что толщина стенки для такой трубы равна 4,5мм. С помощью гибкой линейки измеряем длину окружности трубы-перемычки, пусть она равняется 200мм, отсюда находим наружный диаметр, он равняется 32мм, далее аналогично по справочнику определяем толщину стенки, для данного диаметра она равна 3мм.
• Определяем внутренний диаметр труб:

Далее определяем площадь сечения обоих труб:

Определяем объём каждого вида, используя суммарную длину труб:

Вычисляем общий объём самодельного радиатора:

Для большей информативности переводим кубические миллиметры в литры, получаем V = 96 литров.

Виды сечений труб.

Для прокладки водопровода или канализации в строительстве применяют трубы различных форм и сечений. Для классического водопровода могут использоваться круглые, квадратные, прямоугольные, треугольные, эллипсовидные и прочие трубы. Для канализации используют трубы круглой, полукруглой, эллиптической, полуэллиптической, яйцевидной, прямоугольной, трапецеидальной и прочих форм и сечений.

Наибольшей популярностью пользуются трубы с круглой формой поперечного сечения. Изготовление таких труб малозатратно, они обладают хорошими техническими характеристиками, а также рядом отличных технических и эксплуатационных качеств.

Для расчета веса трубы, либо длины трубы вы можете воспользоваться трубным калькулятором.

Виды сечений трубопровода могут быть различными:

Далее представлены формы поперечных сечений самотечных труб и каналов, такие как:

• а) – Круглое,
• б) – Полукруглое,
• в) – Шатровое,
• г) – Банкетное,
• д) – Яйце­видное (овондальное),
• е) – Эллиптическое,
• ж) – Полукруглое с прямыми вставками;
• э) – Яйцевидное перевернутое,
• и) – Лотковое,
• к) – Пятиуголь­ное,
• л) – Прямоугольное,
• м) – Трапецеидальное

Расчет сечения трубопровода.

Формула площади поперечного сечения трубы будет зависеть от того, какова форма этого сечения. Для расчета сечения трубопровода необходимо вычислить площадь круга с диаметром, который равен наружному диаметру трубы, после чего вычесть толщину ее стенок.

Площадь круга рассчитывается по формуле: S = Pi*(R^2) или S=Pi*(D/2-N)^2,

• R – радиус круга, равный половине ее внутреннего диаметра;
• S — искомое значение;
• Pi — число «пи», которое обычно округляют до 3,14.
• D и N- наружный диаметр и толщина стенки трубы.

В качестве примера производим расчет площади внутреннего сечения круглого трубопровода с внутренним диаметром, в 100 мм.

Радиус, данной трубы, будет составлять 50 мм, или 0,05 м.

Площадь трубы будет равна 3,14 х 0,05^2 = 0,00785 м2.

Внимание: рассчитывая проходимость самотечных трубопроводов (например, бытовой канализации) принимайте в расчет не полное, а так называемое живое сечение потока, которое ограничено средним уровнем воды

• а) – полное сечение,
• б) – живое сечение потока в частично заполненной трубе,
• в) – живое сечение потока в лотке.

Все необходимые данные о внутреннем диаметре ВГП труб, которые применяются при монтаже внутренних коммуникаций, можно найти в ГОСТ 3262-75, по которому эти трубы изготавливаются.

Особенности труб с различными сечениями.

Трубы круглого сечения очень просто очищаются от образовавшегося осадка гидравлическим способом с использованием шаров и цилиндров

По мере того увеличения диаметра трубы круглого сечения, давление грунта и временной внешней нагрузки стремительно увеличиваются. Для уменьшения усилия в стенках труб, своду придают полуэллиптическое сечение.

Иногда может использоваться яйцевидная форма сечения, труба такого сечения способна высокие статические и динамические нагрузки, но такая трубы имеет и недостатки: для монтажа труб с таким сечением необходима большая высота канала и глубина заложения, чем для труб круглого сечения при одинаковой пропускной способности.

Кроме этого, в трубах эллиптического сечения намного быстрее образуется осадок, который отлаживается на стенках. В тех местах, где присутствуют плывуны и грунт очень влажный, могут использоваться трубы лотковой формы. Это позволяет прокладывать канализационные сети на меньшей глубине.

Финансовые операции

Чёткая финансовая структура, а также наличие определённого плана производства позволяют предприятию точно образом закупать продукцию для промышленного изготовления. Второй этап заключается в правильном распределении конструкций по торговым путям, покрытии расходов на восполнение издержек, либо ремонт проблемных участков магистралей.

Без вычислений площади трубы сложно посчитать другие параметры, поэтому данный параметр занимает ключевую роль в промышленных вычислениях.