Как найти площадь поперечного сечения трубы

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.

Определим площадь сечения трубы

Чтобы узнать точное значение, необходимо сначала рассчитать площадь поперечного сечения. Для этого, следует воспользоваться формулой:

S = R2 х Пи

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:

1. Определяем радиус — 90 / 2 = 45 мм, в пересчёте на сантиметры 4,5.
2. Возводим 4,5 в квадрат, получается 2,025 см2.
3. Подставляем данные в формулу — S = 2 х 20,25 = 40, 5 см2.

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:

 V = S х L

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.

H — толщина стенки

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.

Расчетные значения для прямоугольных профильных труб

Таблица 1.1. Прямоугольные профильные трубы высотой 50-80 мм

Таблица 1.2. Прямоугольные профильные трубы высотой 80-100 мм

Таблица 1.3. Прямоугольные профильные трубы высотой 120-150 мм

Таблица 1.4. Прямоугольные профильные трубы высотой 160-180 мм

Таблица 1.5. Прямоугольные профильные трубы высотой 180-220 мм

Таблица 1.6. Прямоугольные профильные трубы высотой 220-300 мм

Таблица 1.7. Прямоугольные профильные трубы высотой 300-400 мм

Примечания:

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 < t ≤ 10,0 мм; R = 3,0t при t > 10,0 мм.

3. Масса 1 м длины профиля определена по площади поперечного сечения, при плотности стали 7,85 г/см3.

Основные геометрические характеристики сечений для прямоугольных профильных труб малого сечения приводятся отдельно.

doctorlom.com

Геометрические параметры

Изготовители предлагают, конечно, продукцию не произвольных размеров, а вполне типовых – иначе замена поврежденных участков была бы невозможна, а система оказалась не ремонтоспособной. К параметрам, которые необходимо учитывать в расчетах, относятся:

• внешний диаметр – требуется при вычислении реального объема, который занимает трубопровод и расчета площади поверхности;
• внутренний диаметр – решающая характеристика, определяющая физическое рабочее сечение или площадь;
• толщина стенки – при стыковке фрагментов с одинаковой площадью поперечного сечения трубы и из того же материала должна быть одинаковой. При соединении водоводов из разных материалов – нет;
• живое сечение – площадь окружности, но отличная от физического поперечного сечения трубы, так как учитывает давление воды. Она носит несколько условный характер, но значительно облегчает дело при расчетах пропускной способности всей системы;
• длина – как величина отрезков, предлагаемых производителем, так и общая протяженность коммуникации.

Соответствие диаметра труб объему носителя

В качестве теплоносителя в большинстве систем отопления используется вода. Она нагревается центральным котлом. В качестве источника энергии используется газ, электричество, горючие жидкости или твердое топливо. Этот узел – сердце системы отопления. Обогревательный узел, магистрали, запоры и отдающие тепло радиаторы образуют сложную схему, в которой каждый элемент должен быть скрупулезно выверен. Прогнозирование энергетических затрат и необходимой мощности котла, расчет трубы отопления, выбор носителя и типа топлива оптимизируют расходы при строительстве и эксплуатации. Изначальная предусмотрительность застрахует от скорого ремонта и необходимости доработки уже запущенной в действие отопительной магистрали.

Расчет труб для отопления частного дома можно заказать профессионалам, доверившись опыту. Самостоятельно вывести показатели помогают сантехнические «калькуляторы»: программы, производящие расчет трубы для отопления, предлагаются на сайтах производителей и магазинов. В калькуляторы заложены усредненные показатели типовых радиаторов и труб: владельцу нужно указать метраж, высоту потолков и тип постройки, чтобы система сама сделала расчет регистров из гладких труб для отопления или емкости котла. Недостаток калькуляторов в предварительной настройке под нужды конкретного сервиса. Вряд ли владельцы портала разместят программу, которая рекомендует продукцию конкурентов, даже если основанный на реальных характеристиках расчет сечения трубы отопления это предусматривал.

Нюансы расчета площади по внутренней стороне трубы

Что касается внутренней поверхности трубы, то чаще всего ее площадь вычисляют для дальнейшего расчета гидродинамики транспортировки теплоносителя по всему отопительному, водоснабжающему или водоотводящему трубопроводу.

Суть такого расчета заключается в том, чтобы определить сопротивление, которое будет оказываться теплоносителю при движении по трубе. Сопротивление возникает в любом случае, т.к. между теплоносителем и внутренней стенкой трубы возникает трение.

Существуют следующие нюансы:

Чтобы рассчитать площадь трубы по диаметру внутреннему, нужно использовать формулу: S = π* (D(вн)-2(толщины стенки))*L(тр).

Итог

В статье подробно описаны формулы для вычисления всевозможных линейных параметров трубопровода. Все формулы очень просты: достаточно в них подставить лишь конкретные значения. Полученные значения площадей помогут не только сэкономить на различных материалах (утеплитель, краска), но и высчитать различные особенности всей системы отопления, водоснабжения или водоотведения.

Лучше всего, используя данную статью, определить основные параметры трубопровода, прежде чем обращаться к специалистам для проведения работ различного характера.

Принцип покраски труб

Если планируется покраска труб холодного водоснабжения, их предварительно нужно просушить. Для начала заготовьте воды, чтобы вам хватило на 24 часа. В это время не открывайте холодный кран. В течение суток водопровод нагреется до температуры помещения, вместе с тем исчезнет весь конденсат. Если планируется покраска стояка холодной воды, то для его просушки придется использовать вентилятор. С него должна исчезнуть вся влага.

Когда с просушкой закончено, можно переходить к подготовке поверхности. Трубы нужно тщательно прочистить и обезжирить. Обычно для удаления краски выполнения работы достаточно использования ножа.

Если она не отстает, попробуйте нагреть ее строительным феном либо газовой горелкой. Но следите за температурой, перегрев может привести к протечке резьбовых соединений. Теперь нужно будет зачистить поверхность при помощи металлической щетки. На трубе не должно остаться каких-либо наслоений краски или других материалов.

Можно переходить к грунтовочным работам, затем уже идет покраска. Желательно наносить два слоя, хоть тогда расход краски на трубу будет выше. Предпочтительно выбирать жидкую краску. Если она слишком густая, то ее необходимо развести. В противном случае образуются неопрятные подтеки, да и сохнуть такое покрытие будет значительно дольше.

Особый случай

Многие интересуются, возможна ли покраска горячих труб. Выполнение данной задачи под силу любому желающему

Но тут есть определенные нюансы, которые нужно брать во внимание

Особенности покраски горячих труб:

Стоит понимать, что нанесение краски кисточкой — не лучший вариант. Поскольку труба горячая, покрытие будет быстро засыхать, еще до полного растирания. Из-за этого покрашенное изделие будет выглядеть неэстетично и со следами от кисточки. Поэтому желательно приобретать аэрозольную краску

Еще можно использовать краскопульт.
Крайне важно рассчитать покраску трубы заранее и купить материала с запасом. Ведь остатки можно будет использовать в будущем

А вот при недостатке краски возникнет множество трудностей.
Краска при высыхании будет источать резкий запах. Его вдыхание приведет к плохому самочувствию человека и негативно скажется на его здоровье. Поэтому желательно заранее продумать вопрос о вентиляции и выполнять работу в респираторе.
Необходимо тщательно подойти к вопросу выбора краски. Специалисты рекомендуют использовать термостойкую эмаль с устойчивостью к высоким температурам. Низкокачественная краска быстро поменяет цвет.

Классификация труб больших сечений

Одна из главных характеристик продукции – это материал изготовления.

Трубы больших диаметров изготавливают:

1. Из металлов и сплавов.
2. Из высокомолекулярных соединений (пластмасс).

Вторым параметром, определяющим подбор изделий при проектировании новых трубопроводов или при ремонте уже действующих, является диаметр. Эта характеристика рассматривается вкупе с шириной просвета трубы и толщиной её стенок.

Выпускаемая на территории Российской Федерации продукция, с целью обеспечения универсальности, взаимозаменяемости и наименьшего расхода сырья при сохранении требуемого качества, должна соответствовать нормативным документам – ГОСТам или техническим условиям предприятия (ТУ).

Размеры труб из чёрного металла регламентируются ГОСТом 10704-91.

Согласно этому документу, по диаметру изделия делятся на:

• трубы малого диаметра (значение параметра не превышает 114 мм);
• трубы среднего диаметра (значение лежит в диапазоне 114…530 мм);
• трубы большого диаметра (508 мм и выше).

Согласно ГОСТам и ТУ, в типоразмерных таблицах должны указываться следующие стандартизированные геометрические параметры продукции:

1. Диаметр наружный. Важен для общей оценки габаритов будущего трубопровода и для расчёта необходимого количества красящих или изолирующих материалов для защиты изделия.
2. Диаметр внутренний, или просвет. Используется в гидравлических расчётах.
3. Толщина стенки. Важнейший параметр для прочностных расчётов, обеспечивающих безопасность смонтированной системы как для людей, так и для окружающей среды.
4. Диаметр номинальный (условный). Применяется как основная характеристика сортамента труб; основной параметр для вычисления массы изделий и их пропускной способности.

По толщине стенки трубы подразделяют на:

1. Тонкостенные.
2. Стандартные.
3. Толстостенные.

По способу изготовления стальные трубы и изделия из иных металлов и сплавов классифицируют на:

• цельные (бесшовные);
• сварные (имеющие шов от электросварки или других её видов).

Изделия первого вида, в силу сложности и повышенной точности изготовления, стоят дороже; они предназначены для использования в системах, переносящих рабочую среду под высоким внутренним давлением или при тяжёлых внешних условиях. Продукция второго вида стоит дешевле и вполне подходит для применения в обычных трубопроводах.

Следует заметить, что для стальных труб большого диаметра ГОСТом предполагаются значительные колебания толщины стенок. Например, если этот параметр лежит в диапазоне 8…12 мм, допустимое отклонение составляет до 0,8 мм в любую сторону. Это на первый взгляд незначительное несоответствие с учётом размеров труб и поставки их большими партиями перерастает в серьёзную разницу в указанном в документации и реальном весе, что может привести к недопониманию между сторонами сделки.

В таблицах и иных формах представления сортамента металлопрокатной продукции стоимость таких труб принято указывать в расчёте на тонну, а не на погонный метр. Рассчитать необходимую массу приобретаемой партии товара обычно можно, воспользовавшись специализированными программами-калькуляторами, размещёнными на сайте компании.

Соответствующее покрытие может быть нанесено:

1. На наружную поверхность изделия.
2. На внутреннюю его область.
3. Снаружи и внутри.

Поперечное сечение трубы и ее внутренний объем: методы расчета

Сегодня нам предстоит небольшой экскурс в школьные программы геометрии и физики. Мы вспомним, как вычисляется площадь поперечного сечения трубы и ее внутренний объем. Кроме того, нам предстоит выяснить, как изменения диаметра трубопровода действуют на давление в потоке жидкости. Итак, в путь.

На фото – водогазопроводные трубы. Нам предстоит научиться вычислять их внутреннее сечение.

Вычисляем площадь сечения

Очевидно, формула площади поперечного сечения трубы будет зависеть от того, какова форма этого сечения. Какие варианты возможны?

Круглая

Площадь круга имеет вид S = Pi R2, где:

• S – искомое значение;
• Pi – число “пи”, которое обычно округляют до 3,14;
• R – радиус круга (применительно к трубе – половина ее внутреннего диаметра).

В качестве примера давайте выполним расчет площади внутреннего сечения круглого трубопровода с внутренним диаметром, равным 100 миллиметрам.

1. Радиус, очевидно, будет равным 50 мм, или 0,05 метра.
2. Площадь будет равна 3,14 х 0,052 = 0,00785 м2.

Обратите внимание: при расчете проходимости самотечных трубопроводов (например, бытовой канализации) актуально не полное, а так называемое живое сечение потока, ограниченное средним уровнем воды. А – полное сечение, б – живое сечение потока в частично заполненной трубе, в – живое сечение потока в лотке

А – полное сечение, б – живое сечение потока в частично заполненной трубе, в – живое сечение потока в лотке.

Где взять данные о внутреннем диаметре ВГП труб, использующихся при монтаже внутренних коммуникаций зданий? Продавцами обычно указывается лишь ДУ (условный проход) и тип – легкая, обыкновенная или усиленная.

Вся нужная информация найдется в ГОСТ 3262-75, по которому эти изделия производятся.

ДУ, мм	Наружный диаметр, мм	Толщина стенки труб, мм
Легких	Обыкновенных	Усиленных
15	21,3	2,5	2,8	3,2
20	26,8	2,5	2,8	3,2
25	33,6	2,8	3,2	4,0
32	42,3	2,8	3,2	4,0
40	48,0	3,0	3,5	4,0
50	60,0	3,0	3,5	4,5
65	75,5	3,2	4,0	4,5
80	88,5	3,5	4,0	4,5
90	101,3	3,5	4,0	4,5
100	114,0	4,0	4,5	5,0
125	140,0	4,0	4,5	5,5
150	165,0	4,0	4,5	5,5

Как на основе этой таблицы своими руками вычислить фактический внутренний диаметр?

Инструкция проста и, в общем-то, очевидна.

1. Выбираем соответствующие интересующей вас продукции ДУ и тип.
2. Вычитаем из наружного диаметра удвоенную толщину стенок.

Подсказка: онлайн-калькулятор площади поперечного сечения трубы любого типа зачастую можно найти на сайте производителя или дилеров.

Квадратная

Профильные трубы сравнительно редко используются для транспортировки жидкостей: это области приоритетного применения трубопроводов круглого сечения.

Почему?

• Круг обладает минимальной длиной стенок при максимальной площади из всех геометрических фигур. Отсюда – практическое следствие: при постоянной толщине стенок именно круглая труба будет обладать максимальной пропускной способностью. Или, иначе говоря, при фиксированной пропускной способности цена погонного метра круглой трубы будет минимальной.
• В силу этой же особенности круглая труба имеет максимальную прочность на разрыв. Давление недаром измеряется в килограммах на квадратный сантиметр: чем больше площадь стенок трубы – тем большее усилие воздействует на них при фиксированном давлении внутри трубопровода.

Тем не менее, в ряде случаев приходится рассчитывать и внутреннее сечение профтруб. В случае квадратной трубы оно равно квадрату разности наружного размера трубы и удвоенной толщины ее стенок. Так, для изделия размером 100х100 мм со стенками толщиной 4 мм расчет приобретет вид (100 – (4 х 2)) 2 = 8464 мм2.

Приведенная схема расчета будет иметь небольшую погрешность за счет скругления углов.

Важно!В большинстве формул используется площадь, выраженная в квадратных метрах. Коэффициент пересчета мм2 в м2 – 1:1000000, то есть в приведенном выше случае мы получим 0,008464 м2

Коэффициент пересчета мм2 в м2 – 1:1000000, то есть в приведенном выше случае мы получим 0,008464 м2.

Прямоугольная

Схема расчетов практически идентична описанной для квадратных профтруб. Разница лишь в том, что стенки неодинаковы; соответственно, мы перемножаем их размеры за вычетом… да-да, опять-таки удвоенной толщины стенок.

Так, для прямоугольной профтрубы размером 150х180 мм при толщине стенки 6 мм искомое значение будет равным (150 – (6 х 2)) х (180 – (6 х 2)) = 23184 мм2, или 0,023184 м2.

Для расчета нужны три параметра: оба размера и толщина стенки.

Объем

Здесь все совсем просто. Объем трубы любого типа равен произведению ее длины (погонажа) на площадь сечения. В последнем примере внутренний объем 25-метрового трубопровода будет равным 0,023184 х 25 = 0,5796 м2.

Системы с естественной циркуляцией

Максимальный диаметр трубы для отопления частного дома, оборудованного отопительной системой с естественной либо комбинированной циркуляцией, должен соответствовать размерам входного и выходного патрубков котла (чаще всего они одинаковые). Трубы такого сечения понадобятся для выполнения начального и заключительного участков контура.

Если говорить о том, какая труба для отопления частного дома лучше, то тут надо учитывать тип котла. Так для твердотопливных котлов рекомендуется применять металлические изделия. В случае если планируется использовать трубы полимерные, то для монтажа первых пары метров все равно следует применить металлическую трубу.

Стартовый диаметр получается самым большим. Его выдерживают до первого разветвления. Далее разводку выполняют с постепенным уменьшением диаметра труб после каждого ветвления. В последней точке диаметр должен соответствовать ½ дюйма (12,7 мм) либо ¾ дюйма (19 мм). При монтаже «обратки» действует тот же принцип.

Формулы и элементы расчета

Для подсчета площади поверхности нужны следующие данные:

В случае с профильной трубой все просто, периметр просто умножается на общую длину трубы, в результате получается площадь поверхности. Для расчета круглой трубы калькулятор сначала по формуле находит длину окружности и только потом высчитывает площадь. Площадь трубы под окраску калькулятором рассчитывается без учета загибов и поворотов, для их учета нужно применять коэффициент допуска.

Площадь поверхности конических или гофрированных труб программой не определяется, для ее подсчета нужно увеличить величину допуска до 1,3 – 1,4. После того, как площадь найдена, можно определить трудозатраты, для этого нужно обратиться к таблицам ЕНиР.

Важнейшие параметры труб

Все отопительные трубы имеют несколько параметров:

В первую очередь – это внутреннее сечение

Оно определяет показатель пропускной способности трубы.
Внешнее сечение – также немаловажный параметр, который берется во внимание при разработке системы.
Условное сечение – то есть округленное значение, которое измеряется в дюймах.. Во время подбора труб нужно обращать внимание на материал изготовления, так как он бывает разный, и система измерения отличных изделий также разнится

Например, почти все стальные и чугунные трубы имеют маркировку по внутреннему диаметру.

Во время подбора труб нужно обращать внимание на материал изготовления, так как он бывает разный, и система измерения отличных изделий также разнится. Например, почти все стальные и чугунные трубы имеют маркировку по внутреннему диаметру.

Другое дело – трубы из пластика и меди – их маркировка осуществляется по внешнему сечению. В особенности это стоит учитывать, если вы собираетесь создавать систему из труб из нескольких материалов.

Обратите внимание, что если система собирается из нескольких материалов, для правильного выбора их сечения, не лишним будет взять информацию из таблиц соответствия сечений, которую всегда можно найти в интернете.

Однотрубная система

Подобная схема магистрали монтируется из последовательно соединенных отопительных приборов. Прохождение жидкости происходит через каждый элемент системы поочередно, по чуть-чуть производя их обогрев, из-за этого до крайней секции она доходит с температурой несколько заниженной. Если в последнем радиаторе в схеме будет больше секций, на температуру внутри помещения это не окажет отрицательного влияния.

Сейчас имеются такие технологии, которые способствуют улучшению функционирования однотрубной отопительной схемы, это наличие:

• на батареях специальных регуляторов;
• вентилей для балансировки поступающей жидкости;
• клапанов термостатических либо шаровых.

Подобное оборудование применяется для поддержки необходимого температурного режима в помещении.

Часто делают установку отдельного отопления, его монтаж производится по следующим схемам:

• горизонтальной, с наличием насоса, он методом нагнетания перегоняет теплоноситель, обеспечивая его циркуляцию;
• вертикальной — в ней происходит перетекание жидкости естественным образом;
• вертикальной, с применением метода нагнетания, с естественной перегонкой либо комбинированного типа.

Горизонтальную систему, чтобы горячая вода перетекала естественным образом, конструируют под небольшим уклоном. Установка же радиаторов производится на одном и том же уровне. Радиаторы нужно оснастить кранами для спуска воздуха. В эту магистраль насос не устанавливают, потому что теплоноситель перетекает естественным образом.