Як провести розрахунок різних параметрів труб: базові формули і приклади обчислень
Водопровідні, опалювальні, каналізаційні, димохідні, обсадні, мідні, сталеві, пластикові, металопластикові, вузькі, широкі - труби різного призначення з різних матеріалів оточують нас всюди. Необхідність прокласти нові комунікації або замінити старі виникає і під час будівництва будинку, і при поточному ремонті. Складаючи проект майбутніх робіт, не завадить озброїтися калькулятором, щоб провести розрахунок ваги труби, її маси, об'єму та інших параметрів.
Навіщо потрібно розраховувати параметри труб?
Попередній розрахунок параметрів труб необхідний в багатьох випадках. Наприклад, для правильної комунікації трубопроводу з іншими елементами системи. Проектувальники і монтажники при роботі з трубами використовують такі показники, як:
- прохідність трубопроводу;
- втрати тепла;
- кількість утеплювача;
- кількість матеріалу для захисту від корозії;
- шорсткість внутрішньої поверхні труби і т. п.
В результаті можна визначити точну кількість труб, необхідних для конкретної системи, а також їх оптимальні характеристики. Правильні розрахунки позбавляють від надлишкових витрат на придбання і транспортування матеріалу, дозволяють речовинам, які знаходяться в трубопроводі, переміщатися із заданою швидкістю для максимально ефективного використання системи.
У цій таблиці наведено деякі корисні відомості про характеристики труб різного виду, які допоможуть вибрати відповідні конструкції, необхідні для створення трубопроводу
В опалювальних системах діаметр труб істотно залежить від допустимої швидкості. Приклад такого роду розрахунків представлений на:
Розрахунки різних параметрів труби
Для того, щоб правильно розрахувати основні параметри труб, слід визначити наступні показники:
- матеріал, з якого виготовлена труба;
- тип перетину труби;
- внутрішній і зовнішній діаметр;
- товщина стінок;
- довжина труби і т. п.
Частина даних можна отримати, просто вимірявши конструкцію. Безліч корисних відомостей міститься в сертифікаційних документах, а також в різних довідниках і ГОСТах.
Як дізнатися діаметр і обсяг труби?
Деякі формули розрахунків знайомі кожному школяреві. Наприклад, якщо потрібно уточнити діаметр конкретної труби, слід виміряти її окружність. Для цього можна скористатися сантиметровою стрічкою, якою користуються швачки. Або ж слід обернути трубу іншій відповідній стрічкою, а потім виміряти отриманий відрізок за допомогою лінійки.
Далі використовуємо формулу довжини кола:
- L - довжина кола кола;
- π - постійне число «пі», рівне приблизно 3,14;
- D - діаметр окружності кола.
Досить виконати нескладне перетворення, щоб обчислити за допомогою цієї формули зовнішній діаметр труби:
Вимірявши товщину стінок труби, легко розрахувати також внутрішній діаметр кола. Для цього від значення зовнішнього діаметра труби слід відняти подвоєне значення товщини стінок труби.
Розрахунок перетину труби
Щоб розрахувати перетин труби, слід обчислити площу круга. При цьому враховується різниця між зовнішнім діаметром труби і товщиною її стінок, простіше кажучи - внутрішній діаметр труби.
На цьому малюнку наочно представлені такі показники як зовнішній діаметр труби і товщина її стінки. Різниця між зовнішнім діаметром і товщиною дозволяє обчислити внутрішній діаметр труби
Формула площі кола виглядає так:
- S - площа кола;
- π - число «пі»;
- R - радіус кола, розраховується як половина діаметра.
Якщо використовуються відомості про зовнішньому діаметрі і товщині стінок труби, то формула може виглядати наступним чином:
- S - площа перетину;
- π - число «пі»;
- D - зовнішній діаметр труби;
- T - товщина стінок труби.
Припустимо, є труба, зовнішній діаметр якої становить 1 метр, а товщина стінок дорівнює 10 мм. Для початку слід узгодити всі одиниці виміру. Товщина стінок складе 0,01 метра. Згідно з наведеною вище формулою розрахуємо перетин такої труби:
Таким чином, перетин труби з зазначеними параметрами дорівнюватиме 0,75 кв. м.
Як відомо, точність обчислень з числом «пі» залежить від кількості знаків після коми, які використовуються при застосуванні цієї константи. Однак в будівництві зазвичай немає потреби в надточних розрахунках, і число «пі» приймається рівним 3,14. Кінцевий результат також має сенс округляти до двох знаків після коми.
Як розрахувати обсяг труби?
На цій схемі наочно відображено використання таких даних як радіус перетину труби і її довжина для визначення обсягу труби
Виконати розрахунок обсягу конкретного відрізка труби також не складно. Для цього потрібно спочатку знайти площу кола труби по її зовнішнього діаметра за формулою, наведеною вище:
В цьому випадку D - це зовнішній діаметр труби, а R - зовнішній радіус, т. Е. Половина діаметра. Після цього отримане значення потрібно помножити на довжину відрізка труби, отримавши обсяг, який виражається в кубічних метрах. Формула розрахунку обсягу труби може виглядати так:
- V - об'єм труби, куб. м.
- S - площа зовнішнього перетину, кв.м .;
- H - довжина відрізка труби, м.
Припустимо, є труба із зовнішнім діаметром 50 см і довжиною 2 метри. Спочатку слід узгодити всі одиниці виміру. D = 50 см = 0,5 м. Підставами це значення в формулу площі круга:
Тепер можна обчислити об'єм:
Всі ці розрахунки можна легко виконати за допомогою звичайного калькулятора.
Як розрахувати масу труби?
Інформація про вагу конкретної кількості труб необхідна, щоб спрогнозувати витрати на їх транспортування. Якщо використовується велика конструкція, її вага не завадить співвіднести з несучою здатністю фундаменту знання.
У цій таблиці вказані довідкові дані про вагу сталевих труб різного виду з урахуванням їх розмірів і особливостей технології виробництва
Учням середніх класів добре відомо, що знайти масу об'єкта можна шляхом множення його обсягу на щільність речовини, з якого цей об'єкт складається. Будівельники позбавлені утомливих обчислень маси конкретного відрізка труби, оскільки в різних будівельних довідниках міститься інформація про вагу погонного метра самих різних видів труб. Найпростіше виконати розрахунок маси труби за допомогою відповідних Держстандартів, використовуючи інформацію про:
- матеріалі, з якого виготовлена труба;
- її зовнішньому діаметрі;
- товщині стінок;
- внутрішньому діаметрі і т. п.
З'ясувавши вага одного погонного метра труби, слід помножити отримане значення на загальну кількість погонних метрів. Складність завдання відповідає рівню четвертого-п'ятого класу загальноосвітньої школи.
Для з'ясування ваги труб пропонуємо вам скористатися нашим онлайн-калькулятором. У відповідні поля вводять необхідні відомості, після чого програма видає значення ваги заданої кількості труб.
Як визначити площу зовнішньої поверхні труби?
При монтажі самих різних систем може знадобитися утеплення трубопроводу. Щоб максимально точно визначити необхідну кількість теплоізоляційного матеріалу або іншого необхідного покриття (антикорозійного, гідроізоляційного і т.п.), рекомендується обчислити площу зовнішньої поверхні труби.
Щоб правильно розрахувати кількість матеріалу, необхідного для утеплення труби, слід обчислити площу її зовнішньої поверхні. Для цього довжину окружності зовнішнього перетину слід помножити на довжину труби
Будь-яку трубу круглого перетину можна подумки уявити як прямокутник, який згорнули в трубочку. Площа прямокутника визначається як добуток його довжини і ширини. У випадку з трубою довжині прямокутника буде відповідати довжина труби, а його ширині - довжина її зовнішньої окружності.
Формула довжини окружності вже згадувалася на початку, вона виглядає як L = ΠD. Позначимо довжину відрізка труби як H. Тоді площа зовнішньої поверхні труби буде дорівнює:
- St - площа зовнішньої поверхні труби, кв.м .;
- π - постійне число «пі», рівне 3,14;
- D - зовнішній діаметр труби, м;
- H - довжина труби, м.
Наприклад, якщо є труба діаметром 30 см і довжиною 5 метрів, площа її поверхні буде дорівнює:
Використовуючи наведені вище формули, можна без праці зробити розрахунок обсягу внутрішнього простору труби і площа її внутрішньої поверхні. Для цього в розрахунках досить замінити значення зовнішнього діаметра труби на величину її внутрішнього діаметру.
А якщо перетин труби не кругле?
Всі формули і розрахунки, описані раніше, розглядають виключно труби з круглим перетином. Дійсно, в сучасному будівництві найчастіше використовуються саме такі конструкції. Однак існують трубопроводи з:
- прямокутним;
- овальним;
- трапецієподібним перерізом і т. п.
Для розрахунку таких нестандартних труб рекомендується використовувати ряд простих формул. Так, площа квадратного або прямокутного перерізу визначається як добуток довжини і ширини. Помноживши площа на довжину відрізка труби, можна обчислити об'єм труби. Щоб знайти площу поверхні труби прямокутного перетину, слід перемножити довжину відрізка труби і периметр перетину. Периметр, як відомо, це сума всіх сторін прямокутника.
Труби з прямокутним або трапецієподібним перерізом найчастіше застосовуються при створенні димоходів і каналізаційних систем. Для розрахунку основних параметрів таких труб використовують кілька простих формул
Периметр трапеції також обчислюється як сума всіх її сторін. Множимо ці дані на довжину відрізка труби і отримуємо площа поверхні труби. Щоб розрахувати обсяг труби з трапецієподібним перерізом, потрібно спочатку знайти площу трапеції. Вона розраховується як твір напівсуми її підстав і висоти:
- А і В - довжина підстав трапеції, т. Е. Її паралельних сторін;
- Н - висота трапеції, т. Е. Перпендикуляр, проведений від одного підстави до іншого.
Помноживши площа трапецієподібного перерізу на довжину відрізка труби, отримуємо її обсяг.
Щоб розрахувати параметри труби з овальним перетином, діють приблизно так само. Обчислюють довжину окружності овалу, а також його площа. Помноживши довжину окружності на довжину відрізка труби, отримаємо поверхні труби. Твір площі овального перетину і довжини відрізка труби дасть значення обсягу труби.
Овал має дві осі: велику і малу. Довжина кола овалу (або еліпса) розраховується як добуток числа «пі» на суму довжин його піввісь:
- Π - постійне число «пі», рівне 3,14;
- А і В - довжина піввісь овалу.
Площа овалу розраховується як добуток його піввісь і числа «пі»:
Щоб уникнути складних розрахунків, можна скористатися численними он-лайн калькуляторами, які дозволяють розрахувати параметри труб самих різних конфігурацій.