Расчет трубы: площади поверхности, толщины стенки, массы

При строительстве и обустройстве дома не всегда используются трубы для транспортировки жидкостей или газов. Часто они служат строительным материалом – для создания каркаса различных построек, опор под навесы и т.д. При определении параметров систем и конструкций необходимо рассчитывать различные характеристики их составляющих. В этом случае сам процесс называется расчетом трубы и включает в себя как измерения, так и расчеты. 

Для чего нужны расчеты параметров трубы

В современном строительстве используются не только стальные или оцинкованные трубы. Выбор уже достаточно широк: ПВХ, полиэтилен (HDPE и LDPE), полипропилен, металлопластик, нержавеющая гофрированная сталь. Они хороши тем, что не имеют такой же массы, как их стальные аналоги. Однако при транспортировке полимерных изделий в больших объемах желательно знать их массу, чтобы понимать, какая машина нужна. Еще важнее вес металлических труб: доставка рассчитывается по тоннажу. Так что желательно проверить этот параметр.

То, что нельзя измерить, можно рассчитатьТо, что нельзя измерить, можно рассчитать

Знание площади наружной поверхности трубы необходимо при покупке красок и теплоизоляционных материалов. Окрашивают только изделия из стали, потому что они подвержены коррозии, в отличие от полимерных. Значит нужно защитить поверхность от воздействия агрессивных сред. Чаще всего их применяют при возведении заборов, каркасов хозяйственных построек (гаражей, навесов, беседок, бытовок), поэтому условия эксплуатации тяжелые, требуется защита, поэтому все каркасы требуют покраски. Здесь и требуется окрашенная поверхность – внешняя часть трубы.

При строительстве водопровода для частного дома или дачи прокладывают трубы от источника воды (колодца или колодца) до дома – под землей. И еще, чтобы они не замерзли, требуется утеплитель. Вы можете рассчитать количество утеплителя, зная площадь внешней поверхности трубы. Только в этом случае нужно брать материал с твердым краем – стыки должны перекрываться твердым краем.

Сечение трубы необходимо для определения расхода – сможет ли этот продукт унести необходимое количество жидкости или газа. Этот же параметр часто нужен при выборе диаметра труб для отопления и водоснабжения, расчете производительности насоса и т.д.

Внутренний и внешний диаметр, толщина стенки, радиус

Трубки – это специфический продукт. У них есть внутренний и внешний диаметр, так как стенка у них толстая, ее толщина зависит от типа трубы и материала, из которого она сделана. Внешний диаметр и толщина стенки часто указываются в технических характеристиках.

Внутренний и внешний диаметр трубы, толщина стенкиВнутренний и внешний диаметр трубы, толщина стенки

Имея эти два значения, легко вычислить внутренний диаметр – вычтите двойную толщину стенки снаружи: d = D – 2 * S. Если у вас внешний диаметр 32 мм, толщина стенки 3 мм, внутренний диаметр будет быть: 32 мм – 2 * 3 мм = 26 мм.

Если, с другой стороны, есть внутренний диаметр и толщина стенки, но необходим внешний, мы добавляем удвоенную толщину стопки к существующему значению.

С радиусами (обозначаемыми буквой R) все еще проще: это половина диаметра: R = 1/2 D. Например, мы находим радиус трубы диаметром 32 мм. Просто разделите 32 на два, мы получим 16 мм.

Манометрические измерения более точныМанометрические измерения более точны

Что будет, если на трубу нет технических данных? Измерять. Если особой точности не требуется, подойдет обычная линейка, для более точных измерений лучше использовать штангенциркуль.

Расчет поверхности трубы

Трубка представляет собой очень длинный цилиндр, и поверхность трубки рассчитывается как площадь цилиндра. Для расчетов вам понадобится радиус (внутренний или внешний – зависит от того, какую поверхность вам нужно рассчитать) и длина нужного вам отрезка.

Формула для расчета боковой поверхности трубыФормула для расчета боковой поверхности трубы

Чтобы найти поперечную площадь цилиндра, мы умножаем радиус и длину, умножаем полученное значение на два, а затем на число «Пи», мы получаем желаемое значение. При желании можно посчитать площадь в один метр, затем умножить на желаемую длину.

Например, рассчитаем внешнюю поверхность отрезка трубы длиной 5 метров и диаметром 12 см. Сначала рассчитываем диаметр: диаметр делим на 2, получаем 6 см. Теперь все значения нужно привести к одинаковым единицам измерения. Поскольку площадь рассчитывается в квадратных метрах, переводим сантиметры в метры. 6 см = 0,06 М. Затем подставляем все в формулу: S = 2 * 3,14 * 0,06 * 5 = 1,884 м2. Если округлить, получится 1,9 м2.

Расчет веса

С расчетом веса трубы все просто: нужно знать, сколько весит погонный метр, затем умножить это значение на длину в метрах. Вес круглых стальных труб указан в справочниках, так как этот вид металлопроката стандартизирован. Масса одного погонного метра зависит от диаметра и толщины стены. Одно замечание: стандартный вес дан для стали плотностью 7,85 г / см2 – это тип, рекомендованный ГОСТом.

Таблица веса круглых стальных трубТаблица веса круглых стальных труб

В таблице D – наружный диаметр, условное отверстие – внутренний диаметр, и еще один важный момент – указана масса обыкновенного стального проката, оцинкованного на 3% больше.

Таблица веса трубы квадратного профиляТаблица веса трубы квадратного профиля

Как рассчитать площадь поперечного сечения

Формула для определения площади поперечного сечения круглой трубыФормула для определения площади поперечного сечения круглой трубы

Если труба круглая, площадь поперечного сечения необходимо рассчитывать по формуле для площади круга: S = π * R2. Где R – (внутренний) радиус, – 3,14. Итого радиус нужно возвести в квадрат и умножить на 3,14.

Например, площадь сечения трубы диаметром 90 мм. Найдите радиус – 90 мм / 2 = 45 мм. В сантиметрах это 4,5 см и возводим в квадрат: 4,5 * 4,5 = 2,025 см2, подставляем в формулу S = 2 * 20,25 см2 = 40,5 см2.

Площадь поперечного сечения профильной трубы рассчитывается по формуле площади прямоугольника: S = a * b, где a и b – длины сторон прямоугольника. Если рассматривать сечение профиля 40 х 50 мм, получаем S = 40 мм * 50 мм = 2000 мм2 или 20 см2 или 0,002 м2.

Как рассчитать объем воды в трубопроводе

При обустройстве системы отопления иногда бывает необходимо иметь такой параметр, как объем воды, который укладывается в трубу. Это необходимо при расчете количества хладагента в системе. В этом случае нужна формула объема цилиндра.

Формула расчета объема воды в трубеФормула расчета объема воды в трубе

Здесь есть два способа: сначала вычислить площадь поперечного сечения (описана выше) и умножить ее на длину трубопровода. Если посчитать все по формуле, понадобится внутренний радиус и общая длина трубопровода. Давайте посчитаем, сколько воды уйдет в 30-метровую систему труб диаметром 32 мм.

Сначала переводим миллиметры в метры: 32 мм = 0,032 м, находим радиус (вдвое) – 0,016 м. Подставляем в формулу V = 3,14 * 0,0162 * 30 м = 0,0241 м3. Оказалось = чуть больше двух сотых кубометра. Но мы привыкли измерять объем системы в литрах. Чтобы перевести кубические метры в литры, нужно полученную цифру умножить на 1000. Получается 24,1 литра.

Источник – https://stroychik.ru/strojmaterialy-i-tehnologii/raschet-parametrov-trub

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все об инженерных системах
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: