Как рассчитать объём трубы по формуле

Как рассчитать объём трубы по формуле

Как посчитать объем трубы? Обычно такой расчет необходим при строительстве, замене трубопровода и ремонте. Существует несколько способов, чтобы высчитать объем нужной вам трубы. Конечно, самое простое — это воспользоваться уже готовым калькулятором, в него внесены диаметры внутренней, внешней и общей длины трубопровода. Все размеры необходимо указывать в миллиметрах, все остальное программа посчитает самостоятельно.

Существуют программы для расчета количества жидкости, допустим, в радиаторе или отопительном котле, которые указаны в паспортных данных, и по объему жидкости можно высчитать объем трубы. Эти данные можно использовать для вычисления количества краски для окрашивания труб и теплоизоляционных материалов.

В интернете можно найти таблицы, которые составлены на основе одного конкретного диаметра трубопровода и внутреннего объема, рассчитанного на один погонный метр в литрах.

Расчет диаметра

Различают два типа диаметра трубы: внутренний и внешний. Эти показатели обычно имеют разное значение. Измерения внешнего диаметра настолько тривиальны, что достаточно линейки или рулетки. С внутренним диаметров дела обстоят немного сложнее, он имеет отличие ровно в две толщины стенки.

Если под рукой нет специализированного измерительного устройства, можно взять мягкую рулетку и вручную измерить круг. Найденное значение необходимо поделить на число Пи.

Число Пи во избежание погрешностей в расчетах должно быть равно 3.14159265.

Как высчитать площадь поперечного сечения

Поскольку трубы, применяемые для отопительных систем, круглые, площадь их поперечного сечения высчитывается умножением числа «пи» на радиус трубы, возведенный в квадрат:

Так как радиус равен половине диаметра, обозначаемого латинской буквой D, эта формула приобретает такой вид:

Результат получается в квадратных единицах используемого измерения. Взяв данные из ранее сделанных записей, высчитывают объем трубопровода.

Если внутренний размер составляет 20 мм, а протяженность труб 10 м, то расчет площади сечения выполняется так:

Значение сечения умножаем на длину:

V= 314 × 10 000 = 3 140 000 мм²

Для конвертирования кубических миллиметров в кубические метры надо разделить этот результат на 1 млрд:

V= 3 140 000 : 1 000 000 000 = 0,00 314 м³

Умножив количество кубических метров на 1000, получим количество жидкости в литрах:

V= 0,00 314 × 1 000 = 3,14 л

Кроме труб объем теплоносителя надо считать в радиаторах, бойлерах, котлах.

Выполнение расчета внутреннего (полезного) объема круглой трубы

Такой показатель, как толщина стенок, оказывает довольно значительное влияние на определение объема труб, определяя разницу между внешним и внутренним (полезным и фактическим).

Обратите внимание! Так как при поставках стальных водогазопроводных изделий принято оперировать лишь величиной условного прохода Ду и типом (легким, обыкновенным или усиленным), то для вычисления объема приходится обращаться к табличным данным, содержащимся в ГОСТе 3262-75.

Работа с ГОСТовской таблицей ведется в таком порядке:

  1. Из левой колонки берется величина условного прохода — Ду и соответствующее ей значение наружного диаметра в следующей колонке.
  2. Зная тип трубы, производится вычитание из величины наружного диаметра удвоенной толщины стенки.
  3. Полученное значение внутреннего диаметра делением на два превращается в значение радиуса внутреннего сечения.

Для вычисления площади данного сечения пользуются формулой

S – искомая площадь; π – 3,14; r – радиус внутреннего сечения.

Определение внутреннего (полезного) объема круглой трубы осуществляется посредством формулы

V = SL, в которой:

V – искомый внутренний (полезный) объем; S – площадь внутреннего сечения; L – длина трубы.

Для расчета полезного объема трубы нужно знать ее внутренний диаметр

Проведем вычисление полезного объема обыкновенной трубы при условном проходе, равном 100. Табличное значение наружного диаметра в этом случае будет равняться 114 мм, а толщины стенок – 4,5 мм. Произведя вычитание 114 – 2х4,5, получим значение внутреннего диаметра – 105 мм, половину которого составит радиус, равный, соответственно, 52,5 мм. Переведем для удобства дальнейших расчетов в метры – 0,0525 м. Площадь сечения составит 0,0525 м, умноженные на π -0,16485 м3, округляемые до 0,165 м3. Для перевода в литры полученное значение умножается на 1000, получаем – 165 литров.

Как высчитать площадь поперечного сечения

Если труба круглая, площадь сечения считать надо по формуле площади круга: S = π*R2. Где R — радиус (внутренний), π — 3,14. Итого, надо возвести радиус в квадрат и умножить его на 3,14.
Например, площадь сечения трубы диаметром 90 мм. Находим радиус — 90 мм / 2 = 45 мм. В сантиметрах это 4,5 см. Возводим в квадрат: 4,5 * 4,5 = 2,025 см2, подставляем в формулу S = 2 * 20,25 см2 = 40,5 см2.

Площадь сечения профилированного изделия считается по формуле площади прямоугольника: S = a * b, где a и b — длины сторон прямоугольника. Если считать сечение профиля 40 х 50 мм, получим S = 40 мм * 50 мм = 2000 мм2 или 20 см2 или 0,002 м2.

Из школьного курса геометрии известно, что площадь объемной фигуры равна произведению площади основания на высоту. В нашем случае рассматриваются трубопроводы, которые представляют собой цилиндры.

Следовательно, объем рассчитывается путем умножения площади внутреннего сечения трубы на ее длину.

Сечение трубопроводов чаще всего имеет форму круга, площадь которого равна произведению квадрата радиуса на число π = 3,14. Или, как вариант, произведению π на квадрат диаметра, поделенный на 4. Формула объема цилиндра (в нашем случае — воды) выглядит так:

Таким образом, объем воды в трубе равен произведению площади сечения на длину трубы в метрах. Полученная величина покажет количество воды в м3.

Рассмотрим, как рассчитать объем трубы не в кубометрах, а в литрах. Для расчета надо умножить ее объем на 1000, именно столько литров вмещает один кубометр. Можно сразу считать объем трубопровода в литрах, но для этого надо все измерения длины производить в дециметрах, площадь трубы также надо считать в квадратных дециметрах. Это неудобно и наверняка внесет путаницу, поэтому проще найти кубометры и умножить их на 1000. Посчитать объём трубы в м3 поможет рассмотренная формула или онлайн-калькулятор, которых много в сети Интернет. Все они действуют по единому принципу — в пустые графы надо внести свои данные, нажать кнопку, и система мгновенно выдаст правильный результат.

Площадь поперечного сечения

Формулу, по которой можно рассчитать площадь сечения, мы рассмотрели выше, но ее подсчет можно максимально упростить:

При этом ситуация будет выглядеть несколько сложнее, чем это представляется поначалу. Дело в том, что для расчета нужен внутренний диаметр, который измеряется обычным штангенциркулем. Как найти объем жидкости, если неизвестна толщина стенок трубы, а доступен только наружный диаметр.

Если возможности измерить внутренний диаметр нет, то приходится либо использовать предполагаемое значение, либо делать два (или более) расчета, из которых выбирать наиболее подходящее значение.

Толщина стенок может составлять один или два миллиметра, для изделий большого диаметра толщина может быть до 5 мм. При большой длине объем трубопровода с толстыми стенками значительно отличается от объема тонкостенных труб. В некоторых ситуациях важно найти точное значение, например, рассчитывая количество теплоносителя в системе теплого пола, отопительном контуре дома.

Важно! Расчет желательно производить, обладая полными данными о толщине стенок и прочих важных параметрах.

Для тех, кто затрудняется, как посчитать площадь трубы, создан онлайн-калькулятор (и не один). Его легко отыскать в сети Интернет и, подставляя в окошечки программы собственные данные, легко и быстро получить необходимые значения.

Читайте также  Газгольдер antonio merloni

Сколько жидкости в системе

Рассмотрим, как посчитать количество воды или иной жидкости во всей системе. Самый простой вариант — вычислить площадь сечения и умножить ее на суммарную длину трубопровода. Однако систем, состоящих из одних только труб, не бывает. Кроме того, трубопроводы тоже разные, что способно изменить искомое значение в большую или меньшую сторону.

Обычно в состав отопительной системы входят:

  • трубопроводы;
  • радиаторы, конвекторы или иные нагревательные приборы;
  • задвижки, шаровые краны, прочая запорная аппаратура.

Если речь идет о системе частного дома, то в расчет придется принимать дополнительные элементы:

  • котел отопления;
  • расширительный бак;
  • система теплого пола (если она есть);
  • коллектор отопления, регулировочный узел;
  • фитинги, переходники и прочие дополнительные элементы.

Расчет емкости трубопроводов производится отдельно для каждого диаметра, типоразмера. Для этого надо точно измерить длину трубопровода данного диаметра, рассчитать емкость и прибавить ее к уже полученным значениям.

Таким образом рассчитывается вместимость всех участков трубопроводов. Внутреннюю емкость фитингов можно найти в сети или вычислить самостоятельно.

Для узлов регулировки, коллекторов и прочих приборов данные указываются в документации: техническом паспорте, руководстве пользователя или иных сопроводительных документах. Объем всей системы является суммой габаритов всех ее элементов.

Внутренний объем

Существенно облегчает расчет расчет объема воды в 1 метре трубы таблица, приведенная ниже. Она содержит параметры трубопроводов и объемы 1 и 10 погонных метров. Значения приведены именно в литрах, поскольку большинство проблем возникает именно на стадии перевода кубометров в литры. Вместо того, чтобы мучиться с калькулятором и считать количество воды в 1 погонном метре, таблица сразу выдает нужное значение, необходимо лишь измерить внутренний диаметр. Если это сделать невозможно, система собрана и уже функционирует, то можно вычесть из имеющегося диаметра 2 или 4 мм и найти необходимое значение.

Из таблицы можно получить данные о всех существующих типоразмерах труб с внутренним диаметром от 4 до 1000 мм. Это самые распространенные варианты, а другие вряд ли могут понадобиться. Данные достаточно точны, и могут обеспечить вполне качественный подсчет параметров системы или отдельной трубы.

Получение результата экспериментальным методом

На практике возникают проблемные ситуации, когда гидравлическая система имеет сложную структуру или некоторые ее фрагменты проложены скрытным способом. В этом случае определить геометрию ее частей и рассчитать общий объем становится невозможно. Тогда единственным выходом становится проведение эксперимента.

Использование коллектора и укладка труб под стяжку – передовой способ скрытного подведения горячей воды к радиаторам отопления. Точно рассчитать длину коммуникаций при отсутствии плана невозможно

Необходимо слить всю жидкость, взять какую-либо мерную емкость (например, ведро) и наполнить систему до нужного уровня. Заливка происходит через самую верхнюю точку: расширительный бак открытого типа или верхний спусковой клапан. При этом все остальные клапаны должны быть открыты во избежание образования воздушных пробок.

Если движение воды по контуру осуществляет насос, то нужно дать ему час или два поработать без подогрева теплоносителя. Это поможет выгнать остаточные воздушные скопления. После этого нужно еще раз долить жидкость в контур.

Такой метод можно использовать и для отдельных частей отопительного контура, например, теплого пола. Для этого нужно его отсоединить от системы и таким же образом “пролить”.

Как рассчитать внутренний объём трубы

Внутреннее пространство трубы – это цилиндр. Поэтому расчёт объёма трубы ведётся именно по формуле внутреннего объёма цилиндра:

V = πR²L, где:

  • π = 3,14;
  • R – внутренний радиус трубы, который, соответственно, можно заменить на D/2, то есть это половина диаметра;
  • L – длина трубы.

Изменённая формула будет такой:

V = πD²L/4

Труба – это металлопрофиль, то есть изделие стандартизированное. Соответственно у него есть стандартные величины, на основе которых продукция и выпускается. К размерным параметрам относятся:

  • внешний диаметр;
  • толщина стенки.

В выше обозначенной формуле используется внутренний диаметр. Найти его математическим путём несложно. Это внешний диаметр минус две толщины стенок. К примеру, если внешний стандартный диаметр трубы равен 32 мм, толщина стенки 2,5 мм, значит, внутренний будет равен: 32 – (2,5 х 2) = 27 мм.

И ещё один важный момент. Во всех формулах необходимо использовать одни и те же единицы измерения. И если диаметр и стенки измеряются по стандарту в миллиметрах, то длина в метрах. Поэтому стоит первые обязательно перевести во вторые. К примеру, если внутренний диаметр 27 мм, то в метрах это будет 0,027. В формулу надо вставлять число в метрах.

Сегодня необязательно проводить расчёты, потому что в свободном доступе есть таблицы, где объем установлен в соответствии с диаметром и толщиною стенки. На фото ниже показана таблица объёма воды в трубе с учётом этих показателей.

Водопроводные трубы: как рассчитать объем (видео)

Практически каждому человеку доступны расчеты, достаточно знать все необходимые параметры, квадратуру, овальность и плотность потока жидкости в трубе. Если возникают трудности при расчете, то лучше всего обратиться к специалистам. Благодаря данной информации, каждый человек, используя необходимые данные, может вычислить необходимые параметры, в том числе по длине, площадь.