Как правильно рассчитать площадь трубы снаружи и внутри

Как рассчитать параметры труб

Как правильно рассчитать площадь трубы снаружи и внутри

При строительстве и обустройстве дома трубы не всегда используются для транспортировки жидкостей или газов.

Часто они выступают как строительный материал — для создания каркаса различных построек, опор для навесов и т.д. При определении параметров систем и сооружений необходимо высчитать разные характеристики ее составляющих.

В данном случае сам процесс называют расчет трубы, а включает он в себя как измерения, так и вычисления. 

Для чего нужны расчеты параметров труб

В современном строительстве используются не только стальные или оцинкованные трубы. Выбор уже довольно широк — ПВХ,  полиэтилен (ПНД и ПВД), полипропилен, металлопластк, гофрированная нержавейка.

Они хороши тем, что имеют не такую большую массу, как стальные аналоги. Тем не менее, при транспортировке полимерных изделий в больших объемах знать их массу желательно — чтобы понять, какая машина нужна.

Вес металлических труб еще важнее — доставку считают по тоннажу. Так что этот параметр желательно контролировать.

То, что нельзя измерить, можно рассчитать

Знать площадь наружной поверхности трубы надо для закупки краски и теплоизоляционных материалов. Красят только стальные изделия, ведь они подвержены коррозии в отличие от полимерных. Вот и приходится защищать поверхность от воздействия агрессивных сред.

Используют их чаще для строительства заборов, каркасов для хозпостроек (гаражей, сараев, беседок, бытовок), так что условия эксплуатации — тяжелы, защита необходима, потому все каркасы требуют окраски.

Вот тут и потребуется площадь окрашиваемой поверхности — наружная площадь трубы.

При сооружении системы водоснабжения частного дома или дачи, трубы прокладывают от источника воды (колодца или скважины) до дома — под землей.

И все равно, чтобы они не замерзли, требуется утепление. Рассчитать количество утеплителя можно зная площадь наружной поверхности трубопровода.

Только в этом случае надо брать материал с солидным запасом — стыки должны перекрываться с солидным запасом.

Сечение трубы необходимо для определения пропускной способности — сможет ли данное изделие провести требуемое количество жидкости или газа. Этот же параметр часто нужен при выборе диаметра труб для отопления и водопровода, расчета производительности насоса и т.д.

Внутренний и наружный диаметр, толщина стенки, радиус

Трубы — специфический продукт. Они имеют внутренний и наружный диаметр, так как стенка у них толстая, ее толщина зависит от типа трубы и материала из которого она изготовлена. В технических характеристиках чаще указывают наружный диаметр и толщину стенки.

Внутренний и наружный диаметр трубы, толщина стенки

Имея эти два значения, легко высчитать внутренний диаметр — от наружного отнять удвоенную толщину стенки: d = D — 2*S. Если у вас наружный диаметр 32 мм, толщина стенки 3 мм, то внутренний диаметр будет: 32 мм — 2 * 3 мм = 26 мм.

Если же наоборот, имеется внутренний диаметр и толщина стенки, а нужен наружный — к имеющемуся значению добавляем удвоенную толщину стеки.

С радиусами (обозначаются буквой R) еще проще — это половина от диаметра: R = 1/2 D. Например, найдем радиус трубы диаметром 32 мм. Просто 32 делим на два, получаем 16 мм.

Измерения штангенциркулем более точные

Что делать, если технических данных трубы нет? Измерять. Если особая точность не нужна, подойдет и обычная линейка, для более точных измерений лучше использовать штангенциркуль.

Расчет площади поверхности трубы

Труба представляет собой очень длинный цилиндр, и площадь поверхность трубы рассчитывается как площадь цилиндра. Для вычислений потребуется радиус (внутренний или наружный — зависит от того, какую поверхность вам надо рассчитать) и длина отрезка, который вам необходим.

Формула расчета боковой поверхности трубы

Чтобы найти боковую площадь цилиндра, перемножаем радиус и длину, полученное значение умножаем на два, а потом — на число «Пи», получаем искомую величину. При желании можно рассчитать поверхность одного метра, ее потом можно умножать на нужную длину.

Для примера рассчитаем наружную поверхность куска трубы длиной 5 метров, с диаметром 12 см. Для начала высчитаем диаметр: делим диаметр на 2, получаем 6 см.

Теперь все величины надо привести к одним единицам измерения. Так как площадь считается в квадратных метрах, то сантиметры переводим в метры. 6 см = 0,06 м.

Дальше 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: надо знать, сколько весит погонный метр, затем эту величину умножить на длину в метрах.

Вес круглых стальных труб есть в справочниках, так как этот вид металлопроката стандартизован. Масса одного погонного метра зависит от диаметра и толщины стенки.

Один момент: стандартный вес дан для стали плотностью 7,85 г/см2 — это тот вид, который рекомендован ГОСТом.

Таблица веса круглых стальных труб

В таблице Д — наружный диаметр, условный проход — внутренний диаметр, И еще один важный момент: указана масса обычных стального проката, оцинкованные на 3% тяжелее.

Таблица веса профилированной трубы квадратного сечения

Как высчитать площадь поперечного сечения

Формула нахождения площади сечения круглой трубы

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 профилированной трубы 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.

Как рассчитать объем воды в трубопроводе

При организации системы отопления бывает нужен такой параметр, как объем воды, которая поместится в трубе. Это необходимо при расчете количества теплоносителя в системе. Для данного случая нужна формула объема цилиндра.

Формула расчета объема воды в трубе

Тут есть два пути: сначала высчитать площадь сечения (описано выше) и ее умножить на длину трубопровода. Если считать все по формуле, нужен будет внутренний радиус и общая длинна трубопровода. Рассчитаем сколько воды поместится в системе из 32 миллиметровых труб длиной 30 метров.

Сначала переведем миллиметры в метры: 32 мм = 0,032 м, находим радиус (делим пополам) — 0,016 м. Подставляем в формулу V = 3,14 * 0,0162 * 30 м = 0,0241 м3. Получилось = чуть больше двух сотых кубометра. Но мы привыкли объем системы измерять литрами. Чтобы кубометры перевести в литры, надо умножить полученную цифру на 1000. Получается 24,1 литра.

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

Расчет площади труб: нюансы и математические формулы

Как правильно рассчитать площадь трубы снаружи и внутри

Площадь трубы (м2) необходимо рассчитывать для определения приобретения количества лакокрасочного и антикоррозионного материала при выполнении покрасочных операций. Покраска этих изделий требует тщательной подготовки.

Какие нюансы следует учесть

Расчет площади поверхности трубы зависит от конструктивного исполнения проката. Чаще всего можно увидеть изделия в виде цилиндра, но существуют и другие виды, а именно:

  • Квадратной или прямоугольной формы. Квадратные профили часто встречаются в практике.
  • В виде конуса, то есть диаметр сечения разный. Такие изделия встречаются крайне редко.
  • Поверхность труб также бывает гофрированной.
  • Могут быть цементные кольца для оснащения канализационных систем.

Как рассчитать площадь поверхности разных труб

Площадь поверхности трубы определяется по формуле. Длина окружности — это одна из важных геометрических величин. Расчётам следует уделить особое внимание. Чтобы вычислить количество квадратов металлических трубопроводов, рекомендуется применить математические формулы.

Цилиндрические

Расчет определяется следующей формулой: S = 2 x π x R x L

π – это постоянная величина, равна 3,14;

R – радиус изделия (в мм);

L – это показатель длины (в м).

Трубы ЖБИ

Для расчетов площади окраски цилиндрических канализационных труб главным критерием является показатель высоты (H). Подсчитать квадратные метры несложно, используя формулу, указанную выше.

На видео: объем цилиндра и площадь его поверхности.

Профильные

Площадь профильной трубы определяется следующим образом. При подсчете соответствующих квадратов для покраски следует применять формулу: S = 2 x H x L + 2 x W x L

Н и W – это показатели высоты двух сторон;

L – длина профильных труб.

Конусообразные

Узнать количество квадратов для покраски труб данного вида несложно, применяя формулу: S = 2 x π x R1 x L + π x (R1 x R1 + R2 x R2)

2 и π – постоянные;

R1 и R2 – это заданные диаметр меньшего и диаметр большего круга;

L – обозначает длину всего элемента.

Гофрированные

Сколько нужно материала для окраски изделий с такой разновидностью поверхности высчитать сложнее всего. Для вычислений следует определить:

  • Радиус скругления – А. Допустим, он будет 3 мм. По формуле – 2 x π x A вычисляем скругленную часть, она составит 18,84 мм;
  • Вертикальные проекции на длину (B) и диаметр (D);
  • Угол скоса у самого основания – Е (вычисляем умножением D на 2);
  • Высоту гофры F, а G – линия вытягивания изделия.

Далее узнаете количество складок, расчетное получается делением, то есть длину разделить на шаг. Высчитывать растянутую конструкцию можно умножением количества образованных складок на длину гофры тоже в растянутом состоянии.

Подсчет покраски площади трубы или трубопровода можно найти в таблицах в интернете, а можно выполнить самостоятельно. Площадь наружной поверхности трубы несложно взять из справочников, согласно размещенным в них таблицам. Для определения наружного размера площади можно применить метод развёртки основания. Диаметром, полученным при измерении, можно руководствоваться при вычислении радиуса.

С помощью онлайн-калькулятора можно с точностью рассчитать окружность и квадраты, подлежащие обработке, как наружному, так и внутреннему основанию.

Как рассчитывается расход краски

Расчет расхода краски вычисляют легко. Обычно на банках с краской производитель указывает средний расход на 1 м2. Зная площадь трубы (S), определить цифру в конкретном случае можно умножением. Допустим расход краски 150 г/м2, умножаем этот показатель на площадь, которую ранее определили.

Расчет краски производится с учетом следующих критериев:

  • материала, использованного при изготовлении трубы;
  • наличия на трубопроводе коррозии;
  • наличия покрытия грунтом;
  • шероховатости.

При подсчете расходования красок учитывается не только длина окружности и зависимость между площадью развертки и диаметром, но и данные расхода материала, указанные производителем. Чтобы не ошибиться, когда производятся вычисления, можно обратиться за помощью к специалистам.

Подготовить изделие к окраске несложно, достаточно выполнить ряд мероприятий, в том числе учесть таблицу расходов материалов. Программа определения площадей всегда считала достоверные цифры.

Трубы разных видов и форм (18 фото)

Источник: https://GidPoKraske.ru/kolichestvo-materiala/ploshchad-truby.html

Как верно вычислить площадь трубы снаружи и в – Учебник сантехника

Как правильно рассчитать площадь трубы снаружи и внутри

Вероятнее, вам приходилось сталкиваться с проблемой расчета площади поверхности трубопровода и его внутреннего сечения. В этом в большинстве случаев оказывает помощь формула, узнаваемая многим из школьного курса, не смотря на то, что и забытая. В данной статье мы определим, как посчитать площадь трубы и ее диаметр верно.

Для чего это необходимо знать

Ниже рассмотрим обстановке, в то время, когда данные параметры в большинстве случаев неизменно нужно учитывать в работе:

  1. Знание формулы площади будет нужным, в то время, когда рассчитывается теплоотдача теплого пола либо регистра отопления.Данные возможно взять, исходя из неспециализированной площади, которая отдает воздуху в помещении тепло от рабочей жидкости определенной температуры.
  2. Второй вариант — обратная обстановка, которая видится кроме этого довольно часто. Особенно, в случае если нужно подсчитать теплопотери по всей протяженности трубопровода к отопительному прибору. При расчете количества и размеров конвекторов, радиаторов и других устройств инструкция требует знать точно, какое количество калорий они смогут выдавать. Данные определяются с учетом площади поверхности трубопровода, транспортирующего воду.
  1. Если вы станете знать, как посчитать площадь поверхности трубы, вы сможете закупить верное количество теплоизоляции. Частенько протяженность теплотрассы образовывает десятки километров, исходя из этого правильные данные окажут помощь компаниям сохранить внушительные средства.
  1. Еще один момент – затраты на покраску либо антикоррозионное покрытие, цена которых время от времени внушительна. В этом случае знания разрешат точно вычислить нужный количество материала. Помимо этого, так возможно косвенными способами выяснить нерадивость исполнителей работ, в случае если затраты на 1 м2 поверхности будут значительно возрастать.
  2. Расчет площади трубы (сечение) разрешит определить большую проходимость изделия. Само собой разумеется, возможно сходу заведомо больший диаметр, но при громадных капиталовложениях в строительные объекты данный показатель играется значительную роль в перерасходе средств.

Совет: не забывайте, не смотря на то, что в частном доме перерасход бюджета при установке трубы на ход больше будет маленьким, но вы утратите на теплопотерях, поскольку чем больше поверхность предмета, тем больше тепла он отдает в единицу времени.

Не следует кроме этого забывать, что в то время, когда раскрывается кран тёплого водоснабжения, количество жидкости в водопроводе бесцельно остывает. Громадный диаметр трубы аккумулирует много воды, которая в ней будет стоять, исходя из этого вы израсходуете больше тепла на нагрев помещения.

Совет: калькулятор площади трубы вы сможете обнаружить нашем сайте, и на сайтах профильных фирм.

Как вычислить сечение

  1. Нужно высчитать площадь круга и отнять толщину стенок.
  2. Формула следующая: S = ?(D/2-N)2.D – диаметр, N – толщина стенок.

Совет: помните, что в напорных водопроводах рабочая жидкость заполняет целый их количество.

В самотечной системе канализации — поток по большей части смачивает лишь часть стенок, исходя из этого труба оказывает меньшее сопротивление, чем в всецело заполненной.

Для гидравлических расчетов последней и ввели понятие — живое сечение.

Расчет поверхности

Геометрическая задача, с которой вы неоднократно виделись на уроках, в то время, когда необходимо было определить площадь поверхности цилиндра, а, труба — это он и имеется. Дабы определить нужную цифру нужно знать длину окружности и высоту цилиндра (в нашем случае длину трубопровода).

Формула длины окружности – Lокр = ?D, поверхности – S = ?DL, где L–протяженность трубопровода, а D–его диаметр.

Для окрашивания возможно применять данную формулу напрямую, в случае если же нужно проводить теплоизоляционные работы, материала пригодиться больше, поскольку он имеет толщину. К тому же на протяжении процесса минеральная вата укладывается с некоторым перехлестом полотен.

Рассчитываем внутреннюю поверхность

Не эксперты в обязательном порядке зададут вопрос – для чего необходимо знать данный параметр? Эксперты же ответят – для гидродинамических расчетов, дабы знать, какая площадь имеет контакт с водой на ходу по трубам.

С этим параметром имеется пара связанных нюансов:

ДиаметрЧем он больше, тем меньше шероховатость стенок влияет на движение рабочей жидкости. В случае если у трубопровода диаметр громадной, а его протяженность маленькая, сопротивлением трубы возможно пренебречь.
ШероховатостьДанный параметр имеет громадное значение для гидродинамических расчетов. К примеру, стальная ржавая в водопроводная труба и гладкая полипропиленовая по-различному воздействуют на скорость рабочей жидкости.
Постоянство внутреннего диаметраСтальные и чугунные изделия из-за коррозии и минеральных отложений со временем изменяют свою внутреннюю площадь. Вследствие этого проход для потока значительно уменьшается.

Совет: не требуется забывать, что стальной водопровод для подачи холодной воды уменьшит свою проходимость в течение 10 лет практически в 2 раза.

Формула расчета наряду с этим будет таковой – S=?(D-2N)L, где N–толщина стены, L–протяженность трубопровода, D–его диаметр.

Вывод

Данная статья лишь только разрешила освежить в памяти формулы, каковые дают понятие как вычислить площадь трубы и ее поверхности. Как ни необычно, но данные знания часто оказывают помощь решить появляющиеся задачи на протяжении домашнего ремонта. в данной статье окажет помощь отыскать вам дополнительную данные по данной тематике.

Загрузка…

Источник: https://partner-tomsk.ru/santehnika/trubyi/kak-verno-vyichislit-ploshhad-trubyi-snaruzhi-i-v

Площадь внутреннего сечения и поверхностей трубы: формулы расчета

Как правильно рассчитать площадь трубы снаружи и внутри

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

С какими параметрами эксплуатации трубопроводов связано проведение расчетов площади трубы

На этапе проектирования трубопроводной системы грамотное проведение расчетов площади трубы позволяет добиться важных преимуществ, связанных с разными сторонами прокладки, эксплуатации и дальнейшего обслуживания. В частности, то, как посчитали площадь трубы, будут сопряжено с:

  • проходимостью трубопроводной системы. Понадобится посчитать, исходя из значений наружного диаметры и толщины стенок, площадь внутреннего сечения трубы. Это даст возможность уточнить расход транспортируемой рабочей среды, а также стоимость сооружения в целом;
  • потерями тепла, происходящими при транспортировке от генерирующего источника (теплопункта) к отопительным приборам. Чтобы рассчитать теплопотери, приходится оперировать величинами диаметра и длины труб. Имея представление о площади поверхности теплоотдачи и зная, сколько вырабатывается тепла теплопунктом, просчитывают количество и габариты отопительных приборов в системе;
  • термодинамическими параметрами системы, будь то теплые полы, регистр отопительной системы или участок трубопровода;
  • количеством материалов для проведения теплоизоляции, просчитываемых, отталкиваясь от площади внешней поверхности;
  • количеством материалов для нанесения антикоррозионного покрытия;
  • шероховатостью внутренней поверхности, влияющей на скорость перемещения рабочей среды. Последняя, в свою очередь, зависит от значений геометрических параметров трубы.

Зная площадь труб, легко определить количество материалов для изоляции системы

Как рассчитать площадь поверхности трубы

Для проведения расчетов может быть привлечена формула, памятная по школьному учебнику, и возможности калькулятора, как обычного, так и онлайн.

Для определения площади внешней поверхности круглой трубы понадобится формула, используемая при вычислениях, производимых с цилиндром: S = π d l. Для того, чтобы определиться, к примеру, с требуемым количеством лакокрасочных или теплоизоляционных материалов, нужно знать значения таких параметров, как:

  • l – протяженности изделия, которое будет подвергнуто соответствующей обработке;
  • d – наружного диаметра;
  • S – площади, которая определится в результате подсчетов.

Значение π берем, как приближенно равное 3,14.

Обратите внимание! Работая с лакокрасочными материалами, ориентируемся на указываемый производителем предполагаемый расход на квадратный метр.

Проведение теплоизоляции потребует дополнительных подсчетов и расходов, так как следует учесть:

  • толщину теплоизоляционного слоя;
  • наличие перехлестов полотен, обязательных при укладке минеральной ваты.

При проведении расчетов по внутренней поверхности, особенно гидродинамических, нельзя забывать о некоторых важных моментах:

  • с увеличением диаметра и протяженности трубопровода гидравлическим сопротивлением рабочей среды можно пренебречь в связи с уменьшением гидравлического трения о стенки;
  • значение величины гидравлического сопротивления в большей степени зависит от коэффициента шероховатости, чем от размеров поверхности;
  • использование неоцинкованной стали как материала для трубопровода приводит со временем к уменьшению внутреннего сечения и увеличения гидравлического сопротивления, так как внутри происходит наслоение ржавчины и минеральных отложений.

При расчетах площади круглой трубы принимают во внимание диаметр и толщину стенок

Внутреннюю поверхность круглой трубы просчитывают по формуле: S = π (d – 2n) l, оперируя значениями:

  • π – приближенно 3,14;
  • d – наружного диаметра;
  • n – толщины стенок;
  • l – протяженности участка.

Как производится расчет поперечного сечения трубы

Здесь есть определенный нюанс, связанный с видом используемого трубопровода – напорного или безнапорного. В случае с напорным трубопроводом проведение расчета значительно проще и понадобится привлечение формулы S = π r2.

То есть, для расчета площади (S) поперечного сечения напорного трубопровода, в котором транспортируемая среда занимает весь внутренний объем, используются величины: π – приближенно 3,14; r – радиуса, равного половине внутреннего диаметра или половине внешнего диаметра за вычетом двойной толщины стенок.

Сложнее обстоит дело с аналогичными расчетами, если приходится иметь дело с самотечной канализацией или водопроводом.

В таких системах, в отличие от напорных, практически на протяжении всего периода эксплуатации потоком рабочей среды затрагивается лишь часть стенок, а не весь внутренний объем.

Таким образом, значение гидравлического сопротивления оказывается существенно ниже.

На заметку! При проведении гидравлических расчетов принято оперировать понятием живого сечения. Под ним понимают часть сечения, относящуюся непосредственно к потоку рабочей среды, которая расположена перпендикулярно по отношению к нему.

Что делать, имея дело с трубой, квадратной в сечении? Для вычисления площади трубы квадратного или прямоугольного сечения можно прибегнуть к онлайн-калькулятору или воспользоваться формулой S = Pl. В ней, помимо величин площади (S) и длины (l), используется еще и значение периметра перпендикулярного сечения (P).

При всей несложности проведения расчетов площади трубы, проявлять небрежность при выполнении этой операции вряд ли стоит. Ошибки могут обернуться как перерасходом материалов и денежных средств, так и нарушениями в работе самой трубопроводной системе.

Источник: http://TrubaMaster.ru/razvodka/ploshchad-truby.html

Площадь трубы: уроки геометрии

Как правильно рассчитать площадь трубы снаружи и внутри

С самыми разными целями зачастую приходится рассчитывать площадь поверхности трубы или ее сечение. Разумеется, чтобы узнать площадь трубы — формула должна опираться на ее диаметр и протяженность.

Нужны ли какие-то еще параметры? Зачем все эти расчеты могут быть нужны? Как рассчитать площадь и сечение? Все это мы узнаем из этой статьи.

С точки зрения геометрии труба представляет собой цилиндр. Отсюда и простые формулы расчета

Зачем это нужно?

Начнем все же с того, что еще раз перечислим основные ситуации, когда нам нужен расчет площади трубы — ее поверхности или сечения.

  • Формула площади трубы будет полезна, если нам нужно рассчитать теплоотдачу регистра или теплого пола.Оба значения выводятся именно из суммарной площади, отдающей воздуху в помещении тепло от теплоносителя.

От площади поверхности регистра линейно зависит его теплоотдача

  • Часто встречается обратная ситуация — когда нужно подсчитать потери тепла по пути к отопительному прибору.Для того, чтобы можно было принять решение о количестве и размере радиаторов, конвекторов или других приборов — нужно знать, каким количеством калорий мы располагаем. Оно выводится опять-таки с учетом площади поверхности  трубы, которая транспортирует воду от элеваторного узла.
  • Расчет площади поверхности трубы нужен для того, чтобы закупить необходимое количество теплоизолирующего материала.Если протяженность теплотрассы исчисляется километрами — а это именно так и бывает — точный расчет может сэкономить предприятию огромные суммы.

Здесь теплоотдачу нужно сократить до минимума. Чтобы посчитать количество необходимого теплоизолирующего материала — нужно узнать площадь поверхности, которую предстоит защитить от потери тепла

  • Затраты на антикоррозионное покрытие или краску — из той же категории. Площадь окраски трубы стальной вместе с расходом краски на квадратный метр дадут нам точный объем необходимых закупок.Заодно в этом случае будет очень хорошо видно, скажем вежливо, нецелевое использование материала: если краски или битумного лака уходит в полтора раза больше расчетного количества — предприятию следует пресекать воровство.

Производители краски указывают ее расход в граммах на квадратный метр поверхности

  • Расчет площади сечения трубы необходим для того, чтобы узнать ее максимальную проходимость.Да, можно просто поставить трубу заведомо больше необходимой;  но при составлении типового проекта, по которому будет строиться много домов, перерасход средств в этом случае будет большим.

Важно: в случае частного дома перерасход бюджета, если вы просто возьмете трубу на шаг больше, невелик. А вот потери тепла вырастут заметно. Непонятно? Вспомните: больше поверхность трубы — больше тепла на ней рассеивается.

Кроме того, между моментами, когда открывается кран горячей воды, весь объем в соответствующем водопроводе бесцельно остывает.

Чем больше диаметр трубы — тем больше воды в ней будет стоять, тем больше тепла вы потратите на бесцельный нагрев помещения.

Чем толще трубы — тем больше горячей воды бесцельно остывает после каждого открытия крана

Расчет сечения

Собственно, задача-то из геометрии средних классов. Нам нужно рассчитать площадь круга, диаметр которого равен наружному диаметру трубы за вычетом толщины ее стенок.

Площадь круга, как мы помним, рассчитывается  как S = Pi R2.

Таким образом,  рассчитывающая площадь сечения трубы формула имеет вид S=Pi*(D/2-N)2, где S — площадь внутреннего сечения трубы, Pi — число «пи», D — наружный диаметр трубы, а N — толщина стенки трубы. Диаметр, как мы помним — это два радиуса.

Итак, считающая площадь поперечного сечения трубы формула перед нами. Давайте воспользуемся ей на примере  очередного сферического коня в вакууме — горячекатаной бесшовной трубы внешним диаметром 1 метр и со стенками толщиной 10 мм.

S=3.14159265*(1/2-0,01)2=0,754296 м2.

Важно: в напорных водопроводах вода всегда заполняет весь объем трубы.

В самотечной канализации же это не так: большую часть времени поток смачивает лишь часть стенок и, соответственно, труба оказывает ему меньшее сопротивление по сравнению  с полностью заполненной.

Именно для гидравлических расчетов самотечной канализации введено такое понятие, как площадь живого сечения трубы.

Это площадь поперечного сечение потока в ней, перпендикулярного направлению движения потока.

От точного подбора сечения трубы порой очень многое зависит

Площадь внешней поверхности трубы

И это тоже задача сугубо геометрическая. Как посчитать площадь поверхности трубы снаружи?

А как найти в общем случае площадь стенок цилиндра?

Поверхность цилиндра — это, в сущности, прямоугольник, одна сторона которого — длина окружности цилиндра, а вторая —  длина самого цилиндра. Так?

Длина окружности, как мы помним, равна Pi*D, где Pi — число Пи, а D — диаметр трубы.

Как рассчитать площадь прямоугольника? Необходимо его длину умножить на ширину.

Площадь заветного прямоугольника будет такой: S=Pi*D*L, где Pi — старое доброе число Пи, D — диаметр трубы, а L — ее длина.

Для теплотрассы диаметром в один метр при ее длине в десять километров площадь окраски труб будет равной:  3,14159265*1*10000=31415,9265 м2. Теплоизоляции понадобится чуть больше: она имеет толщину, отличную от нуля, к тому же труба заворачивается в минеральную вату с перехлестом полотен.

И здесь точный расчет площади поверхности был необходим

Площадь внутренней поверхности трубы

Зачем внутренняя поверхность? Неужели трубы красят изнутри?

Нет, площадь внутренней поверхности может пригодиться при гидродинамических расчетах. Это площадь поверхности, с которой контактирует вода при движении по трубам.

Есть несколько связанных с этой площадью нюансов:

  • Чем больше диаметр трубы для водопровода — тем меньше влияние шероховатости ее стенок на скорость потока в ней.Для трубопроводов большого диаметра при небольшой протяженности сопротивлением трубы можно полностью пренебречь;
  • Для гидродинамических расчетов шероховатость поверхности имеет не меньшее значение, чем ее площадь.Ржавая внутри стальная водопроводная труба и идеально гладкая полипропиленовая очень по разному влияют на скорость потока;
  • Трубы из неоцинкованной стали имеют, так сказать, непостоянную площадь внутренней поверхности.Они со временем зарастают ржавчиной и минеральными отложениями, в результате чего просвет сужается.Если вам придет в голову странная фантазия изготовить из стали водопровод холодного водоснабжения — этим фактом нельзя пренебрегать, поскольку проходимость водопроводной трубы может упасть вдвое уже за десять лет.

Зарастание стальной неоцинкованной трубы приходиться учитывать при расчете водопровода

Ну а что с формулой? Она проста. Диаметр цилиндра в этом случае, как легко догадаться, равен разности диаметра и удвоенной толщины стенок трубы.

Раз так — площадь стенок цилиндра приобретает вид S=Pi*(D-2N)*L, где D — по-прежнему диаметр трубы, N-толщина ее стенок, а L — протяженность.

Для теплотрассы длиной в 10 километров из трубы диаметром 1 метр со стенками толщиной 10 мм площадь внутренней поверхности окажется равной: 3,14159265*(1-2*0,01)*10000 = 30787,60797 м2.

Заключение

Подводя итоги — в сущности, мы с вами заново прошли курс геометрии средних классов, вспомнив школу и знания, забытые за годы скучной взрослой жизни. Будем надеяться, что эти простые формулы пригодятся вам не раз. Удачи в строительстве!

Источник: https://o-trubah.ru/formy-trub/kruglye/ploshhad-truby-380

Как рассчитать площадь поверхности трубы

Как правильно рассчитать площадь трубы снаружи и внутри

Термин «площадь поверхности трубы» из курса геометрии приобретает жизненное значение во время монтажа и строительства. Этикетка банки с краской содержит прямую или косвенную информацию о расходе материала на 1 квадратный метр поверхности.

Расчёт квадратуры поверхности пола, стен и дверей выполняют умножением длины объекта на ширину. Измерение габаритов помещения рулеткой даст мастеру полезную информацию для вычислений.

Но, кроме прямоугольных поверхностей, в доме подведены сети воды, тепла и газа. Определить финансирование мероприятия под названием «покраска труб» поможет расчет площади поверхности.

Где применяют объёмные металлические элементы

В России выпускают трубы шести классов:

Класс изделияОбласть применения
1Транспортировка воды и газа под низким давлением.Изготовление вспомогательных конструкций в строительстве.
2Транспортировка воды и газа под высоким и низким давлением
3Обвязка агрегатов с режимом работы при высокой температуре и под давлением
4Комплектация бурильных установок на нефтяном месторождении
5Несущие элементы конструкции автомобилей, вагонов, кранов
6Заготовки деталей машиностроительной отрасли: ресиверов, подшипников, цилиндров инжекторов.

Налажено производство изделий из металла и пластмассы, железобетона и поливинилхлорида. При разнообразии материалов 90 процентов инженерных конструкций для пропуска воды, тепла и газа в России изготавливают из стали. Металл требует защиты от коррозии. Для расчета количества защитного покрытия ведут расчет площади поверхности трубы.

Применение формулы расчета

Сведения о квадратуре наружной поверхности круглой фигуры необходимы проектировщикам, сметчикам, монтажникам и мастерам профилактики и ремонта оборудования, например, при решении задач:

1. Объём тепловой энергии конструкции «тёплый пол» или радиаторов отопления.

2. Потери тела при транспортировке от точки поставки до границы балансовой принадлежности сетей.

3. Сумма затрат на защиту металла от коррозии. Магистральные элементы покрывают краской и битумным лаком. Точный расчет площади пресечет нецелевое использование краски.

4. Количество и стоимость изолирующего материала. Например, расстояние от коллектора ТЭЦ до жилого поселка составляет 2 километра. Протяженность жилого массива – три километра. Итого 5 километров магистральных сетей потребуют изоляционного материала. Площадь требуется рассчитать без напрасной траты финансов на закупку минеральной ваты, стеклоткани и алюминиевой фольги.

Изнутри трубу не красят и не изолируют. Но для расчета скорости движения воды знать внутреннюю площадь нужно. В магистральных водопроводах диаметром 1,4 м трением воды о внутренние стенки можно пренебречь. Но на конструкциях диаметром 20-30 см через 10 лет эксплуатации фиксируются отложения солей. Коррозия ухудшает состояние внутренних стенок, скорость движения потока воды снижается.

Цилиндрические конструкции

Привычный вид путепровода – цилиндр с одинаковым диаметром в начале и в окончании. Расчет площади поверхности трубы для окраски и теплоизоляции проведём, мысленно распилив конструкцию вдоль, получим прямоугольник с параметрами:

Т – длина фигуры, равная протяженности изделия.

Ш – ширина фигуры, равная длине окружности конструктива.

Протяженность измеряется, диаметр Д промаркирован у торца трубы несмываемой краской или клеймлением.

Длина окружности цилиндра вычисляется умножением диаметра Д на константу «Пи». Число «Пи» примем с точностью до пятого знака после запятой 3,14159. Найдём площадь П цилиндрической трубы.

П = Ш * Т

П = 3,14159 * Д * Т

Для магистрали длиной 5 километров и диаметром 1,0 м понадобится покрасить площадь

3,14159 * 1,0 * 5000 = 15708 кв.м.

Заинтересованный читатель может создать электронную табличку в программе EXCEL для расчета площади поверхности окраски труб, чтобы не доставать постоянно калькулятор.

Деталь в виде усеченного конуса

Трубы используются не только круглого сечения, но и прямоугольные, и овальные в сечении. Размеры одного торца могут отличаться от параметров второго торца, например, в трубе в виде усеченного конуса. Примером усеченного конуса представляется обычное ведро. Диаметр дна у ведра меньше диаметра верха.

Наука геометрия и здесь придёт на помощь. Стандартная формула площади поверхности трубы в виде усеченного конуса выглядит так:

П = 3,14159 * (Р + р) * Т, где

П – искомая площадь поверхности;

Р – радиус большего диаметра;

р – радиус меньшего диаметра;

Т – протяженность изделия.

Радиус – это половина диаметра. Помним, что на торцах расположена маркировка.

Пусть трубопровод изготовлен по индивидуальному заказу с параметрами Р=1,0 м и р= 0,8 м. Протяженность примем 1 километр. Тогда площадь наружной поверхности трубы равна:

Пн = 3,1415 * (1,0 + 0,8) * 1000 = 2827 кв.м.

Внутренняя поверхность детали

Внутренний диаметр промаркирован в торцевой части. При отсутствии заводской метки диаметр внутри трубы «В» вычисляется по формуле:

В = Д – 2*С, где С – толщина стенок.

Далее расчет площади внутренней поверхности трубы проводят по уже известной формуле, только вместо параметра Д используют параметр «В».

Пв = 3,1415 * В * Т.

Вернёмся к рассмотренному примеру с цилиндром. К известным параметрам добавим толщину стенок С=0,1м. Тогда площадь поверхности внутреннего конуса равна

Пв = 3,14159 * (1,0 – 0,1*2) * 5000 = 12566 кв.м.

Сохранение тепла

Утепление отопительных труб уменьшает потери тепла не только в центральной магистрали, но и в объёмном помещении, где трасса между отопительным котлом и жилыми комнатами проходит по холодным вспомогательным помещениям.

Отличие утеплителей по теплопроводности и способу установки требует выбора с учетом места монтажа и свойств материала. Производители предлагают несколько видов утепляющего элемента:

  • стекловата в отрезных рулонах; после оборачивания вокруг трубы затягивается проволокой и укрывается сверху алюминиевой фольгой или рубероидом;
  • базальтовая вата в пластинах; технология монтажа как у стекловаты;
  • гибкая труба из вспененного фольгированного полиэтилена с разрезом вдоль изделия для монтажа; используют для внутренних инженерных сетей;
  • жидкая теплоизоляция применяется на уже проложенных трубопроводах, когда нет пространства для манёвра с другими материалами.
  • пенопласт в виде двух разъёмных половинок трубы; при монтаже половинки скорлупы надеваются на трубу, совмещаются и закрепляются строительным скотчем; утеплитель из пенопласта используют многократно.

Квадратура покрывного материала зависит от толщины утеплителя. Формула площади поверхности теплоизоляции в рассматриваемом случае выглядит таким образом:

П = 3,14159 * Д * Т * К, где

Д – наружный диаметр трубы;

Т – длина трубы;

К – переменный поправочный коэффициент на толщину утеплителя.

Для расчета площади утеплителя разработаны строительные калькуляторы.

Краска для трубы

Объём краски Ок на изоляцию металлического трубопровода считают по формуле

Ок = П * У, где

Ок – объём краски;

П – площадь поверхности трубы;

У – удельная норма расхода краски на 1 кв.м поверхности (берём с этикетки краски).

Расход краски выбирают для металлических поверхностей с учетом количества наносимых слоёв.

Сформировано мнение, что знания – это то, что осталось в голове после того, как забыто выученное. Приятно вспомнить и применить знания, полученные в школе. Автор надеется, что читателям статья принесёт пользу и улучшит настроение.

Источник: https://FB.ru/article/321644/kak-rasschitat-ploschad-poverhnosti-trubyi

Площадь трубы через сечение и поверхность: формула через диаметр

Как правильно рассчитать площадь трубы снаружи и внутри

Решая определённые инженерные задачи, очень часто нужно произвести расчет площади наружной и внутренней поверхности трубопровода или его сечения. Для расчета площади, следует воспользоваться формулой, которая рассчитывается на основе величины диаметра и длины трубы.

Эта статья расскажет о том, необходимы ли другие параметры, когда может пригодиться такой расчет и как его осуществлять.

Когда это может пригодиться?

Начать следует с определения случаев, когда подобные расчеты могут пригодиться:

Они могут быть полезны при необходимости рассчитать теплоотдачу через трубопровод. Всё это считается на основе площади поверхности, которая отдает окружающей среде тепловую энергию от теплоносителя. Часто необходимо определить потери тепловой энергии по пути к прибору отопления.

Все это позволит определить необходимые число и габариты радиаторов. Для этого необходимо знать, сколько калорий находится в нашем распоряжении.

Расчет производится также на основе площади соответствующей поверхности трубопровода, по которому теплоноситель транспортируется от узла элеватора.

С целью определить требуемый объем теплоизоляционного материала, следует также определить площадь внешней поверхности. В таком случае, чем точнее расчет, тем выше экономия средств на приобретение материала. Так как длина теплотрассы может быть равна нескольким километрам, то такая экономия может составить большую сумму.

Также расчет будет полезен при определении затрат, связанных с приобретением окрашивающего материала. Определение площади трубопровода под покраску наряду с расчётом расходования краски на один кв. м. позволяют точно получить величину суммарных затрат.

Определение площади внутренней поверхности трубопровода окажется полезным при расчете её максимальной проходимости. Это позволит избежать превышения произведенных затрат на приобретение труб над требуемыми. При проектировании больших сетей коммуникаций это позволит снизить сумму затрачиваемых средств.

Как произвести расчет?

Рассчитываем сечение

Определение сечения трубы является несложной геометрической задачей. Для этого следует для начала воспользоваться формулой площади круга:

Sн= π•Rн2, (1)

где Rн – наружный радиус трубы, равен половине наружного диаметра.

Таким образом, мы определим площадь круга, образованного наружным диаметром.

Теперь определим площадь круга, образованного внутренним диаметром трубы. Для этого необходимо определить внутренний радиус, который определяется по следующей формуле:

Rвн=Rн-?, (2)

где ? – толщина стенки трубы.

Определив площадь внутреннего круга Sве аналогично формуле (1), рассчитаем площадь сечения по формуле:

Sсеч=Sн ?-S?вн.

Все действия можно свести в упрощенную формулу определения площади сечения:

Sсеч=?•(?D_н/2?2- ??/2?2 ).

В качестве примера определим площадь сечения, внешний диаметр которого равен 1 метру, а толщина стенки – 10 мм.

Sсеч=3,14•(?1/2?2- ?0,01/2?2 )=0,75 м2.

Производим расчет площади внешней поверхности

Такой расчет также является геометрической задаче. Если развернуть трубу, то получится прямоугольник. Его ширина равна длине окружности внешней стенки трубы, а длина – длине.

Рассчитать длину окружности можно по следующей формуле:

L=?•D_н.

Тогда площадь развертки трубы будет вычисляться по формуле:

S=?•D_н•L_тр,

где Lтр – длина трубы.

В качестве примера рассчитаем площадь поверхности под окраску теплотрассы, длина которой составляет 10 км, а внешний диаметр – 1 метр.

S=3,13•1•10000=31416 м2.

Если говорить о количестве теплоизоляционного материала, то при подсчете следует учесть толщину слоя минеральной ваты.

Тогда формула примет вид:

S=?•?(D?_н+?2•??_(в))•L_тр,

где ?_в-толщина слоя минеральной ваты.

В действительности материала для теплоизоляции будет потрачено меньше, так как он накладывается в внахлест.

Производим расчет площади внутренней поверхности

Для начала необходимо определиться, для чего такой расчет следует проводить. Чаще всего он нужен при расчете гидродинамики движения теплоносителя в трубе. Внутренняя поверхность трубы является местом, где вода при её движении соприкасается с трубой. Таким образом, возникает гидравлическое сопротивление, которое необходимо учитывать при расчете сети коммуникации.

Необходимо помнить ряд следующих нюансов:

  • При увеличении диаметра трубопровода снижается гидравлическое трение теплоносителя о стенки труб. Поэтому при большом диаметре и длине водопровода гидравлическое сопротивление трубы потоку воды можно не учитывать.
  • Качество поверхности, её шероховатость, оказывает большое значение на величину гидравлического сопротивления. При этом такое влияние сильнее, чем зависимость сопротивления от площади поверхности внутренней стенки трубопровода. Так, полиэтиленовая труба обладает меньшей шероховатостью нежели ржавая металлическая. Поэтому величина гидравлического сопротивления в пластиковой трубе будет меньшей.
  • Если в качестве материала для изготовления трубы применяется неоцинкованная сталь, то площадь поверхности внутренней стенки меняется во времени. На стенках такого трубопровода постепенно откладываются ржавчина и минеральные отложения. Как результат – происходит уменьшение внутреннего диаметра трубы и увеличение величины гидравлического сопротивления. Такой эффект необходимо учитывать при проектировании водопровода из стали.

Итак, для того чтобы рассчитать площадь поверхности внутренней стенки трубопровода следует воспользоваться следующей формулой:

S=?•?(D?_н-2•?)•L_тр.

В качестве примера рассчитаем трубу, диаметр которой равен одному метру, а толщина стенки – 10 мм.

S=3,14•(1-2•0,01)•10000=30788 м2.

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.