Формула для расчета площадь поверхности трубы

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.

Формула для расчета площадь поверхности трубы

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.

Формула для расчета площадь поверхности трубы

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.

Формула для расчета площадь поверхности трубы

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 для расчета площадь 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.

Формула для расчета площадь поверхности трубы

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

Формула для расчета площадь поверхности трубы

Как высчитать площадь поперечного сечения

Формула для расчета площадь поверхности 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 для расчета площадь поверхности трубы

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.

Как рассчитать площадь поперечного сечения трубы

Трубы разного вида и рода настолько привычный элемент нашего быта, что замена их кажется самым простым делом. Нужно всего лишь выбрать материал – полипропилен, сталь, чугун, и подобрать диаметр, соответствующий выбранной сантехнике, например. На деле любой трубопровод – система сложная, и даже при совсем небольших отклонениях функционировать не станет.

Формула для расчета площадь поверхности трубы

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.
Читайте также:  Периодичность проведения технического обслуживания запорной арматуры

  Полипропиленовые трубы для зимыФормула для расчета площадь поверхности трубы

Часть такого рода данных можно почерпнуть в таблицах сортамента. Но такой вариант возможен лишь в том случае, если продукция выпускается в полном соответствии с ГОСТ. При других обстоятельствах замерять порой приходится самостоятельно и самостоятельно же производить расчет площади сечения трубы.

Зачем нужны расчеты

  • Проходимость трубопровода – основополагающий показатель рабочего состояния системы. Вода – горячая или холодная, перемещается по стальной трубе под давлением или самотеком. Если исходить из чисто геометрических параметров, то при одинаковом поперечном сечении трубы пропускная способность будет одинаковой.

На практике полученная величина будет условной, так как вода под давлением перемещается с куда большей скоростью.

Однако при этом оказывает и большее давление на внутреннюю поверхность трубопровода.

Поэтому для напорных и безнапорных систем выбираются изделия с одинаковым рабочим объемом, но разной толщиной стенок, а, значит, с разным внешним диаметром.

  • Расчет теплоотдачи – особенно актуален при установке системы теплого пола, например. Здесь потребуется высчитать общую поверхность трубопровода. На фото – система отопления.
  • Теплоизоляция – стальной трубопровод горячего водоснабжения и отопления должен быть изолирован, чтобы тепло не терялось при передаче от котла к радиаторам. Не меньше в теплоизоляции нуждается система холодного водоснабжения – из-за угрозы образования конденсата. Для вычислений поверхности по формуле потребуется величина поперечного сечения трубы.

Расчет площади поперечного сечения трубы

Производятся вычисления с помощью простых школьных формул. Так как речь идет о круглой стальной трубе, то сечение представляет собой окружность. Для расчетов используется величина внутреннего диаметра.

  1. Площадь поперечного сечения трубы находят по следующей формуле:
  2. S= π*(D/2)2, где
  • S – искомая величина;
  • π – 3,14. Если требуется более точный расчет, увеличивают число знаков после запятой;
  • D – внутренний диаметр трубопровода.
  • Если зачнете внутреннего диаметра неизвестно, но есть значение толщины стенки, используется несколько видоизмененная формула:
  • S= π*(D/2-h)2, где h – толщина стенки.
  • В параметрах изделия обычно указывается именно внешний диаметр и толщина, так как эти величины считаются определяющими.

Как рассчитать площадь сечения трубы – простые и проверенные способы

Расчет площади труб: нюансы и математические формулы

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.

Формула для расчета площадь поверхности трубы

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).
  • Формула для расчета площадь поверхности трубы

Трубы ЖБИ

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

Формула для расчета площадь поверхности трубы

На видео: объем цилиндра и площадь его поверхности.

Профильные

  1. 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
  2. Н и W – это показатели высоты двух сторон;
  3. L – длина профильных труб.

  4. Формула для расчета площадь поверхности трубы

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.
  • Формула для расчета площадь поверхности трубы

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.

Формула для расчета площадь поверхности трубы

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.

Формула для расчета площадь поверхности трубы

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)

Формула для расчета площадь поверхности трубы Формула для расчета площадь поверхности трубы Формула для расчета площадь поверхности трубы

Как посчитать площадь трубы – способы и формулы расчета

Содержание:

Проектирование любого трубопровода – ответственное дело, от качественного проведения которого зависит скорость, дешевизна и даже сама возможность дальнейших работ.

Читайте также:  Автоклавный газобетон: характеристика, технология, производство

Краеугольный камень такого проектирования – расчёт геометрических параметров элементов системы: площади трубы (в сечении), площадей наружной поверхности трубы и внутренней.

На этих параметрах строятся все дальнейшие расчёты, в том числе гидравлические, термодинамические и прочностные. Простейшим методам вычисления параметров труб посвящена эта статья.

Формула для расчета площадь поверхности трубы

Для чего нужны геометрические вычисления

Прежде чем начать замерять или узнавать исходные размеры, необходимо осознать, для каких целей послужат произведённые вычисления.

Таких целей несколько:

  1. Вычисление термодинамических параметров системы. Формула площади поверхности трубы необходима при расчёте теплоотдачи отдельной трубы, участка трубопровода или, к примеру, тёплого пола. Для того, чтобы узнать эти параметры, необходимо высчитать общую площадь изделия или системы, с которой в окружающую среду происходит теплоотдача.
  2. Расчёт теплопотерь по направлению «источник тепла-отопительный прибор». В этом случае наибольшая потеря тепловой энергии происходит на самом длинном участке с наибольшей площадью контакта с окружающей средой, то есть опять-таки в трубах. Поэтому, как и в предыдущем случае, узнав площадь поверхности теплоотдачи, можно, основываясь на этом значении и количестве выделяемого тепла в исходной точке, спланировать число и размер отопительных приборов в будущей системе.  «Как рассчитать площадь поверхности трубы – примеры расчета внешней и внутренней площади».
  3. Оценка необходимого количества теплоизоляционных материалов. При работе труб в условиях холодного климата или резких перепадов наружной температуры без использования утеплителя не обойтись, а чтобы рассчитать точное его количество, необходимо найти площадь труб (в данном случае наружную), которые нужно покрыть термоизоляционным слоем. Следует отметить, что в промышленных масштабах правильный расчёт количества утеплителя поможет значительно сэкономить средства предприятия, сократив затраты и на непредвиденный ремонт (если утеплителя закупили меньше и трубы промёрзли), и на ненужный материал. Впрочем, небольшой запас утеплителя при закупке всё же необходим.
  4. Расчёт количества денежных средств, необходимых для приобретения нужного количества смазок, антикоррозийных покрытий, красящих веществ и т.п. К примеру, способ, как посчитать площадь трубы под покраску, достаточно прост: необходимое значение рассчитывается с помощью двух параметров – длины трубы и наружного диаметра (о формуле расчёта ниже). Второй шаг – получение данных о расходе покрытия на квадратный метр поверхности (или приведение исходного значения к метрическим единицам). После этого можно вычислить необходимое количество краски на всю длину трубы или трубопровода. Как и в предыдущем случае, точный расчёт поможет сократить расходы на закупку красящих веществ. В случае же, когда расход материала значительно больше запланированного, следует или уменьшить неэффективную толщину покрытия, или задуматься о намеренных или случайных потерях в процессе производства, упаковки или использования продукции.
  5. Вычисление максимальной пропускной способности трубы. Давайте разберемся, как рассчитать пропускную способность трубы правильно. В этом случае необходим расчёт площади сечения трубы. Опираясь на полученное максимальное значение производительности, рассчитывают (в процентном соотношение) и рабочее, которое в итоге и используется в технологической схеме. Следует отметить, что и расчёт проходимости трубы важен для проектирования трубопроводов. Ошибка в меньшую сторону приведёт к угрозе частых засорений и, соответственно, необходимости внеплановых ремонтов. Отклонение в большую строну грозит недостаточным гидравлическим напором, ударяющим по производительности, и, в случае конструирования теплопередающих установок, излишними потерями тепла во время работы и простоя.

Формулы расчёта

Многие люди недолюбливают математические расчёты, однако, поскольку труба – простой полый цилиндр правильной формы, формулы площади сечения трубы и наружной и внутренней площадей поверхности просты, а вычисления производятся в одно действие.

Вычисление площади сечения

Сечение трубы – это, при условии правильной обрезки, когда торцы перпендикулярны продольной оси изделия, правильный круг.

Формула для расчета площадь поверхности трубы

  • Площадь круга рассчитывается по формуле:
  • S=πR^2=π D^2/4,
  • где π=3,1415926, R – внешний радиус круга, D – его внешний диаметр.
  • Учитывая толщину стенок трубы, расчёт площади трубы производят по формуле:
  • S=〖π(R-l)〗^2=〖π(D/2-l)〗^2,
  • где l – толщина стенки трубы.
  • Если в первой формуле принять R и D не внешними, а внутренними диаметрами, то учитывать толщину стенки не понадобится, и расчёт можно вести по первому уравнению.

Нужно понимать, что перед тем, как вычислить площадь трубы в сечении, все исходные параметры следует привести к одинаковым единицам измерения (детальнее: «Как рассчитать площадь сечения трубы – простые и проверенные способы»).

В принципе, по желанию расчёты можно вести в любых единицах – миллиметрах, сантиметрах, метрах и т.д. главное при проведении дальнейших вычислительных операций привести значение площади к стандартному виду (квадратным метрам).

Формула для расчета площадь поверхности трубы

Следует ещё учитывать, что в напорных трубопроводах рабочая среда перемещается по всему объёму трубы, а в случае устройства самотёчной конструкции жидкость заполняет собой только часть объёма трубы – так называемое живое сечение (прочитайте также: «Как рассчитать объем трубы – советы из практики»). При гидравлических расчётах таких систем, соответственно, учитывается именно площадь живого сечения трубы, то есть площадь поперечного сечения перемещающегося в ней потока.

Вычисление площади наружной поверхности трубы

Как и в предыдущем случае, можно найти площадь трубы через диаметр. Формула расчёта также довольно проста, ведь развёртка площади цилиндра представляет собой прямоугольник, для которого длина одной стороны равна длине окружности наружного сечения, второй – длине отрезка трубы.

  1. Соответственно, формула площади трубы имеет вид:
  2. S=2πRL=πDL,
  3. где R – наружный радиус изделия, D – наружный диаметр, L – продольная длина трубы.
  4. Как и в предыдущем случае, расчёт необходимо вести в одинаковых единицах (например, если диаметр трубы равен 15 мм, а длина – 1,5 м, то при перерасчёте нужно использовать или значения 15 и 1500 мм, или 0,015 и 1,5 м).

Формула для расчета площадь поверхности трубы

Основываясь на величине площади внешней поверхности трубы, рассчитывают необходимое количество красящих материалов или теплоизоляционных веществ.

Вычисление площади внутренней поверхности трубы

  • Площадь вычисляют по той же формуле, заменяя значения R и D соответственно на внутренние радиус и диаметр.
  • Можно вычислить требуемое значение и с учётом наружных значений и толщины стенок изделия:
  • S=2π(R-l)∙L=2π(D/2-l)∙L
  • Вычисление внутренней площади изделия позволяет проводить гидродинамические расчёты, учитывающие внутреннюю шероховатость.
  • С этим параметром связано несколько закономерностей:
  • при увеличении диаметра трубы влияние шероховатости на движение потока ослабляется;
  • если внутренняя поверхность трубы имеет склонность к образованию отложений (например, в случае стальных труб), со временем площадь внутренней поверхности и внутреннего сечения изменяются, а пропускная способность изделия падает.

Как можно убедиться, формулы вычисления основных геометрических параметров труб достаточно просты и могут применяться в расчётах как профессионалами, так и новичками.

Площадь поверхности трубы под окраску — онлайн калькулятор

Формула для расчета площадь поверхности трубы

После выполнения работ по монтажу трубных коммуникаций, надземных или подземных трубопроводов, возникает необходимость покраски труб. Делается это во избежание коррозии и разрушения стальных трубопроводов. Онлайн калькулятор поможет посчитать площадь трубы, а также расход краски для окрашивания поверхности труб. Программа быстро и без ошибок определит площадь окраски трубы, достаточно только ввести имеющиеся размеры в строки меню калькулятора.

Читайте также:  Как идут трубы отопления в 9 этажном доме

Функции калькулятора для расчёта труб

Калькулятор площади трубы под окраску представляет собой онлайн программу, состоящую из следующих блоков:

  • двух строк для ввода размеров труб;
  • дополнительной функции «Считать расход краски»;
  • двух строк вывода готовых результатов расчетов;
  • справочной информации с эскизом трубы, формулой и расшифровкой обозначений.

Калькулятор окраски труб позволяет рассчитать:

  • площадь поверхности трубы;
  • необходимое количество краски.
  • Кроме того, готовый результат можно сохранить в формате PDF-файла или вывести на печать одним нажатием кнопки.
  • Принцип работы на калькуляторе
  • Чтобы получить готовый расчет площади трубы и расход краски нужно ввести в строках меню программы следующие данные:           
  • указать внешний диаметр, в мм;
  • указать длину, в метрах;

Для получения количества необходимой краски нужно поставить галочку в квадрате «Считать расход краски» и:

  • указать расход краски, исходя из средней нормы расхода (i), в г/м2;

После этого, калькулятор автоматически выдаст готовый результат: расчет площади трубы в квадратных метрах; количество необходимой краски в граммах.

ВАЖНО! Для того, чтобы использовать трубопровод долго и без ремонтов следует соблюсти несколько правил: произвести зачистку от ржавчины, обезжирить поверхность трубы, нанести не менее двух слоев краски: базовый грунтовый и основной финишный. Можно избежать всех этих процедур, за исключением обезжиривания, и использовать специальную краску по ржавчине 3в1, которая включает в себя грунт, краску и преобразователь ржавчины.

Справка

Труба (водогазопроводная) – вид металлопроката, длинное полое сварное изделие круглого сечения. Применяется для водопроводов и газопроводов, систем отопления, а также для изготовления деталей водопроводных и газопроводных систем.

Площадь трубы через сечение и поверхность: формула через диаметр

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.

Рекомендуем:  Разводка труб водоснабжения в квартире своими руками: видео

Как произвести расчет?

Рассчитываем сечение

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

Sн= π•Rн^2, (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 м^2.

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.

  1. Тогда площадь развертки трубы будет вычисляться по формуле:
  2. S=?•D_н•L_тр,
  3. где Lтр – длина трубы.
  4. В качестве примера рассчитаем площадь поверхности под окраску теплотрассы, длина которой составляет 10 км, а внешний диаметр – 1 метр.
  5. S=3,13•1•10000=31416 м^2.
  6. Если говорить о количестве теплоизоляционного материала, то при подсчете следует учесть толщину слоя минеральной ваты.
  7. 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.

Рекомендуем:  Оборудование для наружной обработки труб

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 м^2.

Заключение

Итак, приведенные в статье расчеты не являются сложными и доступны любому человеку. Они пригодятся при проектировании собственного трубопровода. Чтобы возведенная коммуникация соответствовала ожиданиям о её работоспособности, предложенные расчеты следует производить в обязательном порядке.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector