Площа труби формула

Як порахувати площу труби — способи і формули розрахунку

Проектування будь-якого трубопроводу — відповідальна справа, від якісного проведення якого залежить швидкість, дешевизна і навіть сама можливість подальших робіт. Наріжний камінь такого проектування — розрахунок геометричних параметрів елементів системи: площі труби (в перетині), площ зовнішньої поверхні труби і внутрішньої. На цих параметрах будуються всі подальші розрахунки, в тому числі гідравлічні, термодинамічні і міцності. Найпростішим методам обчислення параметрів труб присвячена ця стаття.

Площа труби формула

Для чого потрібні геометричні обчислення

Перш ніж почати заміряти або дізнаватися вихідні розміри, необхідно усвідомити, для яких цілей послужать вироблені обчислення.

Таких цілей кілька:

  1. Обчислення термодинамічних параметрів системи. Формула площі поверхні труби необхідна при розрахунку тепловіддачі окремої труби, ділянки трубопроводу або, наприклад, теплої підлоги. Для того, щоб дізнатися ці параметри, необхідно вирахувати загальну площу вироби або системи, з якої в навколишнє середовище відбувається тепловіддача.
  2. Розрахунок тепловтрат за напрямом «джерело тепла-опалювальний прилад». У цьому випадку найбільша втрата теплової енергії відбувається на самому довгому ділянці з найбільшою площею контакту з навколишнім середовищем, тобто знову-таки в трубах. Тому, як і в попередньому випадку, дізнавшись площа поверхні тепловіддачі, можна, грунтуючись на цьому значенні і кількості тепла, що виділяється в вихідної точки, спланувати число і розмір опалювальних приладів в майбутній системі.
  3. Оцінка необхідної кількості теплоізоляційних матеріалів. При роботі труб в умовах холодного клімату або різких перепадів зовнішньої температури без використання утеплювача не обійтися, а щоб розрахувати точний його кількість, необхідно знайти площу труб (в даному випадку зовнішню), які потрібно покрити термоізоляційним шаром. Слід зазначити, що в промислових масштабах правильний розрахунок кількості утеплювача допоможе значно заощадити кошти підприємства, скоротивши витрати і на непередбачений ремонт (якщо утеплювача закупили менше і труби промерзла), і на непотрібний матеріал. Втім, невеликий запас утеплювача при закупівлі все ж таки необхідний.
  4. Розрахунок кількості грошових коштів. необхідних для придбання потрібної кількості мастил, антикорозійного покриття, барвників і т.п. Наприклад, спосіб, як порахувати площу труби під фарбування, досить простий: необхідне значення розраховується за допомогою двох параметрів — довжини труби і зовнішнього діаметра (про формулу розрахунку нижче). Другий крок — отримання даних про витрату покриття на квадратний метр поверхні (або приведення вихідного значення до метричних одиниць). Після цього можна обчислити необхідну кількість фарби на всю довжину труби або трубопроводу. Як і в попередньому випадку, точний розрахунок допоможе скоротити витрати на закупівлю фарбувальних речовин. У разі ж, коли витрата матеріалу значно більше запланованого, слід або зменшити неефективну товщину покриття, або задуматися про навмисних або випадкових втратах в процесі виробництва, упаковки або використання продукції.
  5. Обчислення максимальної пропускної здатності труби. У цьому випадку необхідний розрахунок площі перерізу труби. Спираючись на отримане максимальне значення продуктивності, розраховують (у відсотковому співвідношення) і робоче, яке в підсумку і використовується в технологічній схемі. Слід зазначити, що і розрахунок прохідності труби важливий для проектування трубопроводів. Помилка в меншу сторону призведе до загрози частих засмічень і, відповідно, необхідність позапланових ремонтів. Відхилення в більшу сторону загрожує недостатнім гідравлічним напором, ударяючим по продуктивності, і, в разі конструювання теплопередающих установок, зайвими втратами тепла під час роботи і простою.

формули розрахунку

Багато людей недолюблюють математичні розрахунки, однак, оскільки труба — простий порожній циліндр правильної форми, формули площі перетину труби і зовнішньої і внутрішньої площ поверхні прості, а обчислення проводяться в одну дію.

Обчислення площі перетину

Перетин труби — це, за умови правильної обрізки, коли торці перпендикулярні поздовжньої осі вироби, правильне коло.

Площа труби формула

Площа круга розраховується за формулою:

де π = 3,1415926, R — зовнішній радіус кола, D — його зовнішній діаметр.

З огляду на товщину стінок труби, розрахунок площі труби виробляють по формулі:

де l — товщина стінки труби.

Якщо в першій формулі прийняти R і D не зовнішніми, а внутрішніми діаметрами, то враховувати товщину стінки не знадобиться, і розрахунок можна вести по першому рівнянню.

Потрібно розуміти, що перед тим, як обчислити площу труби в перетині, всі вихідні параметри слід привести до однакових одиницях виміру. В принципі, за бажанням розрахунки можна вести в будь-яких одиницях — міліметрах, сантиметрах, метрах і т.д. головне при проведенні подальших обчислювальних операцій привести значення площі до стандартного вигляду (квадратним метрам).

Площа труби формула

Слід ще враховувати, що в напірних трубопроводах робоче середовище переміщається по всьому об’єму труби, а в разі влаштування самопливний конструкції рідина заповнює собою тільки частина обсягу труби — так зване живий перетин. При гідравлічних розрахунках таких систем, відповідно, враховується саме площа живого перетину труби, тобто площа поперечного перерізу переміщається в ній потоку.

Обчислення площі зовнішньої поверхні труби

Як і в попередньому випадку, можна знайти площу труби через діаметр. Формула розрахунку також досить проста, адже розгортка площі циліндра є прямокутник, для якого довжина одного боку дорівнює довжині окружності зовнішнього перетину, другий — довжині відрізка труби.

Відповідно, формула площі труби має вигляд:

де R — зовнішній радіус вироби, D — зовнішній діаметр, L — поздовжня довжина труби.

Як і в попередньому випадку, розрахунок необхідно вести в однакових одиницях (наприклад, якщо діаметр труби дорівнює 15 мм, а довжина — 1,5 м, то при перерахунку потрібно використовувати або значення 15 і 1500 мм, або 0,015 і 1,5 м) .

Площа труби формула

Грунтуючись на величині площі зовнішньої поверхні труби, розраховують необхідну кількість фарбувальних матеріалів або теплоізоляційних матеріалів.

Обчислення площі внутрішньої поверхні труби

Площа обчислюють за тією ж формулою, замінюючи значення R і D відповідно на внутрішні радіус і діаметр.

Можна обчислити необхідне значення і з урахуванням зовнішніх значень і товщини стінок вироби:

Обчислення внутрішньої площі виробу дозволяє проводити гідродинамічні розрахунки, що враховують внутрішню шорсткість.

З цим параметром пов’язано кілька закономірностей:

  • при збільшенні діаметру труби вплив шорсткості на рух потоку послаблюється;
  • якщо внутрішня поверхня труби має схильність до утворення відкладень (наприклад, в разі сталевих труб), з часом площа внутрішньої поверхні і внутрішнього перетину змінюються, а пропускна здатність вироби падає.

Як можна переконатися, формули обчислення основних геометричних параметрів труб досить прості і можуть застосовуватися в розрахунках як професіоналами, так і новачками.

Як розрахувати параметри труб

При будівництві та облаштуванні будинку труби не завжди використовуються для транспортування рідин або газів. Часто вони виступають як будівельний матеріал &# 8212; для створення каркаса різних будівель, опор для навісів і т.д. При визначенні параметрів систем і споруд необхідно вирахувати різні характеристики її складових. В даному випадку сам процес називають розрахунок труби, а включає він у себе як вимірювання, так і обчислення.

Для чого потрібні розрахунки параметрів труб

У сучасному будівництві використовуються не тільки сталеві або оцинковані труби. Вибір вже досить широкий &# 8212; ПВХ, поліетилен (ПНД і ПВД), поліпропілен, металлопластк, гофрований нержавіюча сталь. Вони хороші тим, що мають не таку велику масу, як сталеві аналоги. Проте, при транспортуванні полімерних виробів у великих обсягах знати їх масу бажано &# 8212; щоб зрозуміти, яка машина потрібна. Вага металевих труб ще важливіше &# 8212; доставку вважають за тоннажем. Так що цей параметр бажано контролювати.

Площа труби формула

Те, що не можна виміряти, можна розрахувати

Знати площу зовнішньої поверхні труби треба для закупівлі фарби та теплоізоляційних матеріалів. Фарбують тільки сталеві вироби, адже вони схильні до корозії на відміну від полімерних. Ось і доводиться захищати поверхню від впливу агресивних середовищ. Використовують їх частіше для будівництва парканів. каркасів для госпбудівель (гаражів. сараїв, альтанок. побутівок), так що умови експлуатації &# 8212; важкі, захист необхідний, тому всі каркаси вимагають забарвлення. Ось тут і потрібно площа поверхні, що фарбується &# 8212; зовнішня площа труби.

При спорудженні системи водопостачання приватного будинку або дачі, труби прокладають від джерела води (колодязя або свердловини) до будинку &# 8212; під землею. І все одно, щоб вони не замерзли, потрібно утеплення. Розрахувати кількість утеплювача можна знаючи площу зовнішньої поверхні трубопроводу. Тільки в цьому випадку треба брати матеріал з солідним запасом &# 8212; стики повинні перекриватися з солідним запасом.

Перетин труби необхідно для визначення пропускної здатності &# 8212; чи зможе цей виріб провести необхідну кількість рідини або газу. Цей же параметр часто потрібен при виборі діаметра труб для опалення і водопроводу, розрахунку продуктивності насоса і т.д.

Внутрішній і зовнішній діаметр, товщина стінки, радіус

труби &# 8212; специфічний продукт. Вони мають внутрішній і зовнішній діаметр, так як стінка у них товста, її товщина залежить від типу труби і матеріалу з якого вона виготовлена. У технічних характеристиках частіше вказують зовнішній діаметр і товщину стінки.

Площа труби формула

Внутрішній і зовнішній діаметр труби, товщина стінки

Маючи ці два значення, легко вирахувати внутрішній діаметр &# 8212; від зовнішнього відняти подвоєну товщину стінки: d = D &# 8212; 2 * S. Якщо у вас зовнішній діаметр 32 мм, товщина стінки 3 мм, то внутрішній діаметр буде: 32 мм &# 8212; 2 * 3 мм = 26 мм.

Якщо ж навпаки, є внутрішній діаметр і товщина стінки, а потрібен зовнішній &# 8212; до наявного значенням додаємо подвоєну товщину стеки.

З радіусами (позначаються літерою R) ще простіше &# 8212; це половина від діаметра: R = 1/2 D. Наприклад, знайдемо радіус труби діаметром 32 мм. Просто 32 ділимо на два, отримуємо 16 мм.

Площа труби формула

Вимірювання штангенциркулем точніші

Що робити, якщо технічних даних труби немає? Вимірювати. Якщо особлива точність не потрібна, підійде і звичайна лінійка, для більш точних вимірювань краще використовувати штангенциркуль.

Розрахунок площі поверхні труби

Труба являє собою дуже довгий циліндр, і площа поверхню труби розраховується як площа циліндра. Для обчислень потрібно радіус (внутрішній або зовнішній &# 8212; залежить від того, яку поверхню вам треба розрахувати) і довжина відрізка, який вам необхідний.

Площа труби формула

Формула розрахунку бічній поверхні труби

Щоб знайти бічну площа циліндра, перемножуємо радіус і довжину, отримане значення множимо на два, а потім &# 8212; на число &# 171; Пі&# 187 ;, отримуємо шукану величину. При бажанні можна розрахувати поверхню одного метра, її потім можна множити на потрібну довжину.

Для прикладу розрахуємо зовнішню поверхню шматка труби довжиною 5 метрів, з діаметром 12 см. Для початку підрахуємо діаметр: ділимо діаметр на 2, отримуємо 6 см. Тепер все величини треба привести до одних одиницях виміру. Так як площа вважається в квадратних метрах, то сантиметри переводимо в метри. 6 см = 0,06 м. Далі підставляємо всі в формулу: S = 2 * 3,14 * 0,06 * 5 = 1,884 м2. Якщо округлити, вийде 1,9 м2.

розрахунок ваги

З розрахунком ваги труби все просто: треба знати, скільки важить погонний метр, потім цю величину помножити на довжину в метрах. Вага круглих сталевих труб є в довідниках, так як цей вид металопрокату стандартизований. Маса одного погонного метра залежить від діаметра і товщини стінки. Один момент: стандартний вага дан для стали щільністю 7,85 г / см2 &# 8212; це той вид, який рекомендований ГОСТом.

Площа труби формула

Таблиця ваги круглих сталевих труб

У таблиці Д &# 8212; зовнішній діаметр, умовний прохід &# 8212; внутрішній діаметр, І ще один важливий момент: вказана маса звичайних сталевого прокату, оцинковані на 3% важче.

Площа труби формула

Таблиця ваги профилированной труби квадратного перетину

Як вирахувати площу поперечного перерізу

Площа труби формула

Формула знаходження площі перетину круглої труби

Якщо труба кругла, площа перетину вважати треба за формулою площі круга: S = π * R 2. Де R &# 8212; радіус (внутрішній), π &# 8212; 3,14. Разом, треба звести радіус в квадрат і помножити його на 3,14.

Наприклад, площа перетину труби діаметром 90 мм. знаходимо радіус &# 8212; 90 мм / 2 = 45 мм. У сантиметрах це 4,5 см. Зводимо в квадрат: 4,5 * 4,5 = 2,025 см 2. підставляємо в формулу S = 2 * 20,25 см 2 = 40,5 см 2.

Площа перетину профилированной труби обчислюється за формулою площі прямокутника: S = a * b, де a і b &# 8212; довжини сторін прямокутника. Якщо вважати перетин профілю 40 х 50 мм, отримаємо S = 40 мм * 50 мм = 2000 мм 2 або 20 см 2 або 0,002 м 2.

Як розрахувати обсяг води в трубопроводі

При організації системи опалення буває потрібен такий параметр, як обсяг води, яка поміститься в трубі. Це необхідно при розрахунку кількості теплоносія в системі. Для даного випадку потрібна формула обсягу циліндра.

Площа труби формула

Формула розрахунку обсягу води в трубі

Тут є два шляхи: спочатку вирахувати площу перетину (описано вище) і її помножити на довжину трубопроводу. Якщо вважати все за формулою, потрібен буде внутрішній радіус і загальна довжина трубопроводу. Розрахуємо скільки води поміститься в системі з 32 міліметрових труб довжиною 30 метрів.

Спочатку переведемо міліметри в метри: 32 мм = 0,032 м, знаходимо радіус (ділимо навпіл) &# 8212; 0,016 м. Підставляємо у формулу V = 3,14 * 0,016 2 * 30 м = 0,0241 м 3. Вийшло = трохи більше двох сотих кубометра. Але ми звикли обсяг системи вимірювати літрами. Щоб кубометри перевести в літри, треба помножити отриману цифру на 1000. Виходить 24,1 літра.

довжина труби

Довжина труби входить в формулу для площі труби

радіус труби

Також входить в формулу

Сама формула для площі труби

Площа труби знаходиться за формулою: S = 2 * Пі * Довжину труби * Радіус труби

Приклад обчислення площі

Нехай довжина труби дорівнює 1 м, радіус 10 см = 0.1 м, тоді площа дорівнює S = 2 * 3.14 * 1 * 0.1 = 0.628 кв.м.
Порахувати моментально площа труби за допомогою калькулятора: онлайн

Опубліковано: Октябрь 21, 2009

Іноді трапляється так, що необхідно провести розрахунок площі труби. Звичайно, це буває не так часто, але якщо ви вирішили встановити у себе камін, то інформація представлена ​​в цій статті буде вам корисна.

Якщо вам раптом знадобилася площа труби, вам потрібно провести ряд нехитрих дій які нададуть вам ввідні дані.

При цьому слід пам’ятати, що площа перетину труби буде розраховуватися по-різному для профільних і круглих виробів.

Для труби круглого перетину вам необхідно буде дізнатися довжину труби в погонних метрах, і її зовнішній діаметр, який також вказується в метрах.

Після отримання всіх розмірів приступаємо до розрахунку. Для цього використовуємо спеціальну формулу:

Площа труби формула розрахунку якої наведена, розглянемо на прикладі. Пам’ятайте що S — буде шуканої площею, Пі — традиційно 3,14, ДМП — довжина використовуваної труби, а R — її зовнішній радіус в метрах.

Площа труби формула

В результаті візьмемо довільно ДМП — 3 метри, R — 0, 15 підставивши числа, отримаємо S = 2 * 3,14 * 3 * 0,15. в ході розрахунків отримаємо цифру 2,808, якій і буде дорівнювати площа труби.

Як ви самі бачите, нічого складного в розрахунку немає, але деякі з нас віддають перевагу використанню раніше поширених таблиць розрахунку труб.

Відразу ж розчаруємо вас — скориставшись таблицями, ви можете отримати неправильні результати.

Причина проста — все таблиці розрахунку труб розроблялися під вимоги ГОСТу, а сучасні труби не завжди йому відповідають.

Втім, якщо ви впевнені у відповідності придбаної продукції ГОСТу — можете сміливо їх використовувати.

Якщо такої впевненості немає — не полінуйтеся самостійно обчислити труби.

А якщо буде потрібно обчислити площу перерізу труби формула буде наступна:

В результаті обчислень вийти площа поперечного перерізу (розрізу) круглої труби.

Так що, при роботі з трубами користуйтеся золотим правилом, краще кілька разів перевірити ще раз — ніж потім вирішувати проблему.

Площа труби через перетин і поверхня: формула через діаметр

Вирішуючи певні інженерні завдання, дуже часто потрібно провести розрахунок площі зовнішньої і внутрішньої поверхні трубопроводу або його перетину. Для розрахунку площі, слід скористатися формулою, яка розраховується на основі величини діаметра і довжини труби.

Ця стаття розповість про те, чи потрібні інші параметри, коли може стати в нагоді такий розрахунок і як його здійснювати.

Коли це може стати в нагоді?

Почати слід з визначення випадків, коли подібні розрахунки можуть стати в нагоді:

Вони можуть бути корисні при необхідності розрахувати тепловіддачу через трубопровід. Все це вважається на основі площі поверхні, яка віддає навколишньому середовищу теплову енергію від теплоносія. Часто необхідно визначити втрати теплової енергії шляхом до приладу опалення. Все це дозволить визначити необхідні число і габарити радіаторів. Для цього необхідно знати, скільки калорій знаходиться в нашому розпорядженні. Розрахунок проводиться також на основі площі відповідної поверхні трубопроводу, по якому теплоносій транспортується від вузла елеватора.

З метою визначити необхідний обсяг теплоізоляційного матеріалу, слід також визначити площу зовнішньої поверхні. В такому випадку, чим точніше розрахунок, тим вище економія коштів на придбання матеріалу. Так як довжина теплотраси може дорівнювати кільком кілометрам, то така економія може скласти велику суму.

Також розрахунок буде корисний при визначенні витрат, пов’язаних з придбанням фарбувального матеріалу. Визначення площі трубопроводу під фарбування поряд з розрахунком витрати фарби на один кв. м. дозволяють точно отримати величину сумарних витрат.

Визначення площі внутрішньої поверхні трубопроводу виявиться корисним при розрахунку її максимальної прохідності. Це дозволить уникнути перевищення проведених витрат на придбання труб над необхідними. При проектуванні великих мереж комунікацій це дозволить знизити суму витрачених коштів.

Як зробити розрахунок?

Визначення перетину труби є нескладною геометричній завданням. Для цього слід для початку скористатися формулою площі круга:

Площа труби формула

де Rн — зовнішній радіус труби, дорівнює половині зовнішнього діаметра.

Площа труби формула

Таким чином, ми визначимо площа кола, утвореного зовнішнім діаметром.

Тепер визначимо площа кола, утвореного внутрішнім діаметром труби. Для цього необхідно визначити внутрішній радіус, який визначається за такою формулою:

де. — товщина стінки труби.

Визначивши площу внутрішнього кола Sве аналогічно формулі (1), розрахуємо площу перетину по формулі:

Площа труби формула

Всі дії можна звести до спрощеної формулу визначення площі перетину:

Як приклад визначимо площа перетину, зовнішній діаметр якого дорівнює 1 метру, а товщина стінки — 10 мм.

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

Виконуємо розрахунок площі зовнішньої поверхні

Такий розрахунок також є геометричній задачі. Якщо розгорнути трубу, то вийде прямокутник. Його ширина дорівнює довжині окружності зовнішньої стінки труби, а довжина — довжині.

Розрахувати довжину окружності можна за такою формулою:

Тоді площа розгортки труби буде обчислюватися за формулою:

де Lтр — довжина труби.

Як приклад розрахуємо площу поверхні під забарвлення теплотраси, довжина якої становить 10 км, а зовнішній діаметр — 1 метр.

Якщо говорити про кількість теплоізоляційного матеріалу, то при підрахунку слід врахувати товщину шару мінеральної вати.

Тоді формула набуде вигляду:

де? _в-товщина шару мінеральної вати.

Площа труби формула

Насправді матеріалу для теплоізоляції буде витрачено менше, так як він накладається в внахлест.

Виконуємо розрахунок площі внутрішньої поверхні

Для початку необхідно визначитися, для чого такий розрахунок слід проводити. Найчастіше він потрібен при розрахунку гідродинаміки руху теплоносія в трубі. Внутрішня поверхня труби є місцем, де вода при її русі стикається з трубою. Таким чином, виникає гідравлічний опір, яке необхідно враховувати при розрахунку мережі комунікації.

Необхідно пам’ятати ряд наступних нюансів:

  • При збільшенні діаметра трубопроводу знижується гідравлічне тертя теплоносія об стінки труб. Тому при великому діаметрі і довжині водопроводу гідравлічний опір труби потоку води можна не враховувати.
  • Якість поверхні, її шорсткість, надає велике значення на величину гідравлічного опору. При цьому такий вплив сильніше, ніж залежність опору від площі поверхні внутрішньої стінки трубопроводу. Так, поліетиленова труба має меншу шорсткістю ніж іржава металева. Тому величина гідравлічного опору в пластиковій трубі буде меншою.
  • Якщо в якості матеріалу для виготовлення труби застосовується оцинкована сталь, то площа поверхні внутрішньої стінки змінюється в часі. На стінках такого трубопроводу поступово відкладаються іржа і мінеральні відкладення. Як результат — відбувається зменшення внутрішнього діаметру труби і збільшення величини гідравлічного опору. Такий ефект необхідно враховувати при проектуванні водопроводу зі сталі.

Отже, для того щоб розрахувати площа поверхні внутрішньої стінки трубопроводу слід скористатися наступною формулою:

Як приклад розрахуємо трубу, діаметр якої дорівнює одному метру, а товщина стінки — 10 мм.

висновок

Отже, наведені в статті розрахунки не є складними і доступні будь-якій людині. Вони стануть в нагоді при проектуванні власного трубопроводу. Щоб зведена комунікація відповідала очікуванням про її працездатності, запропоновані розрахунки слід проводити в обов’язковому порядку.





Внимание, только СЕГОДНЯ!

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *