Расчет веса, массы, объема трубы (и других параметров) — формулы и примеры

Работая в металлургии, часто приходится сталкиваться с расчетом веса трубы стальной. Чтобы знать, сколько именно может весить партия такого товара, не обязательно ее взвешивать на весах. На этот случай можно воспользоваться специальными таблицами, в которых указан теоретический вес одного погонного метра трубы изготовленной из определенного вида металла. Такие таблицы составлены на основе ГОСТ и распространяются на те виды продукции, которые производятся по его стандарту.

Для чего рассчитывают трубы?

Предварительный детальный расчет труб позволяет узнать, какое количество материала требуется взять для корректного обустройства выбранной системы и помогает избежать излишней траты средств на покупку, транспортировку и последующий монтаж деталей.

При правильном подходе готовый трубопровод заработает четко и надежно, а теплоноситель будет перемещаться в нем с необходимой скоростью, обеспечивая таким образом максимально эффективную эксплуатационную отдачу всей коммуникационной системы.

Галерея изображений

Фото из

Расчет трубы необходим для грамотного проектирования систем отопления, газоснабжения, канализации, холодного и горячего водоснабжения и составления сметы для выполнения предстоящих работ

Особенно важно точно рассчитать расход трубы для сооружения систем из дорогостоящих материалов: меди, оцинкованной стали или нержавейки

Трубы рассчитывают, чтобы определить объем теплоносителя, курсирующего по отопительному контуру. Его должно хватать на полноценный обогрев объекта

Знать точный объем теплоносителя нужно для подбора циркуляционного насоса в принудительных контурах отопления. Прибор должен обеспечивать движение теплоносителя с нормативной скоростью

Для грамотного расчета системы нужно точно знать планируемые рабочие характеристики. Они нужны чтобы выбрать оптимальную технологию для соединения труб, установки арматуры и фитингов

Заранее следует предусмотреть и рассчитать варианты компенсации теплового расширения, особенно, если трубопроводы предстоит собирать из полимерных труб

Ориентируясь на потребляемый одновременно несколькими водозаборными точками объем воды нужно рассчитать и подобрать трубу, пропускная способность которой позволит обеспечить потребителей

В соответствии с объемом среды, транспортируемой по трубопроводу подбирают оборудование: котлы, водонагреватели, расширительные бачки, запорную арматуру, которая должна соответствовать рабочему давлению

Устройство коммуникаций в загородном доме

Медный трубопровод системы отопления

Вычисление пропускной способности

Расчеты для подбора циркуляционного насоса

Выбор способа соединения труб по нагрузке

Компенсация теплового расширения

Расчет поставляемой к приборам воды

Соответствие оборудования и размеров трубы

При составлении сметных расчетов проектировщики сантехнических систем рекомендуют принимать во внимание такие показатели, как:

• базовая проходимость трубопровода;
• уровень потенциально возможной теплопотери;
• вид, объем и толщина необходимого утеплителя;
• количество материала, предохраняющего трубы от коррозии и прочих негативных внешних воздействий;
• степень гладкости или шероховатости внутренней поверхности трубы.

На основе этих данных выбрать подходящий тип и заказать нужное количество трубопроката получится гораздо быстрее и проще.

Как правильно рассчитать параметры в быту

Чтобы корректно провести расчеты базовых параметров запланированного к использованию трубопроката, в первую очередь определяют тип материала и сечение детали, внешний и внутренний диаметр, толщину стенок и длину самой трубы.

Максимально полные данные относительно ГОСТов и стандартов можно почерпнуть в виртуальной поисково-информационной системе, предоставляющей открытый доступ к документации Федерального информационного фонда и всем текущим тематическим обновлениям

Часть данных получают быстро и просто, замерив строительной рулеткой выбранное изделие. Более подробную информацию предоставляют сопроводительные документы, сертификаты качества, выданные производителю соответствующими органами, профильные справочники, действующие ГОСТы и открытые интернет-источники.

Общие подходы или немного скучной теории

Для определения веса любого предмета достаточно умножить его объём на удельный вес. Если с удельным весом всё более-менее понятно, то объём определить труднее (если не рассматривать такие простые формы как куб).  Наиболее общим принципом расчёта объёма считается принцип Гюльдена, когда площадь поперечного сечения какого-либо предмета умножают на его высоту. С высотой металлоконструкции проблем также обычно не возникает, её легко (либо почти легко) замерить непосредственно, особенно, если сечение по высоте постоянно. Так можно поступить в отношении стальных труб любого сечения и профиля, двутавров, швеллеров, уголков и т.д. Метод определения массы металлических предметов сложных и непостоянных по высоте форм рассмотрим позднее.

Определение диаметра трубного материала

Для уточнения диаметра трубы, используемой в процессе ремонтно-монтажных работ, сначала измеряют ее окружность. Для этого подходит обыкновенная швейная сантиметровая лента. Если под рукой ее нет, трубу просто обматывают плотной ниткой, веревкой или шпагатом, а потом прикладывают фрагмент к линейке и узнают его длину.

Внешний диаметр трубы можно измерить самой обыкновенной рулеткой или канцелярской линейкой. Однако, эти способы уместны там, где к точности параметров предъявляются минимальные требования. Для более верных расчетов (вплоть до десятых миллиметра) лучше воспользоваться штангенциркулем. Правда, этот вариант замера актуален только для изделий с небольшим сечением

С целью последующих точных расчетов используют элементарную математическую формулу определения длины окружности:

L=πD

(L — обозначает длину внешней окружности круга; π — является постоянным числом «пи», имеющим во всех случаях одинаковое значение – 3,14 (для максимально точных расчетов во внимание принимаются до восьми цифр, стоящих после запятой); D — символизирует диаметр окружности круга).

Чтобы корректно высчитать внешний диаметр уравнение преобразовывают в формулу D=L/π и производят все необходимые вычисления.

Точные данные о внутреннем и внешнем диаметре трубы позволяют детально рассчитать фактическую пропускную способность трубопровода, его прочность и устойчивость к эксплуатационным нагрузкам

Для выяснения размера внутреннего диаметра круга в первую очередь замеряют толщину стенок трубного материала, а затем это значение, умноженное на 2, вычитают из числа, определяющего внешний диаметр изделия.

Замер параметров в сложных условиях

Если подлежащая обмеру труба труднодоступна, используют метод копирования и прикладывают к детали подходящий измерительный инструмент или предмет с уже известными параметрами, например, спичечный коробок.

Затем необходимую область фотографируют и все остальные вычисления совершают, ориентируясь на снимок. Полученные величины потом переводят в реальные параметры трубопроката с учетом масштаба сделанной съемки.

Нюансы замера диаметра труб для теплосистемы

В процессе обустройства отопительного комплекса диаметр труб определяют максимально правильно и точно. От корректности этих данных будет зависеть последующая эффективность работы всей системы и ее способность к производству необходимого количества обогрева.

Трубный материал, предназначенный для обустройства греющей системы, должен четко соответствовать заявленному диаметру. Слишком узкая арматура не выдержит активной циркуляции греющего элемента и быстро износится, а чрезмерно широкая будет терять тепло и не сможет должным образом отопить помещение

К трубам, смонтированным для отопления жилых или промышленных помещений, предъявляют особые требования. От них ждут высокой эксплуатационной устойчивости и способности выдерживать давление теплоносителя.

При использовании элементов не соответствующего диаметра выполнение этой задачи становится крайне затруднительным. В результате возникает значительная теплопотеря, и в квартире, доме, офисе или рабочем цеху становится холодно и некомфортно.

Формула расчета теоретического веса трубы

Рассчитать вес трубы можно так же по специальным формулам, которые мы рассмотрим ниже. Данными в таких формулах являются размеры труб, которые можно взять из заводской маркировки. Итак, во всех формулах расчета мы будем находить вес 1 погонного метра.

Для полых труб круглого сечения:

Вес 1 п/м = (Д — Т) * Т * 0,025

где:

Д – наружный диаметр трубы ;

Т – толщина стенки ;

0,025 – постоянный коэффициент для круглой трубы.

Для полых труб квадратного сечения:

Вес 1 п/м = (Ш — Т) * Т * 0,0316

где:

Ш – размер одной из сторон ;

Т – толщина стенки ;

0,0316 – постоянный коэффициент для квадратной трубы.

Для полых труб прямоугольного сечения:

Вес 1 п/м = (Ш1 + Ш2 — 2Т) * Т * 0,0158

где:

Ш1 – размер одной стороны ;

Ш2 – размер второй стороны ;

Т – толщина стенки ;

0,0158 – постоянный коэффициент для прямоугольной трубы.

Объём пирамиды

Пирамидальные окончания наверший стальных кованых заборов, дефлекторов и прочих частей металлоконструкций встречаются часто. Объём пирамиды легко рассчитать по формуле:

, где:

•  В – площадь основания пирамиды;
• Н – высота пирамиды.

Поскольку в технике основаниями пирамиды могут служить квадрат, прямоугольник или треугольник, то проблема решается весьма просто.

Особенности расчета объема трубы

Расчет точного объема используемой трубы – обязательная процедура при обустройстве любой коммуникационной системы. Если пропустить этот шаг или отнестись к нему безответственно, в функционирующем трубопроводе образуется слишком высокое давление. Оно ускорит износ материала и приведет к тому, что система будет требовать постоянного ремонта и в конце концов просто выйдет из строя, даже не отработав установленного гарантийного срока.

Корректный расчет объема труб обеспечит качественную подачу воды в дом и позволит владельцам использовать ее в максимально удобном для себя режиме. Смонтированный на основании точных данных комплекс будет работать долго и надежно, не требуя сложного обслуживания и капитального ремонта

Низкое давление также скажется негативно, потому что существенно затруднит или даже сделает совершенно невозможной полноценную и комфортную эксплуатацию системы в удобном для потребителя режиме.

Общие параметры и необходимые вычисления

Для вычисления объема заданного отрезка трубной детали сначала определяют площадь окружности трубы по внешнему диаметру. Делают это при помощи формул

>S=π(D/2)² или S=πR²

При этом D означает цифровой показатель внешнего диаметра трубы, а R составляет половину внешнего диаметра, то есть радиус. Получившееся значение умножают на длину обрабатываемого фрагмента и в результате получают объем в кубических метрах.

Дальнейшие необходимые расчеты осуществляют по формуле вычисления объема цилиндра

>V=SH

где V показывает объем трубы, выраженный в кубических метрах, S означает площадь внешнего сечения, обозначенную в квадратных метрах, а H является длиной отрезка трубы, посчитанной в метрах. Для корректности действий сначала все единицы измерения переводят в единый вектор и только после этого осуществляют необходимые вычисления.

Расчет объема труб для водогазоснабжения

Правильный расчет объема стальных труб, предназначенных для коммуникаций, отвечающих за водо- и газоснабжение, начинают с определения диаметра. Самыми популярными моделями являются усиленные трубы с базовым диаметром в 25,5 миллиметров и обыкновенные универсальные с диаметром в 27,1 миллиметр.

По словам профессионалов, при прокладке простой системы точность показателей не слишком важна, так как объем трубы вычисляют по общеустановленным безразмерным показателям, именующимся условным проходом. Определяют цифровое значение этих величин по специальным таблицам и только в том случае, когда нужно просчитать давление.

Если планируется применение антифриза, расчеты стараются сделать более точно. Это позволяет избежать лишних материальных расходов и существенно снижает общие затраты на прокладку коммуникаций.

Антифриз на глицериновой основе абсолютно безопасен для человека, не провоцирует возникновения коррозии в оборудовании и не повреждает внутреннюю трубную поверхность. Однако его стоимость довольно высока. Чтобы избавить себя от траты лишних денег, нужно очень четко высчитать объем труб и купить ровно столько вещества, сколько требуется

Дальше вычисляют радиус детали. Для этого в формулу

>R=D/2

закладывают данные, содержащиеся в сопроводительной документации или в маркировке труб (D означает базовый диаметр, заявленный изготовителем), а потом, апеллируя полученными цифрами, совершают необходимые вычислительные действия.

Сделать вычисление радиуса трубного материала можно и более простым способом по формуле R = L/6,28318530. L здесь обозначает длину окружности, которую легко замерить рулеткой или веревкой, а цифровые символы подразумевают букву Пи, умноженную на 2

На следующем этапе находят площадь сечения. Для этого числовое значение радиуса возводят в квадрат и еще раз умножают на число ПИ (3,14). Если радиус детали выразился в миллиметрах, расчет площади сечения проводят в квадратных миллиметрах. В конце все полученные значения закладывают в формулу V=SH и получают искомое число.

Объём усечённой пирамиды

Форму усечённой пирамиды имеют ограждающие колпаки, защитные задвижки и дверцы. В таких ситуациях используется зависимость:

, где:

• h – высота усечённой пирамиды;
• F – площадь её большего основания;
• f – площадь меньшего основания.

Если пирамидальная часть конструкции, сданной на металлолом, несколько деформирована, то недостающий объём добавляют или удаляют с каждой из сторон.

Объём  прутка и трубы

Для расчёта всех геометрических сечений, в основе которых лежит круг, не обойтись без параметра π – 3,14 (более высокая точность для металлолома и не требуется). Тогда для цилиндра имеем:

, где:

• R – радиус прутка;
• H – длина/высота прутка.

Для трубы (полого цилиндра) объём рассчитывается по формуле:

, где

r – внутренний радиус трубы.

Объём конуса и усечённого конуса

Геометрические формы конуса и усечённого конуса широко используются при конструировании деталей механизмов и машин. Объём конуса равен:

, где

• R – радиус основания конуса;
• Н – высота конуса.

Для вычисления объёма усечённого конуса используют более сложную зависимость:

, где

R – радиус меньшего основания конуса.

Объём сферических элементов металлоконструкций

Кроме собственно сферы, в практике приходится считать также объём шарового сегмента и сектора. Используются следующие зависимости:

Объёмы прокатных профилей

Чаще всего приходится определять вес тавров, двутавров, швеллеров, уголков. Для этого используются следующие зависимости:

Для тавра

,где b и b1 – соответственно ширина полки и стенки тавра; h и  h1 – толщина основания и полки тавра; Н – высота таврового фрагмента лома;

Для двутавровой балки

,где Н – высота/длина двутаврового элемента; а – толщина стенки двутавра; с и с1 – толщина полки двутавра в основании и по торцу соответственно;

Для уголка

,где Н – длина уголка; l1 –  толщина уголка; h1 и  h2 соответственно – ширина каждой из полок.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...