видео-инструкция как рассчитать своими руками, особенности трубопроводов, цена, фото

Статьи

Как выполняется расчет диаметров трубопроводов отопления при известной мощности котла? Как подсчитать минимальный диаметр для отдельного участка контура? В этой статье нам предстоит познакомиться с формулами, используемыми при вычислениях, и сопроводить знакомство примерами расчетов.

Мы научимся вычислять внутренний диаметр трубы. Стоит помнить, что обычно они маркируются внешним.

Зачем это нужно

А в самом деле — для чего необходим расчет диаметров труб отопления? Почему просто-напросто не взять трубы заведомо избыточного размера? Ведь тем самым мы обезопасим себя от чрезмерно медленной циркуляции в контуре.

Увы, у такого подхода есть несколько серьезных недостатков.

• Материалоемкость и, соответственно, цена погонного метра растет пропорционально квадрату диаметра. Расходы будут далеко не копеечными.

Заметьте: для сохранения того же рабочего давления при увеличении диаметра трубы приходится увеличивать толщину стенок, что дополнительно увеличивает материалоемкость.

• Что не менее важно, увеличившийся диаметр трубопровода означает увеличение объем теплоносителя и, соответственно, выросшую тепловую инерционность системы. Она будет дольше прогреваться и дольше остывать, что не всегда желательно.
• Наконец, при открытой прокладке толстых труб отопления они не очень-то украсят помещение, а при скрытой — увеличат глубину штроб в стенах или толщину стяжки на полу.

Спрятать в штробы толстые трубы заметно сложнее.

Формулы

Поскольку мы с вами, уважаемый читатель, не посягаем на получение диплома инженера-теплотехника, не станем лезть в дебри.

Упрощенный расчет диаметра трубопровода отопления выполняется по формуле D=354*(0,86*Q/Dt)/v, в которой:

• D — искомое значение диаметра в сантиметрах.
• Q — тепловая нагрузка на соответствующий участок контура.
• Dt — дельта температур между подающим и обратным трубопроводами. В типичной автономной системе она равна примерно 20 градусам.
• v — скорость потока теплоносителя в трубах.

Похоже, для продолжения нам не хватает кое-каких данных.

Чтобы выполнить расчет диаметра труб для отопления, нам нужно:

1. Выяснить, с какой максимальной скоростью может двигаться теплоноситель.
2. Научиться рассчитывать тепловую мощность всей системы и ее отдельных участков.

Скорость теплоносителя

Она должна соответствовать паре граничных условий.

С одной стороны, теплоноситель должен оборачиваться в контуре примерно три раза за час. В противном случае заветная дельта температур заметно увеличится, сделав нагрев радиаторов неравномерным. Кроме того, в сильные холода мы получим вполне реальную возможность разморозки наиболее холодных участков контура.

Медленная циркуляция привела к разморозке радиатора.

С другой стороны, избыточно большая скорость породит гидравлические шумы. Засыпать под гул воды в трубах — удовольствие, скажем так, на любителя.

Допустимым считается диапазон скоростей потока от 0,6 до 1,5 метров в секунду; при этом в расчетах обычно используется максимально допустимое значение — 1,5 м/с.

Тепловая мощность

Вот схема ее расчета для нормированного теплового сопротивления стен (для центра страны — 3,2 м2*С/Вт).

• Для частного дома за базовую мощность берутся 60 ватт на кубометр помещения.
• К ним добавляется 100 ватт на каждое окно и 200 — на каждую дверь.
• Результат умножается на региональный коэффициент, зависящий от климатической зоны:

Средняя температура января	Коэффициент
-40	2,0
-25	1,6
-15	1,4
-5	1
0	0,8

Средняя температура января на карте страны.

Так, помещение объемом 300 м2 с тремя окнами и дверью в Краснодаре (средняя температура января — +0,6С) потребует (300*60+(3*100+200))*0,8=14800 ватт тепла.

Для зданий, тепловое сопротивление стен которых значительно отличается от нормированного, используется еще одна упрощенная схема: Q=V*Dt*K/860, где:

• Q — потребность в тепловой мощности в киловаттах.
• V — объем отапливаемого помещения в кубометрах.
• Dt — разница температур между помещением и улицей в пик холодов.

Полезно: температуру в помещении лучше брать соответствующей санитарным нормам, уличную — среднему минимуму за последние несколько лет.

• К — коэффициент утепления здания. Откуда брать его значения? Инструкция отыщется в очередной таблице.

Коэффициент утепления	Описание ограждающих конструкций
0,6 — 0,9	Пенопластовая или минераловатная шуба, утепленная кровля, энергосберегающие тройные стеклопакеты
1,-1,9	Кладка в полтора кирпича, однокамерные стеклопакеты
2 — 2,9	Кладка в кирпич, окна в деревянных рамах без утепления
3-4	Кладка в полкирпича, остекление в одну нитку

Откуда брать нагрузку для отдельного участка контура? Она рассчитывается по объему помещения, которое отапливается этим участком, одним из приведенных выше способов.

Пример расчета

Итак, в теории мы знаем, как рассчитать диаметр трубы отопления.

Давайте подтвердим теоретические знания практикой и своими руками выполним расчет для следующих условий:

• Нам необходимо вычислить диаметр розлива в частном доме площадью 100 квадратных метров.
• Высота потолка в доме — 2,8 метра.
• Стены представляют собой кадку газобетонными блоками марки D600 толщиной 40 см с наружной пенопластовой шубой толщиной 150 мм.

Пенопластовая шуба сведет потери тепла к минимуму.

• Дом расположен в Комсомольске-на-Амуре Хабаровского края (средний минимум температуры января — -30,8 С). Внутреннюю температуру примем равной +20 С.

Вначале вычислим потребность в тепловой мощности.

Утепление явно обеспечит тепловое сопротивление лучше нормированного, что заставит нас обратиться к второй из приведенных схем расчета.

1. Внутренний объем дома равен 100*2,8=280 м3.
2. Дельта температур между улицей и домом в худшем для нас случае будет равна 50 градусам.
3. Коэффициент утепления примем равным 0,7.
4. Расчетная мощность бытового отопительного котла должна быть не менее 280*50*0,7/860=11,4 КВт.

На фото — полипропиленовый отопительный розлив.

Заключение

Позволим себе напомнить, что нами приведены предельно упрощенные схемы расчетов. Как всегда, дополнительную тематическую информацию читатель сможет обнаружить в прикрепленном к статье видео. Успехов!

Поделитесь:

Статьи по теме

Все материалы по теме

площади поверхности, толщины стенки, массы

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. 

Содержание статьи

• 1 Для чего нужны расчеты параметров труб
• 2 Внутренний и наружный диаметр, толщина стенки, радиус
• 3 Расчет площади поверхности трубы
• 4 Расчет веса
• 5 Как высчитать площадь поперечного сечения
• 6 Как рассчитать объем воды в трубопроводе

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.

Калькулятор тепловых труб Инструкции по использованию

 

Наш онлайн-калькулятор тепловых труб предоставляет следующие данные о характеристиках тепловых труб: конец тепловой трубы к другому. Из этого последнего расчета легко получить тепловое сопротивление тепловой трубы. Все расчеты выполнены для медной тепловой трубы с использованием спеченного материала фитиля и воды в качестве рабочей жидкости.

Тепловая трубка | Секция ввода теплоотвода

Входные данные калькулятора тепловой трубы

Длина тепловой трубы — полная длина тепловой трубы, если испаритель находится на одном конце.

Длина испарителя – длина испарителя равна длине фактического источника тепла.

Длина конденсатора – расстояние между точками входа и выхода тепловой трубы из конденсатора.

Тепловая трубка, тип — Выберите материал фитиля для тепловой трубы «Стандартный» или «Эффективный» спеченный материал фитиля. Стандартные фитили позволят вам сплющить тепловую трубку, прежде чем повлиять на максимальную мощность (Qmax). Обратите внимание, что мы можем изменить пористость и толщину фитиля тепловой трубы, чтобы точно соответствовать требованиям вашего приложения, хотя это не показано здесь.

Рабочая температура — это температура пара внутри тепловой трубки. Это число трудно узнать, и точность этого ввода не критична. Однако используйте среднее значение температуры окружающей среды Tmax и температуры корпуса Tmax. Пример расчета:  50 ^o C Макс. температура окружающей среды, 95 ^o C  Max Case = (50 + 95)/2 = 72,5 ^o C Рабочая температура.

Раздел результатов с тепловыми трубками

Эффективная теплопроводность тепловых трубок

В первой таблице рассчитана эффективная теплопроводность тепловых труб диаметром 3-10 мм. Мы, вероятно, должны были поставить это последним, так как оно используется после того, как вы выбрали правильный диаметр. Тем не менее, эта цифра используется в качестве входных данных в программе моделирования Excel и/или CFD, такой как FloTHERM.

Теплопроводность тепловой трубы

 

Несущая способность тепловой трубы (Qmax)

Далее приведен график мощности в зависимости от рабочего угла (показан) и соответствующая таблица (не показана). По сути, это дает вам максимальную пропускную способность тепловой трубы (Qmax) тепловой трубы определенного диаметра под разными углами. В «+90 дюймов, конденсатор находится непосредственно над испарителем, благодаря чему сконденсированный пар (вода) очень легко возвращается в испаритель, отсюда и высокое значение Qmax.

Вот несколько советов по проектированию тепловых трубок, которые вам пригодятся.

• Во-первых, Qmax тепловой трубы является аддитивным, при условии, что каждая тепловая трубка(и) находится над источником тепла. В нашем примере это означает, что одна 8-мм тепловая трубка имеет Qmax 62 ^o C в горизонтальном положении, а две 8-мм трубки имеют Qmax 124 ^или С.
• Во-вторых, предусмотрите коэффициент запаса прочности, чтобы избежать работы трубы с максимальной пропускной способностью. Снижение мощности тепловой трубки Qmax на 20-25% является хорошим отраслевым стандартом — в этом случае мощность одной трубки будет чуть менее 50 Вт. Случайные короткие скачки мощности выше этого допустимы, если они все еще ниже номинального значения Qmax.

 

Допустимая мощность тепловой трубы (Qmax)

 

Расчет теплового сопротивления тепловой трубы

График зависимости мощности от Delta-T и таблица (показаны ниже) необходимо использовать вместе с приведенным выше графиком. Допустим, мы выбрали 8-миллиметровую тепловую трубку, о которой говорили ранее: в горизонтальном положении она будет безопасно нести чуть менее 50 Вт (после снижения номинальных характеристик). Если мы подадим 40 Вт на один конец, другой конец будет иметь дельта-Т 4,3·9.0031 или C (чем меньше, тем лучше). Предположим, мы хотим использовать две тепловые трубки диаметром 8 мм. В этом случае мы могли бы безопасно удвоить тепловложение до 80 Вт. Однако тогда, используя диаграмму, мы все равно будем использовать входную мощность 40 Вт, потому что каждая тепловая трубка будет нести 40 Вт, а дельта-Т каждой тепловой трубки будет такой же 4,3 ^o C . Чтобы рассчитать тепловое сопротивление 8-мм тепловой трубы, просто разделите detla-T на входную мощность. В этом случае это будет 4,3/40 = 0,11 ^o Кл на ватт.

Таблица, используемая при расчете теплового сопротивления тепловых трубок

 

Плоская тепловая трубка

Последняя часть приведенной информации не является расчетом, это просто некоторые рекомендации о том, насколько вы можете сплющить тепловые трубки различных диаметров, прежде чем Qmax будет подвергнуться негативному воздействию. Причина, по которой производительность тепловых труб ухудшается по сравнению со стандартными трубами, связана с более толстой структурой фитиля первых.

Мы надеемся, что этот онлайн-калькулятор тепловых труб будет вам полезен. Посетите нашу страницу калькуляторов, чтобы увидеть калькуляторы размера радиатора и производительности радиатора.

Калькулятор объема трубы

Создано Filip Derma

Отредактировано Bogna Szyk и Jack Bowater

Последнее обновление: 28 марта 2023 г.

Содержание:

• Калькулятор объема трубы Объем трубы – формула
• Объем воды в трубе – пример расчета
• Часто задаваемые вопросы

Этот калькулятор объема трубы оценивает объем трубы, а также массу жидкости, протекающей по ней . Этот калькулятор является полезным инструментом для всех, кому необходимо знать точный объем воды в трубе. Это будет полезно для вас, если вы проектируете систему орошения для своего сада.

Продолжайте читать, чтобы узнать, что такое цилиндр и формула объема трубы.

Калькулятор объема трубы

Знание объема трубы может быть полезно по многим причинам. Это принесет пользу частным домовладельцам, инженерам-строителям и строителям. Например, вы можете захотеть узнать пропускную способность вашей домашней системы отопления или задаться вопросом, будет ли выбранный вами диаметр трубы достаточным для наполнения садового пруда.

Именно поэтому мы создали калькулятор объема трубы. Этот инструмент предоставляет вам объем конкретной трубы и вес воды (или другой жидкости) внутри нее. Он прост в использовании и эффективен. Все, что вам нужно сделать, это ввести размер трубы – это внутренний диаметр и длина . Неважно, используете ли вы метрическую или имперскую систему единиц, потому что вы можете свободно переключаться между ними, используя раскрывающийся список.

По умолчанию расчет веса жидкости производится для воды (ее плотность равна 997 кг/м³). Если вам нужно выполнить расчеты для других жидкостей, введите плотность вашей конкретной жидкости.

Ниже мы подготовили объяснение формулы объема трубы и пошаговый пример расчетов, чтобы показать вам, как правильно пользоваться калькулятором объема трубы.

Объем трубы – формула

По форме труба представляет собой полый правильный цилиндр. Но что такое цилиндр? Мы можем видеть их вокруг себя каждый день. Цилиндр — это твердое тело с двумя основаниями, обычно круглыми, всегда конгруэнтными и параллельными друг другу. «Развернутая» сторона цилиндра образует прямоугольник. Высота цилиндра — это расстояние между основаниями (в случае труб — его длина). Радиус цилиндра – это радиус его основания. Имейте в виду, что когда у вас есть цилиндр, диаметр равен удвоенному радиусу. Итак, для расчетов нужно уменьшить диаметр вдвое.

Круглый полый цилиндр, где R – радиус, r – внутренний радиус, h – высота.

💡 Вы можете узнать больше о цилиндрах, посмотрев наш правильный калькулятор цилиндра, наш калькулятор объема цилиндра и наш калькулятор площади поверхности цилиндра, чтобы назвать несколько связанных инструментов.

Объем трехмерного твердого тела — это объем пространства, которое оно занимает. Для трубы это внутренний объем (нужно брать внутренний диаметр вместо внешнего).
Чтобы выразить объем, мы используем кубические единицы (для метрических см³, дм³, м³ и для имперских дюйм³ и фут³). Чтобы получить точные результаты, последовательно используйте одну единицу на протяжении всего вычисления.

Формула объема цилиндра:

объем цилиндра = π × радиус² × высота .

Для трубы используйте ее длину вместо высоты: объем трубы = π × радиус² × длина , где радиус = внутренний диаметр/2 . Объем трубы равен объему жидкости внутри (при полном ее заполнении). Массу жидкости берем из преобразованной формулы плотности. Итак, соответственно: масса жидкости = объем × плотность жидкости .

Объем воды в трубе – пример расчета

Давайте посмотрим, как правильно пользоваться калькулятором объема трубы. Для примера расчета нам понадобится несколько предположений. Предположим, мы посчитаем объем трубы длиной 6 метров с внутренним диаметром 15 сантиметров. Труба используется для транспортировки воды. Подставим эти данные в калькулятор, чтобы найти объем воды в трубе и ее массу.

1. Сначала введите диаметр трубы: внутренний диаметр = 15 см .

2. Затем введите его длину: длина = 6 м .

3. Нажмите кнопку расширенного режима и проверьте плотность жидкости. Значение по умолчанию установлено для воды, что правильно в нашем случае.

   Плотность жидкости = 997 кг/м³ .

4. Теперь результаты расчета доступны для вас: объем = 0,106 м³ и масса жидкости = 105,71 кг .

Часто задаваемые вопросы

Каков объем 6-футовой трубы с внутренним диаметром 2 дюйма?

Объем трубы составляет 0,13 кубических фута или 0,979 галлона США. Чтобы вычислить этот ответ, выполните следующие действия:

1. Умножьте диаметр на 0,08, чтобы преобразовать его в футы, 2 дюйма × 0,083 ~ 0,17 фута .

2. Найдите объем трубы по формуле

   В = π × d² × l/4 = π × 0,17 × 017 × 6/4 = 0,13 куб. футов .

3. Проверьте результат с помощью нашего калькулятора объема трубы.

Как определить диаметр трубы по ее объему?

Чтобы получить диаметр d трубы из ее объема V и длины l , необходимо воспользоваться формулой: d = 2 × √(V/π × l) . Будьте осторожны с единицами измерения, которые вы используете.

Какой трубопровод самый длинный в мире?

Самым длинным трубопроводом в мире является трубопровод Береговой линии, который простирается от Техаса до Нью-Йорка на расстоянии 5 500 миль (8 850 км). По пути он перевозит нефть и топливо для реактивных двигателей в различные места.

Как рассчитать объемный расход моих труб?

Вы можете определить объемный расход вашей трубы, выполнив следующие действия:

1. Приобретите контейнер известного объема В и секундомер.