Расчет трубы: площади поверхности, толщины стенки, массы. Площадь поверхности трубы диаметром 50 мм

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.

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.

Замена насоса в стиральной машине: сливной в Самсунг, как поменять на LG и Bosch, где находится помпа
Стиральная машина не набирает воду причины: не поступает вода в машинку, почему Самсунг гудит, нет подачи в барабан
Спутниковая антенна на 2 телевизора: схема подключения ТВ к тюнеру, как подключить второй к одной тарелке
Отпариватели для домашнего использования какой лучше: ручной и вертикальный, как выбрать для одежды, советы
Вред микроволновки: или польза, мнение экспертов, миф или реальность, научные подтверждения, печь для здоровья
Как очистить ручки у плиты: снять с газовой Гефест, чистка своими руками, как помыть, нашатырно-анисовые капли
Установка варочной панели в столешницу: видео, как установить газовую, правильная врезка своими руками
Тостеры какой фирмы лучше: как выбрать для дома, купить лучший, рейтинг и контрольная закупка, правильный выбор

openfile.ru

площади поверхности, толщины стенки, массы

Содержание:

Для чего нужны расчеты параметров труб

То, что нельзя измерить, можно рассчитать

Внутренний и наружный диаметр, толщина стенки, радиус

Внутренний и наружный диаметр трубы, толщина стенки

Измерения штангенциркулем более точные

Расчет площади поверхности трубы

Формула расчета боковой поверхности трубы

Расчет веса

Таблица веса круглых стальных труб

Таблица веса профилированной трубы квадратного сечения

Как высчитать площадь поперечного сечения

Формула нахождения площади сечения круглой трубы

Как рассчитать объем воды в трубопроводе

Формула расчета объема воды в трубе

Как рассчитать площадь поверхности трубы

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

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

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

Где применяют объёмные металлические элементы

В России выпускают трубы шести классов:

Класс изделия

Область применения

Транспортировка воды и газа под низким давлением.

Изготовление вспомогательных конструкций в строительстве.

Транспортировка воды и газа под высоким и низким давлением

Обвязка агрегатов с режимом работы при высокой температуре и под давлением

Комплектация бурильных установок на нефтяном месторождении

Несущие элементы конструкции автомобилей, вагонов, кранов

Заготовки деталей машиностроительной отрасли: ресиверов, подшипников, цилиндров инжекторов.

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

Применение формулы расчета

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

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

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

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

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

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

Цилиндрические конструкции

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

Т – длина фигуры, равная протяженности изделия.

Ш – ширина фигуры, равная длине окружности конструктива.

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

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

П = Ш * Т

П = 3,14159 * Д * Т

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

3,14159 * 1,0 * 5000 = 15708 кв.м.

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

Деталь в виде усеченного конуса

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

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

П = 3,14159 * (Р + р) * Т, где

П – искомая площадь поверхности;

Р – радиус большего диаметра;

р – радиус меньшего диаметра;

Т – протяженность изделия.

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

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

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

Внутренняя поверхность детали

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

В = Д – 2*С, где С – толщина стенок.

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

Пв = 3,1415 * В * Т.

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

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

Сохранение тепла

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

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

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

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

П = 3,14159 * Д * Т * К, где

Д – наружный диаметр трубы;

Т – длина трубы;

К – переменный поправочный коэффициент на толщину утеплителя.

Для расчета площади утеплителя разработаны строительные калькуляторы.

Краска для трубы

Объём краски Ок на изоляцию металлического трубопровода считают по формуле

Ок = П * У, где

Ок – объём краски;

П – площадь поверхности трубы;

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

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

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

Тематические статьи

highlogistic.ru