расчет поперечного сечения, как рассчитать, как найти проходное сечение
Содержание:
Формулы вычислений
Порядок расчета
Физические характеристики труб
Произвести расчет сечения трубы довольно просто, ведь для этого есть ряд стандартных формул, а также многочисленные калькуляторы и сервисы в интернете, которые могут выполнить ряд простых действий. В данном материале мы расскажем о том, как рассчитать площадь сечения трубы самостоятельно, ведь в некоторых случаях нужно учитывать ряд конструкционных особенностей трубопровода.
Формулы вычислений
При проведении вычислений нужно учитывать, что по существу трубы имеют форму цилиндра. Поэтому для нахождения площади их сечения можно воспользоваться геометрической формулой площади окружности. Зная внешний диаметр трубы и значение толщины его стенок, можно найти показатель внутреннего диаметра, который понадобится для вычислений.
Стандартная формула площади окружности такова:
S=π×R2, где
π – постоянное число, равное 3,14;
R – величина радиуса;
S – площадь сечения трубы, вычисленная для внутреннего диаметра.
Порядок расчета
Поскольку главная задача – это найти площадь проходного сечения трубы, основная формула будет несколько видоизменена.
В результате вычисления производятся так:
S=π×(D/2-N)2, где
D – значение внешнего сечения трубы;
N – толщина стенок.
Примите к сведению, что, чем больше знаков в числе π вы подставите в расчеты, тем точнее они будут.
Приведем числовой пример нахождения поперечного сечения трубы, с наружным диаметром в 1 метр (N).
При этом стенки имеют толщину в 10 мм (D). Не вдаваясь в тонкости, примем число π равным 3,14.
Итак, расчеты выглядят следующим образом:
S=π×(D/2-N)2=3,14×(1/2-0,01)2=0,754 м2.
Физические характеристики труб
Стоит знать, что показатели площади поперечного сечения трубы напрямую влияют на скорость транспортировки газообразных и жидких веществ. Поэтому крайне важно заложить в проект трубы с правильным сечением. Кроме того, на выбор диаметра трубы будет влиять еще и рабочее давление в трубопроводе. Читайте также: «Как посчитать площадь трубы – способы и формулы расчета».
Также в процессе проектирования трубопроводов стоит учитывать химические свойства рабочей среды, а также ее температурные показатели. Даже если вы знакомы с формулами, как найти площадь сечения трубы, стоит изучить дополнительный теоретический материал.
Так, информация относительно требований к диаметрам трубопроводов под горячее и холодное водоснабжение, отопительные коммуникации или транспортировку газов, содержатся в специальной справочной литературе. Значение имеет также сам материал, из которого произведены трубы.
Так, информация относительно требований к диаметрам трубопроводов под горячее и холодное водоснабжение, отопительные коммуникации или транспортировку газов, содержатся в специальной справочной литературе. Значение имеет также сам материал, из которого произведены трубы.
Выводы
Таким образом, определение площади сечения трубы является очень важным, однако, в процессе проектировки нужно обращать внимание на характеристики и особенности системы, материалы трубных изделий и их прочностные показатели.
как посчитать окраску поверхности, формула расчета живого сечения
С самыми разными целями зачастую приходится рассчитывать площадь поверхности трубы или ее сечение. Разумеется, чтобы узнать площадь трубы — формула должна опираться на ее диаметр и протяженность.
Нужны ли какие-то еще параметры? Зачем все эти расчеты могут быть нужны? Как рассчитать площадь и сечение? Все это мы узнаем из этой статьи.
С точки зрения геометрии труба представляет собой цилиндр. Отсюда и простые формулы расчета
Зачем это нужно?
Начнем все же с того, что еще раз перечислим основные ситуации, когда нам нужен расчет площади трубы — ее поверхности или сечения.
- Формула площади трубы будет полезна, если нам нужно рассчитать теплоотдачу регистра или теплого пола.
Оба значения выводятся именно из суммарной площади, отдающей воздуху в помещении тепло от теплоносителя.
От площади поверхности регистра линейно зависит его теплоотдача
- Часто встречается обратная ситуация — когда нужно подсчитать потери тепла по пути к отопительному прибору.
Для того, чтобы можно было принять решение о количестве и размере радиаторов, конвекторов или других приборов — нужно знать, каким количеством калорий мы располагаем. Оно выводится опять-таки с учетом площади поверхности трубы, которая транспортирует воду от элеваторного узла. - Расчет площади поверхности трубы нужен для того, чтобы закупить необходимое количество теплоизолирующего материала .
Если протяженность теплотрассы исчисляется километрами — а это именно так и бывает — точный расчет может сэкономить предприятию огромные суммы.
Оно выводится опять-таки с учетом площади поверхности трубы, которая транспортирует воду от элеваторного узла.Здесь теплоотдачу нужно сократить до минимума. Чтобы посчитать количество необходимого теплоизолирующего материала — нужно узнать площадь поверхности, которую предстоит защитить от потери тепла
- Затраты на антикоррозионное покрытие или краску — из той же категории. Площадь окраски трубы стальной вместе с расходом краски на квадратный метр дадут нам точный объем необходимых закупок.
Заодно в этом случае будет очень хорошо видно, скажем вежливо, нецелевое использование материала: если краски или битумного лака уходит в полтора раза больше расчетного количества — предприятию следует пресекать воровство.
Производители краски указывают ее расход в граммах на квадратный метр поверхности
- Расчет площади сечения трубы необходим для того, чтобы узнать ее максимальную проходимость.
Да, можно просто поставить трубу заведомо больше необходимой; но при составлении типового проекта, по которому будет строиться много домов, перерасход средств в этом случае будет большим.
Важно: в случае частного дома перерасход бюджета, если вы просто возьмете трубу на шаг больше, невелик. А вот потери тепла вырастут заметно. Непонятно? Вспомните: больше поверхность трубы — больше тепла на ней рассеивается.
Кроме того, между моментами, когда открывается кран горячей воды, весь объем в соответствующем водопроводе бесцельно остывает.
Чем больше диаметр трубы — тем больше воды в ней будет стоять, тем больше тепла вы потратите на бесцельный нагрев помещения.
Чем толще трубы — тем больше горячей воды бесцельно остывает после каждого открытия крана
Методики расчета
Расчет сечения
Собственно, задача-то из геометрии средних классов.
2=0,754296 м2.
Важно: в напорных водопроводах вода всегда заполняет весь объем трубы.
В самотечной канализации же это не так: большую часть времени поток смачивает лишь часть стенок и, соответственно, труба оказывает ему меньшее сопротивление по сравнению с полностью заполненной.
Именно для гидравлических расчетов самотечной канализации введено такое понятие, как площадь живого сечения трубы.
Это площадь поперечного сечение потока в ней, перпендикулярного направлению движения потока.
От точного подбора сечения трубы порой очень многое зависит
Площадь внешней поверхности трубы
И это тоже задача сугубо геометрическая. Как посчитать площадь поверхности трубы снаружи?
А как найти в общем случае площадь стенок цилиндра?
Поверхность цилиндра — это, в сущности, прямоугольник, одна сторона которого — длина окружности цилиндра, а вторая — длина самого цилиндра. Так?
Длина окружности, как мы помним, равна Pi*D, где Pi — число Пи, а D — диаметр трубы.
Как рассчитать площадь прямоугольника? Необходимо его длину умножить на ширину.
Площадь заветного прямоугольника будет такой: S=Pi*D*L, где Pi — старое доброе число Пи, D — диаметр трубы, а L — ее длина.
Для теплотрассы диаметром в один метр при ее длине в десять километров площадь окраски труб будет равной: 3,14159265*1*10000=31415,9265 м2. Теплоизоляции понадобится чуть больше: она имеет толщину, отличную от нуля, к тому же труба заворачивается в минеральную вату с перехлестом полотен.
И здесь точный расчет площади поверхности был необходим
Площадь внутренней поверхности трубы
Зачем внутренняя поверхность? Неужели трубы красят изнутри?
Нет, площадь внутренней поверхности может пригодиться при гидродинамических расчетах. Это площадь поверхности, с которой контактирует вода при движении по трубам
Есть несколько связанных с этой площадью нюансов:
- Чем больше диаметр трубы для водопровода — тем меньше влияние шероховатости ее стенок на скорость потока в ней.
Для трубопроводов большого диаметра при небольшой протяженности сопротивлением трубы можно полностью пренебречь; - Для гидродинамических расчетов шероховатость поверхности имеет не меньшее значение, чем ее площадь.
Ржавая внутри стальная водопроводная труба и идеально гладкая полипропиленовая очень по разному влияют на скорость потока; - Трубы из неоцинкованной стали имеют, так сказать, непостоянную площадь внутренней поверхности.
Они со временем зарастают ржавчиной и минеральными отложениями, в результате чего просвет сужается.
Если вам придет в голову странная фантазия изготовить из стали водопровод холодного водоснабжения — этим фактом нельзя пренебрегать, поскольку проходимость водопроводной трубы может упасть вдвое уже за десять лет.
Зарастание стальной неоцинкованной трубы приходиться учитывать при расчете водопровода
Ну а что с формулой? Она проста. Диаметр цилиндра в этом случае, как легко догадаться, равен разности диаметра и удвоенной толщины стенок трубы.
Раз так — площадь стенок цилиндра приобретает вид S=Pi*(D-2N)*L, где D — по-прежнему диаметр трубы, N-толщина ее стенок, а L — протяженность.
Для теплотрассы длиной в 10 километров из трубы диаметром 1 метр со стенками толщиной 10 мм площадь внутренней поверхности окажется равной: 3,14159265*(1-2*0,01)*10000 = 30787,60797 м2.
Заключение
Подводя итоги — в сущности, мы с вами заново прошли курс геометрии средних классов, вспомнив школу и знания, забытые за годы скучной взрослой жизни. Будем надеяться, что эти простые формулы пригодятся вам не раз. Удачи в строительстве!
Формулы для труб
Онлайн-калькулятор формул для труб
наружный диаметр (дюймы)
внутренний диаметр (дюймы) — (значения по умолчанию: стандартные 4 дюйма — трубы из углеродистой, легированной и нержавеющей стали — ASME/ANSI B36.10 /19
- Сделать ярлык для этого калькулятора на главном экране
Калькулятор основан на приведенных ниже формулах и уравнениях для трубопроводов
Момент инерции
Момент инерции может быть выражен как
0008
I = π (d o 4 — d i 4 ) / 64
≈ 0., где
I = момент инерции (в 4 )
D O = внешний диаметр (в)
D I = внутренний диаметр (в)
D I = внутренний диаметр (в) D I = внутренний диаметр (в) D I (в)
0491 (d o 4 — d i 4 ) (1 Section Modulus
Section modulus can be expressed as
S = 0.0982 (d o 4 — d i 4 ) / d o (2)
where
S = модуль сопротивления (в 3 )
Модуль сопротивления – это геометрическое свойство заданного поперечного сечения, используемое при расчете балок или элементов изгиба.
Поперечная металлическая зона
Transverse metal area can be expressed as
A m = π (d o 2 — d i 2 ) / 4 (3)
where
A м = площадь поперечного сечения металла (в 2 )
Внешняя поверхность трубы
Внешняя поверхность трубы или трубы на фут длины может быть выражена как
A o = π D O /12 (4)
, где
A O = Площадь внешней поверхности трубы (FT 2 на трубу на фут)
.
или поверхность трубки на фут длины может быть выражена какA I = π D I /12 (5)
, где
A i = internal pipe surface area (ft 2 per ft pipe)
Transverse Internal Area
Transverse internal area can be expressed as
A a = 0.7854 d i 2 (6)
где
A a = поперечная внутренняя площадь (в 2 )
Окружность внешняя
03
8
C E = π D O (7)
, где
C E = внешняя окружность (в)
.
C I = π D I (8)
, где
C I = Внутренняя окружность (в)
Оценка окружности труб и площади секции
| Номинальный размер трубы (в) | Окружность (IN) | |
|---|---|---|
| 1/4 | 0.785 | 0.049 |
| 3/8 | 1.178 | 0.110 |
| 1/2 | 1.571 | 0.196 |
| 3/4 | 2.356 | 0.442 |
| 1 | 3.142 | 0.785 |
| 1 1/4 | 3.927 | 1.227 |
| 1 1/2 | 4.712 | 1.767 |
| 2 | 6.283 | 3.142 |
| 2 1/2 | 7.854 | 4.909 |
| 3 | 9.425 | 7.069 |
| 3 1/2 | 11.00 | 9.621 |
| 4 | 12.57 | 12.57 |
| 5 | 15.71 | 19.64 |
| 6 | 18. 85 | 28.27 |
| 8 | 25.13 | 50.27 |
| 10 | 31.42 | 78.54 |
| 12 | 37.70 | 113.1 |
| 15 | 47.12 | 176.7 |
Pipe Equations
Cross Sectional inside Pipe Area
Cross-sectional inside area of a pipe can be calculated as
A i = π (D I /2) 2
= π D I 2 /4 (1)
9 2 /4 (1) 9.9008 9.0005 , гдеA I = поперечное сечение внутренней площади трубы (M 2 , в 2 )
D I = Внутренний диаметр (M, в)
9003 9003 9003 9003 99133 3 3 3 I = Внутренний диаметром (м.
4Площадь поперечного сечения стены или площадь материала трубы можно рассчитать как
A м = π (d o / 2) 2 — π ( д и /2) 2
= π ( d o 2 — d i 2 ) / 4 (2)
where
A m = cross — площадь поперечного сечения трубы (м 2 , in 2 )
d o = наружный диаметр (м, дюймы)
Масса пустой трубы на единицу длины
3
3 9 можно рассчитать как
w p = ρ m A m
= ρ m ( π (d o / 2) 2 — π (d i / 2) 2 )
= ρ m π (d o 2 — d i 2 ) / 4 (3)
where
w p = weight of empty pipe per unit length (kg/m, lb/in)
ρ s = плотность материала трубы (кг/м 3 , фунт/дюйм 3 )
Вес жидкости в трубах
Вес жидкости в трубах на единицу длины можно рассчитать как
3 w3 = ρ л A
= ρ l π (d i / 2) 2
= ρ l π D I 2 /4 (4)
, где
W L = вес жидко0274
ρ l = density of liquid (kg/m 3 , lb/in 3 )
- water content in pipes
Weight of Pipe Заполнен жидкостью
Вес трубы, заполненной жидкостью на единицу длины, можно рассчитать как
W = W L + W P (5)
, где
, где
.
w = вес трубы и жидкости на единицу длины трубы (кг, фунт)
Площадь внешней поверхности труб
Площадь внешней поверхности стальных труб на единицу длины может быть рассчитана как
= 2 π (D I I = 2 π (D I I / 2)A O = 2 π (D O /2)= π D O (6)
, где
393139.9005 , где
73733
. на единицу длины трубы (м 2 , в 2 )
Внутренняя площадь поверхности труб
Внутренняя площадь поверхности стальных труб на единицу длины может быть рассчитана как
A I = 2 π (D I I
= π D I (7)
, где
A I = Внутренняя область трубы — на подразделении.
Площадь поперечного сечения стены трубы
0274 