Масса стальной трубы: методики расчета

Способы расчета удельного веса

• длины;
• высоты, ширины или диаметра;
• толщины стенок.

Поэтому указывается как масса объема (в м. кв.) профильной или цилиндрической формы, наполненной однородной сталью с необходимой плотностью (в кг/м. куб.). Длина трубы при определении ее удельной массы равняется один метр. Для стального трубопроката, при любых расчетах, плотность состава, из которого он сделан, постоянно принимается за величину 7850кг/м. куб. Чтобы определить вес одного метра стальной трубы (удельный вес) выбирают один из таких способов:

• по расчетным формулам;
• при помощи таблиц, где искомые данные указаны для стандартных размеров трубного проката.

В любом случае полученные данные являются только теоретическим расчетом. Это объясняется следующими причинами:

• при расчетах часто приходится округлять рассчитанные значения;
• при расчетах форма трубы подразумевается геометрически правильной, то есть, не учитываются наплывы металла на сварочном стыке, закругления в углах (для профильного проката), уменьшение или превышение размеров относительно типовых в пределах допустимых ГОСТ;
• плотность разных марок стали отличается от 7850 кг/м. куб. и для многих сплавов разница довольно значительна при определении веса большого количества трубной продукции.

При помощи специальных таблиц определяют максимально приближенный теоретический показатель удельного веса трубопроката, так как при их составлении использовались сложные математические формулы, которые максимально учитывали технологию производства и геометрию изделий. Чтобы воспользоваться данным вариантом расчета, вначале по имеющимся данным о трубопрокате определяют его тип. После находят в справочной литературе соответствующую этому металлопрокату таблицу или ГОСТ на этот сортамент.

Табличный вариант расчета хорош тем, что он не требует выполнения каких-то расчетов, что исключает при вычислениях вероятность допущения математической ошибки. Но этот способ подразумевает наличия специальной литературы. Наиболее универсальный вариант – это использование математических формул. Этот способ можно применять в любых условиях, даже, так сказать «полевых», вдали от возможностей и благ цивилизации.

Определение удельного веса трубы по формулам

Как уже выше говорилось, в основе расчета находится определение объема сырья, израсходованного для производства одного метра трубопроката. Затем данную величину нужно умножить на плотность состава (в случае со сталью на 7850кг/м3). Искомый объем определяют таким способом:

• Рассчитывают объем части трубы длиной в один метр по ее внешним размерам. Для чего определяют площадь сечения трубы, которую умножают на длину, в нашем случае на 1 метр.
• Рассчитывают объем полой части трубы длиной 1 метр. Для чего вначале определяют размеры полости (для круглого изделия внутренний диаметр рассчитывают, вычитая от внешнего диаметра двойную толщину стенки, а для профильного трубопроката – определяют высоту и ширину внутреннего диаметра, вычитая двойную толщину от внешних размеров). После, по полученным результатам делают расчет, аналогичный указанному в первом пункте.
• В конце, от первого результата вычитают второй, это и является объемом трубы.

Все подсчеты делаются только после перевода исходных показателей в килограммы и метры. Определение объема круглого и цилиндрического сечения труб происходит по такой формуле:

V = RхRх3,14хL, где:

• V – объем;
• R – радиус;
• L – длина.

Еще одна несложная формула, но уже для стальных круглых труб:

Вес =3.14х(D – T)хTхLхP, где:

• D – внешний диаметр;
• T – толщина стенки;
• L – длина;
• P – плотность стали.

данные нужно перевести в миллиметры

Удельный вес = (A–T)хTх0.0316

Для прямоугольных труб:

Удельный вес = (A+B–2хT)хTх0.0158

То есть, чтобы определить точный вес материала можно использовать специальные таблицы, где указана масса труб с учетом сечения, диаметра и иных показателей. Если под рукой нет этой таблицы, то всегда можно использовать специальный калькулятор, где для расчета искомых величин достаточно только ввести необходимые данные, такие как толщину стенок и тип сечения конструкции. Каким образом определять удельную массу каждый выбирает сам.

https://youtube.com/watch?v=z4AjL8HmOcw

Вам также может быть интересно

Определение массы круглых труб

Вне зависимости от выбранного варианта проведения расчетов потребуются такие данные:

• толщина стенки изделия;
• величина наружного диаметра;
• сечение – бывает разной формы;
• марка стали.

Последняя величина является постоянным параметром, а первую еще нужно вычислить.

Существует два способа, позволяющих это сделать:

1. Расчет объема листа, из которого формируется труба круглой формы.
2. Определение разности между объемами двух цилиндров – наружного и внутреннего.

Вариант первый. Чтобы узнать вес трубы по диаметру, равному 168 миллиметрам, и по 8-миллиметровой толщине стенки, в первую очередь вычисляют длину окружности.

Для этого задействуют формулу:

L = πхD — 3,14х0,168 =0,52752 м, где

D – диаметр;

Π – постоянная величина – константа.

Дальше определяют наружную площадь поверхности, умножая длину окружности одной единицы трубной продукции на ее длину согласно формуле:

S = 0,52752х1 =0,52752 м², где

S – площадь поверхности, которую имеет метр круглой трубы.

Потом следует узнать объем стали, которая использовалась при изготовлении этого изделия, умножив площадь поверхности на величину толщины стенки. Для расчета пользуются формулой:

V = SхW = 0,52752х0,008 =0,00422 м³, где

W – величина толщины стенки.

На завершающем этапе, чтобы посчитать вес трубы круглого сечения, нужно учесть плотность, которую имеет сталь. Этот параметр можно узнать в специальной таблице, и он равен, как уже говорилось, 7850 кг/м³. Плотность необходимо умножить на объем:

Р = 7850х0,00422 =33,13 кг.

Вариант второй. При расчете по этому методу нужно вычислить объемы внутреннего и наружного цилиндров. Прежде всего, следует узнать площади двух поверхностей – соответственно наружной и внутренней. Первая из них составит:

Sнар. = πхD — 3,14х0,168 =0,5278 м².

Для определения второй площади необходимо знать сечение внутреннего цилиндра, в данном случае это: 0,168-0,016=0,152 м.

Отсюда, внутренняя площадь:

Sвнутр. = 3,14х0,152=0,4773 м².

Дальше можно приступать к вычислению объемов цилиндров, используя несложные математические расчеты, в результате которых они составят:

• для наружного параметра — 0,5278×1=0,5278 м³;
• для внутреннего значения — 0,4773×1=0,4773 м³.

Разность между ними равна: 0,5278-0,4773=0,00505 м³.

В завершении расчета веса трубы стальной нужно только перемножить значение объема и плотности. В данном случае это будет: 0,00505×785≈39,6 кг.

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.

Получение результата экспериментальным методом

На практике возникают проблемные ситуации, когда гидравлическая система имеет сложную структуру или некоторые ее фрагменты проложены скрытным способом. В этом случае определить геометрию ее частей и рассчитать общий объем становится невозможно. Тогда единственным выходом становится проведение эксперимента.

Использование коллектора и укладка труб под стяжку – передовой способ скрытного подведения горячей воды к радиаторам отопления. Точно рассчитать длину коммуникаций при отсутствии плана невозможно

Необходимо слить всю жидкость, взять какую-либо мерную емкость (например, ведро) и наполнить систему до нужного уровня. Заливка происходит через самую верхнюю точку: расширительный бак открытого типа или верхний спусковой клапан. При этом все остальные клапаны должны быть открыты во избежание образования воздушных пробок.

Если движение воды по контуру осуществляет насос, то нужно дать ему час или два поработать без подогрева теплоносителя. Это поможет выгнать остаточные воздушные скопления. После этого нужно еще раз долить жидкость в контур.

Такой метод можно использовать и для отдельных частей отопительного контура, например, теплого пола. Для этого нужно его отсоединить от системы и таким же образом “пролить”.

Это интересно: Фундамент из асбестовых труб

Методика расчетов в промышленности

На больших и масштабных строящихся или ремонтирующихся объектах процесс определения параметров начинают с входного контроля. Инженеры и монтажники проверяют сопроводительную документацию, сертификаты и фирменную маркировку, нанесенную на трубопрокат производителем.

Тщательная проверка партии трубного материала в момент привоза позволяет выявить потенциально возможные несоответствия и, в случае их обнаружения, аргументированно отказать поставщику в приеме некондиционных изделий

Из этих данных узнают номинальные размеры полученного материала, марку металла или тип пластика, номер партии товара, результаты проведенной изготовителем рентгеновской дефектоскопии и химический анализ выплавки, вид термической обработки и дату ТУ.

В производственных условиях замер фактической длины трубы делают при помощи мерной проволоки или рулетки. Отклонение от заявленных в заводской документации цифр в большую или меньшую сторону для продукции первого класса считается допустимым в том случае, если не превышает 15 миллиметров, для второго класса – 100 миллиметров.

Базовые данные о трубе можно получить из маркировки. Ее обычно наносят на внешнюю или внутреннюю часть изделия на небольшом расстоянии от одного из торцов. Там указывают название завода-изготовителя, номер плавки, эквивалент содержащегося углерода (для металлов), дату выпуска, номер и номинальные размерные параметры

Наружный диаметр используемых труб в промышленности сверяют по формуле:

D = L:π-2Δр-0,2 мм

В ней учитывают такие параметры, как:

• D – искомый диаметр;
• L – длина внешней окружности трубы;
• Δр – толщина материала, из которого сделана рулетка;
• 0,2 миллиметра – допустимый припуск на прилегание к поверхности измерительного инструмента.

Погрешности и отклонения фактической величины диаметра от заявленной изготовителем для продукции с сечением до 200 миллиметров допускаются в пределах 1,5 миллиметров. Для труб с большим сечением этот показатель считается нормальным, если не превышает 0,7% от цифры диаметра, указанного в документации.

Методы расчета пропускной способности трубопроводов

Гидравлические расчеты проводятся с целью подбора элементов системы с оптимальными характеристиками для обеспечения бесперебойной работы, уменьшения эксплуатационных расходов и снижения износа оборудования.

Гидравлический расчет трубопровода

Расчеты ведутся с помощью таблиц Шевелева по следующему алгоритму:

1. Задается нужный расход Q и оптимальная скорость среды на каждом участке.
2. Подбирается диаметр трубы, определяются потери напора по длине.
3. Процедура повторяется для всех участков.
4. Находится удельное значение потери давления на 1 пог. м.
5. Суммируются все остальные потери от всасывания, местного сопротивления и т.д. Полученное значение должно быть меньше или равно мощности насоса.
6. Исходя из технических характеристик оборудования определяется расход Qнасоса.
7. Сравниваются Q и Qнасоса. При приблизительном равенстве значений насос подобран правильно. Если нет, нужно задать новые параметры и посчитать заново.

Расчет пропускной способности канализационных труб

Задается диаметр и угол наклона, при котором сточные воды стекают произвольно, а система постоянно самоочищается (от 0,005 до 0,035 в зависимости от сечения):

Степень наполнения трубы по нормативу 0,6-0,8 и также зависит от диаметра:

Зависимость наполнения от диаметра трубы

По таблицам Лукиных уточняется, соответствует ли выбранный диаметр заданным параметрам. Если есть отклонения, сечение нужно изменить в большую/меньшую сторону. Для более точных расчетов используются графики, формулы и поправочные коэффициенты.

Расчет пропускной способности газопроводов

В соответствии с параметрами проектируемой сети задаются диаметры труб на входе и выходе в ГРС. Затем, сравнивая значения по таблицам, находят такое соотношение, при котором условия максимально соблюдены.

Давление газа в газопроводе: классификация, виды и категории труб
Природный газ используется в быту и на производственных предприятиях. Для доставки его к месту назначения применяют трубопроводы. Важнейший показатель для них — давление газа в газопроводе. Эта…

Как рассчитать параметры дымохода

Главные характеристики, которые определяются в ходе расчетов, — длина трубы дымохода и ее рабочее сечение. При неправильном подборе параметров токсичные вещества не удаляются из камеры сгорания и проникают в помещение.

При проектировании используются нормативы СП 7.13130.2013 и СНиП III-Г.11-62. Хотя последний регламент считается недействующим, там содержатся рекомендации, касающиеся именно дымоходов.

Сложные промышленные устройства рассчитываются в профессиональных бюро, для домашних печей применяется более простая методика.

Пример:

• Задается скорость движения дыма U=2 м/с.
• За час в топке сгорает примерно В=6 кг дров влажностью 20-25%.
• Температура разогретого дыма T=140°.

Объем исходящего дыма определяется по формуле:

Vгаз  = (В х Vтоплx (1+Т/273))/3600, м3/с , где Vтопл — объем воздуха, требуемый для сжигания 1 кг дров. В данном случае это 10 м³, для бурого угла 12 м³, для каменного 17 м³.

Vгаз=6х10х(1+140/273))/3600=0,025 м³/с.

Зная объем исходящего газа и его скорость, можно найти площадь сечения трубы дымохода:

S=Vгаз/U=0,025/2=0,0126 м².

Диаметр определяется по геометрической формуле:

D=2√(S/p)=2√(0,0126/3,14)=0,126 м = 126 мм.

Ближайший диаметр трубы с округлением в большую сторону — 150 мм.

Длина дымохода для обеспечения нормальной тяги подбирается по СП 7.13130.2013, где нормируются высота от оголовка до колосниковой решетки печи, конька крыши, а также расстояние до окружающих крупных объектов.

Вес трубы стальной: калькулятор расчета и формулы

Трубы, как круглые, так и профильные в рознице отпускаются метражом. Однако при расчете будущих строительных конструкций, а также при найме перевозчика требуется знать точную массу изделия. Вес трубы стальной калькулятор рассчитывает, исходя из теоретических основ, и позволяет вычислять массу всех существующих видов труб, изготовленных из различных марок стали.

Круглые стальные трубы

Назначение калькулятора

Для того чтобы узнать точную массу изделия, нужно рассчитать его объем, выяснить марку стали, затем по таблицам ГОСТа определить ее плотность. Это непростая задача, а ее решение отнимает очень много времени. Чтобы избавить строителя от необходимости самостоятельно рыться в технической литературе, был создан онлайн калькулятор.

Калькулятор расчета веса стальной трубы

В данном калькуляторе учтены все элементы, которые влияют на определение массы, поэтому неточности при расчетах сведены к минимуму. При ручном подсчете будут использованы те же данные, что и в калькуляторе на сайте, однако время будет затрачено в десять раз больше. При этом ручной подсчет чреват техническими ошибками, тогда как автоматика этого недостатка лишена.

Принципы и элементы расчета

Определение веса труб стальных калькулятором происходит на основании данных, содержащихся в ГОСТах. Программисты заложили возможность расчетов в зависимости от следующих параметров:

• форма сечения трубы – круглая, квадратная или прямоугольная;
• внешний диаметр (для круглой трубы) или длина сторон (для профильной);
• толщина стенки, которая определяется в соответствии с техническим паспортом изделия;
• марка стали;
• длина изделия в метрах.

Сечение стальных труб

Из курса физики известно, что масса предмета равна его объему, помноженному на плотность материала, из которого он изготовлен. Объем равен площади сечения, помноженной на высоту изделия. В случае с трубами за высоту изделия принимается их длина. При расчетах наибольшую трудность вызывает именно расчет площади сечения, так как она имеет сложную геометрическую конфигурацию.

Вес квадратной стальной трубы калькулятор рассчитывает по следующей формуле:

Прямоугольная труба считается следующим образом:

Вес круглой стальной трубы калькулятор подсчитывает по алгоритму, описанному такой формулой:

π – постоянная величина, равна 3,14, используется при расчете площади круга.

Откуда взять исходные данные?

В ГОСТах содержится информация о сортаменте и параметрах всех типовых видов труб. Кроме размеров в расчетах участвует такой параметр, как плотность стали.

Плотность стали различных марок

Буквенные обозначения в марке стали говорят о той или иной примеси. Химические элементы, которые добавляются в сталь, имеют следующие обозначения:

Обозначения элементов в сплавах

Допуски при расчетах

Любые неточности, которые будут допущены при подсчете массы труб, будут находиться в пределах допусков, предусмотренных ГОСТами. Эти неточности будут выше у некондиционных изделий, а масса труб высшего качества будет подсчитана с максимальной точностью.

Профильная стальная труба

Объясняется разброс особенностями производства. Трубы, которые соответствуют требованиям качества, имеют постоянную толщину стенок и идеальные сварные швы. Так называемая некондиция имеет изъяны, которые, однако, позволяют использовать трубы в строительстве, не обязательно по прямому назначению. Эти изъяны влияют на массу, что и отражается в виде неточностей в расчетах.

Как рассчитывается масса трубы

Необходимо выяснить все информационные данные о трубе, масса которой вас интересует. Это требует изучения товарной накладной или сертификата. Нужно определиться с типом трубы, наружным диаметром и толщиной стенок. После этого измеряется длина одной трубы в метрах и подсчитывается общее количество заказанных труб.

Воспользовавшись справочником теоретических весов, найдите расчетную массу погонного метра трубы, имеющей соответствующий ГОСТу, имеющей нужный диаметр и необходимую толщину стенок. Узнав эти цифры, несложно подсчитать массу одной трубы. Для этого умножьте длину трубы на массу погонного метра. После этого рассчитайте вес всех труб, для чего умножьте вес одной трубы на количество труб.

Аналогично, по типу, диаметру и толщине стенок, можно рассчитать и вес полиэтиленовых труб. Для этого пользуются данными ГОСТа по полиэтиленовым трубам. Вначале определяют, сколько весит один погонный метр. Для этого необходимо ознакомиться со стандартным размерным отношением (SDR), которое вычисляется не сложно: разделите диаметр трубы на толщину стенок. Узнав параметр этой величины, по справочнику нужно найти расчетную массу 1 метра трубы, имеющей определенный диаметр, которая потом умножается на длину отрезка или всей трубы.

Рассчитать массу можно и, воспользовавшись специальной программой, называемой калькулятором. С помощью этой программы масса легко рассчитывается по геометрическим параметрам: вводите в соответствующее поле известную величину, выбираете, что вы ищите и дожидаетесь ответа. Для того, чтобы знать плотность материала, необходимо поискать ее в специальных справочных таблицах.

Табличные стандартные данные и средние показатели по основным параметрам

Для определения расчётного максимального расхода воды через трубу приводится таблица для 9 самых распространённых диаметров при различных показателях давления.

Среднее значение давления в большинстве стояках находится в интервале 1,5-2,5 атмосфер. Существующая зависимость от количества этажей (особенно заметная в высотных домах) регулируется путём разделения системы водообеспечения на несколько сегментов. Водонагнетение с помощью насосов влияет и на изменение скорости гидропотока. Кроме того, при обращении к таблицам в расчёте водопотребления учитывают не только число кранов, но и количество водонагревателей, ванн и др. источников.

Изменение характеристик проходимости крана с помощью регуляторов водорасхода, экономителей, аналогичных WaterSave (https://water-save.com/), в таблицах не фиксируются и при расчёте расхода воды на (по) трубе, как правило, не учитываются.

Противопоказания к применению репешка

Репешок не рекомендовано принимать при:

• индивидуальной непереносимости;
• склонности к запорам;
• непроходимости желчевыводящих путей;
• быстрой свертываемости крови, а следовательно, склонности к тромбообразованию;
• гипотонии.

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.

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.

Расчет тепловой мощности системы отопления

Тепловая мощность системы отопления — это количество теплоты, которое необходимо выработать в доме для комфортной жизнедеятельности в холодное время года.

Теплотехнический расчет дома

Существует зависимость между общей площадью обогрева и мощностью котла. При этом, мощность котла должна быть больше или равняться мощности всех отопительных приборов (радиаторов). Стандартный теплотехнический расчет для жилых помещений следующий: 100 Вт мощности на 1 м² отапливаемой площади плюс 15 — 20 % запаса.

Расчет количества и мощности приборов отопления (радиаторов) необходимо проводить индивидуально для каждого помещения. Каждый радиатор имеет определенную тепловую мощность. В секционных радиаторах общая мощность складывается из мощности всех используемых секций.

В несложных отопительных системах приведенных способов расчета мощности бывает достаточно. Исключение — здания с нестандартной архитектурой, имеющие большие площади остекления, высокие потолки и другие источники дополнительных теплопотерь. В этом случае потребуется более детальный анализ и расчет с использованием повышающих коэффициентов.

Теплотехнический расчет с учетом тепловых потерь дома

Расчет тепловых потерь дома необходимо выполнять для каждого помещения в отдельности, с учетом окон, дверей и внешних стен.

Более детально для данных теплопотерь используют следующие данные:

• Толщину и материал стен, покрытий.
• Конструкцию и материал кровельного покрытия.
• Тип и материал фундамента.
• Тип остекления.
• Тип стяжек пола.

Для определения минимально необходимой мощности отопительной системы с учетом тепловых потерь можно воспользоваться следующей формулой:

Qт(кВт×ч) = V × ΔT × K ⁄ 860, где:

Qт — тепловая нагрузка на помещение.

V — объем обогреваемого помещения (ширина × длина × высота), м³.

ΔT — разница между температурой воздуха вне помещения и необходимой температурой внутри помещения, °C.

K — коэффициент тепловых потерь строения.

860 — перевод коэффициента в кВт×ч.

Коэффициент тепловых потерь строения K зависит от типа конструкции и изоляции помещения:

K	Тип конструкции
3 — 4	Дом без теплоизоляции — упрощенная конструкция или конструкция из гофрированного металлического листа.
2 — 2,9	Дом с низкой теплоизоляцией — упрощенная конструкция здания, одинарная кирпичная кладка, упрощенная конструкция окон и крыши.
1 — 1,9	Средняя теплоизоляция — стандартная конструкция, двойная кирпичная кладка, небольшое число окон, крыша со стандартной кровлей.
0,6 — 0,9	Высокая теплоизоляция — улучшенная конструкция, кирпичные стены с теплоизоляцией, небольшое число окон, утепленный пол, кровельный пирог с высококачественной теплоизоляцией.

Разница между температурой воздуха вне помещения и необходимой температурой внутри помещения ΔT определяется исходя из конкретных погодных условий и требуемого уровня комфорта в доме. Например, если температура снаружи -20 °C, а внутри планируется +20 °C, то ΔT = 40 °C.

Примеры проведения расчетов

Существенную помощь в разборе принципов вычислений и последовательности действий при выполнении расчетов окажут конкретные примеры, с которыми стоит ознакомиться заинтересованным посетителям.

Расчет объема требуемого теплоносителя

Для загородного дома временного проживания нужно рассчитать объем закупаемого пропиленгликоля – теплоносителя не застывающего при температурах до -30°C. Система отопления состоит из печи с рубашкой на 60 литров, четырех алюминиевых батарей по 8 секций каждая и 90 метров трубы PN25 (20 x 3.4).

Трубы стандарта PN25 20 х 3.4 наиболее часто применяют для организации небольшого отопительного контура с последовательным подключением радиаторов. Ее внутренний диаметр равен 13.2 мм

Объем жидкости в трубе нужно посчитать в литрах. Для этого в качестве единицы измерения надо взять дециметр. Формулы перехода от стандартных величин длины следующие: 1 м = 10 дм и 1 мм = 0.01 дм.

Объем рубашки котла известен. V1 = 60 л.

В паспорте алюминиевого радиатора Elegance EL 500 указано, что объем одной секции равен 0.36 л. Тогда V2 = 4 * 8 * 0.36 = 11.5 л.

Вычислим суммарный объем труб. Их внутренний диаметр d = 20 – 2 * 3.4 = 13.2 мм = 0.132 дм. Длина l = 90 м = 900 дм. Следовательно:

V3 = π * l * d2 / 4 = 3.1415926 * 900 * 0.132 * 0.132 / 4 = 12.3 дм3 = 12.3 л.

Таким образом, теперь можно найти общий объем:

V = V1 + V2 + V3 = 60 + 11.5 + 12.3 = 83.8 л.

На промышленных и сельскохозяйственных объектах часто устанавливают самодельные радиаторы отопления, устроенные по типу регистров. Зная размеры труб, можно вычислить их объем

Расчет объема самодельного радиатора

Разберем, как рассчитать классический самодельный радиатор отопления из четырех горизонтальных труб длиной 2 м. Сначала необходимо найти площадь сечения. Измерить наружный диаметр можно с торца изделия.

Пусть он будет 114 мм. Используя таблицу стандартных параметров стальных труб, найдем толщину стенки, характерной для этого размера – 4.5 мм.

Вычислим внутренний диаметр:

d = 114 – 2 * 4.5 = 105 мм.

Определим площадь сечения:

S = π * d2 / 4 = 8659 мм2.

Суммарная длина всех фрагментов равна 8 м (8000 мм). Найдем объем:

V = l * S = 8000 * 8659 = 69272000 мм3.

Объем вертикальных соединительных трубок можно вычислить аналогичным образом. Но этой величиной можно и пренебречь, так как она будет составлять менее 0.1% от общего объема радиатора отопления.

Получившееся значение неинформативно, поэтому переведем его в литры. Так как 1 дм = 100 мм, то 1 дм3 = 100 * 100 * 100 = 1000000 = 106 мм3.

Поэтому V = 69272000 / 106 = 69.3 дм3 = 69.3 л.

Поэтому так как нужно будет посчитать объем труб в м3, то и все габариты перед подстановкой их в формулу надо будет сразу переводить в метры.

Расчет необходимой длины ПП труб

Получить значение длины фрагмента можно с использованием обыкновенной линейки или рулетки. Незначительными изгибами и провисаниями полимерных труб можно пренебречь, так как они не приведут к серьезной итоговой ошибке.

При таком искривлении полимерных труб, их длина будет значительно больше (на 10-15%), чем протяженность участка, по которому они проложены

Для соблюдения точности гораздо важнее правильно определить начало и конец фрагмента:

• При присоединении трубы к стояку измерять длину нужно от начала горизонтального фрагмента. Не нужно захватывать примыкающую часть стояка, так как это приведет к двойному подсчету одного и того же объема.
• На входе в батарею измерять длину нужно до ее трубок захватывая краны. Они не учитываются при определении объема радиатора по его паспортным данным.
• На входе в котел измерять нужно от рубашки учитывая длину выходящих трубок.

Закругления можно измерять упрощенно – считать, что они проходят под прямым углом. Такой метод допустим, так как общий их вклад в длину труб незначителен.

При наличии схемы расположения теплого пола, рассчитать длину трубок с теплоносителем можно по плану с нанесением на него масштабной сетки

Объем теплого пола считают по метражу установленных труб.

Если данные по длине или схема отсутствуют, но известен шаг между трубками, то расчет можно провести по следующей приблизительной формуле (вне зависимости от способа укладки):

l = (n – k) * (m – k)/k

Здесь:

• n – длина участка теплого пола;
• m – ширина участка теплого пола;
• k – шаг между трубками;
• l – итоговая длина трубок.

Несмотря на малое сечение труб, которые применяют для водяного теплого пола, их общая протяженность приводит к значительному объему вмещаемого теплоносителя.