Водопровідні, опалювальні, каналізаційні, димохідні, обсадні, мідні, сталеві, пластикові, металопластикові, вузькі, широкі – труби різного призначення з різних матеріалів оточують нас усюди. Необхідність прокласти нові комунікації або замінити старі виникає і під час будівництва будинку, і при ремонті. Складаючи проект майбутніх робіт, не завадить озброїтись калькулятором, щоб провести розрахунок ваги труби, її маси, об'єму та інших параметрів.
Для чого потрібно розраховувати параметри труб?
Попередній розрахунок параметрів труб необхідний у багатьох випадках. Наприклад, правильної комунікації трубопроводу коїться з іншими елементами системи. Проектувальники та монтажники під час роботи з трубами використовують такі показники, як:
- прохідність трубопроводу;
- втрати тепла;
- кількість утеплювача;
- кількість матеріалу для захисту від корозії;
- шорсткість внутрішньої поверхні труби тощо.
В результаті можна визначити точну кількість труб, необхідних для конкретної системи, а також оптимальні характеристики. Правильні розрахунки позбавляють надлишкових витрат на придбання та транспортування матеріалу, дозволяють речовинам, що знаходяться в трубопроводі, переміщатися із заданою швидкістю для максимально ефективного використання системи.
У цій таблиці наведено деякі корисні відомості про характеристики труб різного виду, які допоможуть вибрати відповідні конструкції, необхідні для створення трубопроводу
В системах опалення діаметр труб істотно залежить від допустимої швидкості. Приклад такого роду розрахунків представлений на відео:
Розрахунки різних параметрів труби
- матеріал, з якого виготовлено трубу;
- тип перерізу труби;
- внутрішній та зовнішній діаметр;
- товщина стін;
- довжина труби тощо.
Частину даних можна отримати, просто вимірявши конструкцію. Безліч корисних відомостей міститься в сертифікаційних документах, а також у різних довідниках та ГОСТах.
Як дізнатися діаметр та об'єм труби?
Деякі формули розрахунків знайомі кожному школяру. Наприклад, якщо потрібно уточнити діаметр конкретної труби, слід виміряти її коло. Для цього можна скористатися сантиметровою стрічкою, якою користуються швачки. Або слід обгорнути трубу іншою відповідною стрічкою, а потім виміряти отриманий відрізок за допомогою лінійки.
- L - Довжина кола кола;
- π - постійне число «пі», що дорівнює приблизно 3,14;
- D – діаметр кола кола.
Достатньо зробити нескладне перетворення, щоб обчислити за допомогою цієї формули зовнішній діаметр труби:
Розрахунок перерізу труби
На цьому малюнку наочно представлені такі показники, як зовнішній діаметр труби та товщина її стінки. Різниця між зовнішнім діаметром та товщиною дозволяє обчислити внутрішній діаметр труби
Формула площі кола виглядає так:
S=πR², де:
- S – площа кола;
- π – число «пі»;
- R – радіус кола, розраховується як половина діаметра.
Якщо використовуються відомості про зовнішній діаметр і товщину стінок труби, то формула може виглядати так:
S=π(D/2-T)², де:
- S – площа перерізу;
- π – число «пі»;
- D – зовнішній діаметр труби;
- T – товщина стінок труби.
Припустимо, є труба, зовнішній діаметр якої становить 1 метр, а товщина стін дорівнює 10 мм. Для початку слід узгодити всі одиниці виміру. Товщина стін складе 0,01 метра. Згідно з наведеною вище формулою розрахуємо переріз такої труби:
S=3,14Х(1м/2-0,01м)²=0,75м²
Таким чином, переріз труби із зазначеними параметрами дорівнюватиме 0,75 кв. м.
Як відомо, точність обчислень з числом пі залежить від кількості знаків після коми, які використовуються при застосуванні цієї константи. Однак у будівництві зазвичай немає потреби в надточних розрахунках, і число пі приймається рівним 3,14. Кінцевий результат також має сенс округляти до двох знаків після коми.
Як розрахувати об'єм труби?
На цій схемі наочно відображено використання таких даних як радіус перерізу труби та її довжина для визначення об'єму труби
Виконати розрахунок обсягу конкретного відрізка труби також легко. Для цього потрібно спочатку знайти площу кола труби за її зовнішнім діаметром за формулою, наведеною вище:
S=π(D/2)² або S=πR²
І тут D - це зовнішній діаметр труби, а R – зовнішній радіус, т. е. половина діаметра. Після цього отримане значення потрібно помножити на довжину відрізка труби, отримавши об'єм, що виражається у кубічних метрах. Формула розрахунку об'єму труби може виглядати так:
- V – об'єм труби, куб. м.
- S – площа зовнішнього перерізу, кв.м.;
- H – довжина відрізка труби, м.
Допустимо, є труба із зовнішнім діаметром 50 см і довжиною 2 метри. Спочатку слід узгодити всі одиниці виміру. D=50 см=0,5 м. Підставимо це значення у формулу площі кола:
У цій таблиці наведено довідкові дані про вагу сталевих трубрізного виду з урахуванням їх розмірів та особливостей технології виробництва Учням середніх класів добре відомо, що знайти масу об'єкта можна шляхом множення його обсягу на густину речовини, з якої цей об'єкт складається. Будівельники позбавлені стомлюючих обчислень маси конкретного відрізка труби, оскільки в різних будівельних довідниках міститься інформація про вагу погонного метра самих різних видівтруб. Найпростіше виконати розрахунок маси труби за допомогою відповідних ГОСТів, використовуючи інформацію про:
- матеріал, з якого виготовлена труба;
- її зовнішньому діаметрі;
- товщина стінок;
- внутрішньому діаметрі тощо.
З'ясувавши вагу одного погонного метра труби, слід помножити отримане значення на загальну кількість погонних метрів. Складність завдання відповідає рівню четвертого-п'ятого класу загальноосвітньої школи.
Вітаю! У мене іноді траплялися такі ситуації, коли не можна було визначити діаметр труби. Розкопали яму, щоб замінити стару врізку в магістральний водогін, а точно визначити візуально діаметр труби не можна (іноді немає можливості відрізати шматочок, або штангелю немає із собою тощо).
Ця проблема не дуже складна. Достатньо виміряти рулеткою, або якимось шнуром або ниткою, що є під рукою, довжину кола труби. Здебільшого це можна зробити завжди.
І як тепер визначити діаметр труби? Згадаймо школу, а саме геометрію та довжину кола. Нам не потрібно вирішувати якісь складні формули, достатньо знати, що знаючи довжину кола та число "Пі" (3,14),
Де:
D – це шуканий діаметр;
L – відома нам довжина кола.
Наприклад: L = 31,4см. Тоді D = 31,43, 14 = 10см., або 100мм. Для зручності, можете взяти готові розрахунки з таблиці нижче.
Як ви помітили, в ній присутні ще дані про витрату електродів і карбіду на один стик, що зварюється. Ці дані залишилися у мене з часів роботи у "Водоканалі", доводилося списувати матеріал, тому вони достовірні.
Цю табличку можете
Усі параметри вказуємо в мм
L– Труба завдовжки.
D1 – Діаметр по внутрішній частині.
D2 – Діаметр із зовнішньої частини труби.
За допомогою цієї програми Ви зможете розрахувати об'єм води або іншої рідини в трубі.
Для точного обчислення об'єму системи опалення до отриманого результату необхідно додати об'єм опалювального котлата радіаторів. Як правило, ці параметри вказані у паспорті виробу.
За результатами підрахунків, Ви дізнаєтеся об'єм трубопроводу на загальний метр, площа поверхні труби. Як правило, площа поверхні застосовується для підрахунку необхідної кількості лакофарбового матеріалу.
При обчисленні необхідно вказати зовнішній та внутрішній діаметр трубопроводу та його довжину.
Програма виконує обчислення поверхні труб за такою формулою P=2*π*R2*L.
Обчислення об'єму труби виконується за формулою V=π*R1^2*L.
L- Довжина трубопроводу.
R1 - Внутрішній радіус.
R2 - Зовнішній радіус.
Як правильно виконуються обчислення об'єму тіл
Розрахунок об'єму циліндра, труб та інших фізичних тіл– класичне завдання з прикладної наукиі інженерної діяльності. Як правило, це завдання не є тривіальним. Відповідно до аналітичних формул для обчислення об'єму рідин у різних тілах і ємностях може виявитися дуже скрутним і громіздким. Але, в основному, обсяг простих тіл можна обчислити досить просто. Наприклад, за допомогою кількох математичних формул Ви зможете визначити об'єм трубопроводу. Як правило, кількість рідини в трубах визначається значенням м3 або кубічні метри. Однак у нашій програмі Ви отримуєте всі розрахунки в літрах, а площа поверхні визначається в м2 – квадратних метрах.
Корисна інформація
Розміри сталевих трубопроводів для газопостачання, опалення або водопостачання вказуються в цілих дюймах (1",2") або його частках (1/2", 3/4"). За 1″ згідно із загальноприйнятими мірками приймають 25,4 міліметра. На сьогоднішній день сталеві труби можна зустріти у посиленому (з подвійною стінкою) або у звичайному виконанні.
Для посиленого та звичайного трубопроводу внутрішні діаметри відрізняються від стандартних – 25,4 міліметра: так у посиленому цей параметр становить 25,5 міліметрів, а в стандартному або звичайному – 27,1 міліметра. Звідси випливає, що незначно, але ці параметри відрізняються, що також слід врахувати при виборі труб для опалення або водопостачання. Як правило, фахівці не особливо вникають у ці подробиці, тому що для них важливою умовою є Ду (Dn) або умовний прохід. Ця величина є безрозмірною. Цей параметр можна визначити за допомогою спеціальних таблиць. Але нам не варто вникати у ці подробиці.
Стикування різних сталевих труб, розмір яких представлений у дюймах з алюмінієвими, мідними, пластиковими та іншими, дані яких представлені в міліметрах, передбачені спеціальні перехідники.
Як правило, даний вид розрахунку труб необхідний у процесі обчислення розміру розширювального бачкадля опалювальної системи. Об'єм води в системі обігріву кімнати або будинку розраховується за допомогою нашої програми в онлайн-режимі. Однак найчастіше цими даними недосвідчені фахівці просто нехтують, що не варто робити. Так як для ефективного функціонування опалювальної системи потрібно врахувати всі параметри, щоб правильно вибрати котел, насос та радіатори. Також важливим обсяг рідини в трубопроводі буде в тому випадку, коли замість води використовуватиме антифриз у системі обігріву, який є досить дорогим і переплати в цьому випадку будуть зайві.
Щоб визначити об'єм рідини, необхідно правильно заміряти зовнішній і внутрішній діаметр трубопроводу.
Важливо! Не варто нехтувати результатами розрахунку під час проектування опалювальної системи. В іншому випадку Ви ризикуєте не правильно вибрати котел за потужністю, який буде неефективним і неекономічним в процесі експлуатації, і як наслідок приміщення погано обігріватимуться.
Орієнтовний розрахунок можна виконати виходячи з пропорції 15 л рідини на 1 кВт потужності опалювального котла
Наприклад, у Вас котел на 4 кВт, звідси отримуємо об'єм усієї системи рівний 60 літрів (4х15)
Ми навели точні значення об'єму рідини для різних радіаторів у системі опалення.
Об'єм води:
- стара чавунна батареяу 1 секції – 1,7 літра;
- нова чавунна батарея в 1 секції – 1 літр;
- біметалічний радіатор у 1 секції – 0,25 літра;
- алюмінієвий радіатор у 1 секції – 0,45 літра.
Висновок
Тепер Ви знаєте, як правильно і швидко обчислити об'єм труби для водопостачання або системи опалення.
Виникнення неполадок у водопровідній, газовій або каналізаційній системі часто передбачає монтаж труб – заміна фрагмента старої труби або встановлення нової. При виконанні таких робіт будуть потрібні навички визначення діаметра труб вашої системи підручними засобами. При монтажі нової системиводопостачання також необхідне точне визначення розмірів старих труб з метою, щоб визначитися з вибором нових пластикових або металопластикових труб.
Безумовно, є спеціальні інструменти для здійснення подібних вимірів, наприклад лазерний вимірювач, лінійка-циркометр та інші. Але що робити, якщо ви не фахівець-професіонал і у вашому домашньому наборі інструментів немає таких високоточних приладів? Як виміряти діаметр труби в інший спосіб?
Перш ніж відповісти на це питання, корисно знати, у яких одиницях вимірюють ці показники. Значення діаметра труби, як правило, вимірюють у дюймах. Один дюйм дорівнює 2,54 сантиметри.
Працюючи з трубою виміру підлягатиме як внутрішній, і зовнішній її діаметр. Зовнішній діаметртруби важливий у зв'язку з тим, що саме його значення враховується при нанесенні різьблення та створенні різьбових з'єднань. Зовнішній діаметр знаходиться у прямій залежності від товщини стінок труби. Розмір товщини стін є різницею зовнішнього і внутрішнього діаметра труби.
Від слів до справи
Існує кілька способів вимірювання діаметрів труби, що відрізняються своїми особливостями в залежності від умов, які важливо враховувати для того, щоб уникнути помилок. Вибір конкретного способу вимірювання часто залежить від доступності об'єкта вимірювання. Розглянемо деякі з них.
Найчастіше для вимірювання діаметра труби застосовують загальновідомий штангенциркуль. Але його у вас може не бути або за його наявності великий діаметр труби виміряти з його допомогою неможливо. У цьому випадку застосовується найпростіший набір інструментів та знань:
- гнучка лінійка (за типом вимірювальної стрічки, що застосовується у швейній справі);
- рулетка;
- шкільні знання числа Пі (воно дорівнює 3,14).
Подібним набором засобів можна вимірювати діаметр не тільки труби, але й будь-якого іншого круглого об'єкта - лози, колони або садової клумби.
Нам потрібно зробити лише один замір - визначити довжину кола труби за допомогою рулетки або гнучкої лінійки. Для цього сантиметрову стрічку або рулетку накладають на поверхню труби у найширшій її частині. Отримане значення кола слід поділити на 3,14. Для більш точних розмірів застосовують значення – 3,1416.
Слід зазначити, що імпортне постачання труб супроводжується документацією, в якій уже вказано значення діаметрів труб у дюймах. Для переведення цих значень сантиметри їх множать на 2,54. Аналогічно для зворотного переведення сантиметрів у дюйми – множать на 0,398.
Вимірювання здійснюються за допомогою штангенциркуля без математичних обчислень. Умова – повна доступність до труби. Цей спосіб підходить для вимірювання доступних труб невеликого діаметру (не більше 15 см). Для здійснення виміру ніжки штангенциркуля прикладають до торця труби і щільно затискають їх на зовнішніх стінках. Отримане значення на шкалі штангенциркуля з точністю до десятих міліметрів і буде зовнішнім діаметром труби.
Якщо торцева частина труби недоступна для здійснення виміру, тобто коли труба є змонтованим елементом вже діючої схеми водо-або газопостачання, то для вимірів штангенциркуль прикладають до бічної поверхні труби. В даному випадку важлива умова для здійснення обмірювання: довжина ніжок штангенциркуля повинна перевищувати половину діаметра труби.
Вимірювання труби великого діаметру
Вище ми згадували формулу зі значенням. Виміри кола великої труби можна здійснити за допомогою шнура або рулетки, а потім визначається її діаметр за формулою D = L:3,14 де: D - діаметр труби;
L – коло труби.
Наприклад, якщо довжина обмірюваного вами кола труби склала 31,4 см, то діаметр труби складе D = 31,4:3,14 = 10 см (або 100 мм).
Вимірювання труб за допомогою фотозйомки (метод копіювання)
Цей нестандартний метод застосовується за повної недоступності до труби будь-якого розміру. До вимірюваної труби прикладають лінійку або будь-який інший предмет, розміри якого заздалегідь відомі будь-якому майстру (часто в цьому випадку використовують сірникову коробку, довжина якої становить 5 см, або монету). Далі цю ділянку труби з прикладеним предметом фотографують (крім фотоапарата в сучасних умовах доступне використання та мобільного телефона). Наступні обчислення розмірів виконуються за фотографіями: на знімку вимірюють візуальну товщину мм, а потім переводять її в реальні значення, враховуючи масштаб фотографій.
Визначення внутрішнього діаметра доступної труби
За допомогою звичайної лінійки або штангенциркуля вимірюють товщину стінки труби на її зрізі. Це значення, помножене на 2, віднімають із значень зовнішнього діаметра. Отримана величина і дорівнюватиме внутрішньому діаметру труби.
Контролює параметри труб у виробничих умовах
Зовнішній діаметр водопровідних або каналізаційних труб в умовах великих виробництвконтролюють та перевіряють із застосуванням більш ускладненої формули: D = L:3,14 - 2∆p - 0,2 мм.
У цій формулі, окрім уже відомих значень, символи ∆p означають товщину полотна рулетки в мм, яку ви застосовуєте для вимірювань діаметра, а "0,2 мм" з формули – це допустимі відхилення, що враховують прилягання рулетки до труби. Значення допустимого відхилення труб перерізом 200 мм становить ±1,5 мм.
При вимірюваннях труб великого діаметра допустимі відхилення вимірюються у відсотках. Наприклад, для виробів розміром від 820 до 1020 мм допустиме відхилення = 0,7%. При таких вимірюваннях використовується вимірювальна установка на основі ультразвуку.
Товщину стінок труб за умов великих виробництв вимірюють штангенциркулем з розподілом шкали 0,01 мм. Допустиме відхилення від номінальної товщини у бік зменшення не повинно перевищувати 5%.
Контролю підлягають і значення кривизни труби, які мають бути вище 1,5 мм на погонний метр довжини труби. Загальна кривизна виробів стосовно її довжини має становити понад 0,15%. Овальність трубних торців визначається ставленням різниці найбільшого та найменшого діаметра до номінального діаметра труби.
Значення цього параметра не повинно перевищувати 1% для труб з товщиною стінки до 20 мм та не вище 0,8% для стінок вище 20 мм.
Овальність труби можна визначити, вимірявши діаметр торця труби за допомогою індикаторної скоби або нутроміра у двох взаємно перпендикулярних площинах.
Нескладні шкільні знання та уважне застосування простих інструментів суттєво спростять ваше завдання – як виміряти діаметр труби підручними засобами.
Відео
Ми пропонуємо переглянути відео про роботу з вимірювальними приладами.
Монтаж та усунення несправностей водопровідної системи можна виконати лише тоді, коли відомі параметри труб. Буває, що до них складно дістатись, а виміряти потрібно. Як виміряти у цьому випадку? Для цих цілей використовуються різні інструменти: штангенциркуль, рулетка, датчики та ін Користуватися ними не так складно, але слід правильно виконувати виміри.
Зовнішній та внутрішній діаметр
Найчастіше цей параметр конструкції вимірюється в дюймах, які легко переводять у сантиметри (значення множиться на 2,54). Перш за все слід визначитися, що потрібно виміряти: внутрішній діаметр труби або зовнішній. Вироби, що використовуються для водо- та газопостачання, зазвичай заміряються за внутрішнім діаметром. Це з тим, що цей показник визначає конструкції.
Зовнішній діаметр може мати різні значення в залежності від товщини стінки (від неї залежить механічна міцність виробу). Відповідно до ГОСТ 355-52, кожен наступний діаметр труби відрізняється від попереднього кращою пропускною здатністю(на 50%). Прохідність конструкції часто називають умовним (номінальним) діаметром. У цьому показник зазвичай відрізняється від внутрішнього діаметра (на 1-10 мм). Цей важливий параметр вважається основною характеристикою виробу, від якого відштовхуються у процесі проектування та монтажу.
Заміряємо штангенциркулем
За допомогою цього високоточного інструменту вимірювають параметри різних конструкцій. Як виміряти діаметр труби штангенциркулем? Для цього потрібно розвести його губки, вставити в них виріб і звести так, щоб вони притискалися до поверхні. Губки при змиканні повинні бути паралельні площині перерізу труби, інакше вимірювання буде неправильним. Штангенциркулем вимірюють і внутрішній діаметр. З його зворотного боку є губки, які розміщуються всередині конструкції і розводяться до примикання до стін.
Іноді потрібно виміряти діаметр змонтованої труби, яка має надто великі розміри. У цьому випадку можна виміряти інструментом хорду та обчислити діаметр математичним шляхом. Розводимо його губки на максимальну відстань і прикладаємо до труби. Показник, що вийшов, - довжина хорди. Для розрахунку потрібно також виміряти висоту губок приладу. Діаметр обчислюється за такою формулою:
Якщо губки мають дуже велику довжину, можна підкласти якусь деталь (брусок тощо.). Тоді висота розраховуватиметься за формулою:
Заміряємо лінійкою та рулеткою
Якщо на трубі видно переріз, діаметр можна заміряти звичайною лінійкою. Прикладаємо її до області зрізу так, щоб шкала проходила по центру. Беремо відстань між потрібними точками (для внутрішнього чи зовнішнього діаметра). Відстань між крайніми точками буде зовнішнім діаметром. Якщо потрібен внутрішній розмір, то можна дізнатися товщину стінок і відняти їх з цифри, що вийшла.
З лінійкою все ясно, як виміряти діаметр труби рулеткою? Цей інструмент підійде для суцільних та великих конструкцій, до яких важко підібратися. Повертаємо виріб так, щоб стрічка зі шкалою щільно прилягала, і знаходимо місце її перетину. Цифра, що вийшла - це Щоб отримати діаметр, розділимо її на (3,14).
Метод копіювання
Якщо під рукою немає інструментів, але є фотоапарат, то можна використовувати метод копіювання. Як правильно виміряти діаметр труби? Для цього:
- беремо предмет із відомими розмірами (наприклад, цегла);
- укладаємо його на трубу, вздовж її довжини або поряд із зрізом;
- фотографуємо цю область так, щоб можна було оцінити різницю у розмірах;
- проводимо обчислення з фотографії;
- за отриманими даними оцінюємо реальні розміри (важливо враховувати масштаб).
Вимірюємо мікрометром
Високоточні виміри (до 0,01) труби можна зробити за допомогою мікрометра. Слід зауважити, що їм зручно виміряти невеликі вироби. Інструмент є скобою, оснащеною опорною п'ятою і стеблом з високоточним різьбленням (для вкручування мікрогвинта). На стеблі можна побачити шкалу з міліметрами та їх сотими частками. Таке оснащення дозволяє отримати точніші показники.
Як виміряти диметр труби мікрометром? Поміщаємо конструкцію між торцем гвинта та п'ятою. Починаємо обертати ручку тріскачки, поки вона не клацне тричі. Спочатку дивимося на нижню шкалу стебла, що показує кількість цілих міліметрів. Перевіряємо наявність ризику, що знаходиться праворуч. Якщо її не видно, знімаємо показання з барабана. Якщо ризику є, до числа додаємо 0,5 мм. Виміри по барабану визначаємо щодо лінії на стеблі між шкалами.
Лазерні датчики
Для зняття розмірів із труб (і не тільки) створені сучасні лазерні датчики. Їх переваги: відсутність контакту з поверхнею, можливість використання на різних конструкціях (гарячих, липких), довговічність та швидкість отримання результатів. Як виміряти діаметр труби такими датчиками? Існує кілька методів вимірів.
При лазерній тріангуляції промінь від датчика створює пляму поверхні конструкції. За лазером розташовується камера-сканер, яка бачить його під різними кутами. За допомогою цих показників цифровий процесор розраховує відстань між датчиком та виробом.
Вимірюємо діаметр методом затінення. У разі датчик служить випромінювачем і приймачем, але вони розташовуються у різних корпусах. Усередині нього промінь лазера відбивається від дзеркала, що обертається, огинає область вимірювання і створює віртуальну смугу світла. Усередині приладу промінь, що рухається, проходить через спеціальний діод, який відмірює тривалість затінення (відповідає розміру об'єкта).
Ще один варіант – принцип світлового перерізу. Датчик оснащений лазером, камерою та електронною схемою. Лазер створює перпендикулярний виріб лінію, а камера розташовується під певним кутом до неї. За будь-якого викривлення деформується лазерна лінія, від чого і відштовхується датчики при обчисленні розмірів.
Вище було розказано, як виміряти діаметр труби. Але важливо знати, що деякі конструкції мають кривизна (максимум 1,5 мм на 1 м довжини). В даному випадку говорять про їхню овальність. Даний параметр визначається формулою: різниця між великим та малим діаметром ділиться на номінальний. Допустима овальність: не більше 1% для труб зі стінкою до 20 мм, не більше 0,8% - зі стінкою понад 20 мм. Цей параметр дуже важливий, оскільки впливає експлуатаційні характеристики конструкції.
