Как провести расчет различных параметров труб: базовые формулы и примеры вычислений.

Добавить в закладки

Одним из навыков, необходимых для качественной и быстрой замены труб в домашних условиях, является точное определение их диаметра с помощью подручных средств.

Прежде чем производить измерения, следует понять, в каких единицах они производятся. Общепринято, что диаметр труб всегда измеряется в дюймах (1 дюйм = 2,54 см).

Будь то проблемы с сантехникой или водопроводом в ванной комнате или же неполадки с водоснабжением на кухне, знание о том, как определить диаметр трубы с помощью подручных средств, будет как нельзя кстати.

Конечно же, существуют специальные инструменты для замера, такие как линейка-циркометр, лазерный измеритель и т.д. Но все может быть намного проще.

Прежде чем производить измерения, следует понять, в каких единицах они производятся. Общепринято, что такие значения всегда измеряются в дюймах (1 дюйм = 2,54 см), а типоразмер, например, изделия из стали чаще всего равен 1 или 0,5 дюйма. К слову, диаметры пластиковых, стальных и металлопластиковых деталей разнятся.

Следующим шагом будет выбор измеряемого значения. Наружный — более важный, т.к. именно по нему производится установка резьб и резьбовых соединений. Этот диаметр напрямую зависит от толщины стенок трубы. Размеры толщины стенок определяются разностью внешнего и внутреннего диаметра данной трубы.

Приступая от слов к делу

Чтобы правильно осуществить измерение обоих диаметров, следует учитывать особенности всех способов замера, ведь каждый из них подходит для разных условий.

Одним из методов является измерение окружности детали путем обворачивания ее сантиметровой лентой или рулеткой. Затем полученное значение нужно разделить на число Пи (3,14).

Нам понадобится:

линейка;
штангенциркуль;
рулетка (лента сантиметровая).

Если доступ к участку детали не затруднен и измерить его можно до монтажа, то наиболее простым способом будет использование линейки или рулетки. Внешний диаметр определяется путем накладывания линейки к самой широкой части трубы и отсчитыванием от первой наружной точки на шкале деления к последней.

Возможны случаи, когда замеры уже указаны в дюймах (импортные поставки). Для перевода в сантиметры размер умножают на 2,54, а для обратного перевода в дюймы — на 0,398.

Существует и другой способ по определению внутреннего диаметра в случае, если труба прямодоступна. Штангенциркулем или линейкой замеряются стенки по срезу, а затем полученное показание вычитают из замеров наружного диаметра и умножают на 2.

Если же прямого доступа к требуемому участку нет? Одним из методов является измерение окружности детали путем обворачивания ее сантиметровой лентой или рулеткой. Затем полученное значение нужно разделить на число Пи (3,14). Таким образом мы можем узнать внешний диаметр трубы. Данный способ подходит также, если длины штангенциркуля или линейки недостаточно.

Существует способ определения внешнего диаметра, исключающий всяческие вычисления, но только для тех деталей, у которых он составляет не более 15 см. Для этого понадобится измерить показания с помощью одного только штангенциркуля, по шкале которого и отсчитываются правильные результаты.

Одним из наиболее неординарных способов является сравнение значений трубы с каким-либо предметом, фотографирование и дальнейшее распознавание измерений. Возьмите линейку или любой предмет, длина которого уже заранее известна (монетка) и поднесите к измеряемому участку, после чего сделайте снимок. Дальнейшее масштабирование на компьютере поможет определить точные размеры внешнего диаметра. Данный способ идеально подойдет, если подобраться к измеряемому участку невозможно или же крайне затруднительно.

Представьте, что вы собрались покрасить подведенные к вашему дому газовые трубы. Сколько понадобится краски? Одна или две банки? Как правило, на емкостях с краской пишут, на покрытие какой площади рассчитано это количество краски. Значит, чтобы точно определиться с тем, сколько банок краски брать, нужно рассчитать площадь газовых труб.

Вам понадобится

— рулетка;
— штангенциркуль;
— крепкая нитка;
— калькулятор.

Инструкция

Для расчета площади трубы круглого сечения узнайте длину этой трубы в погонных метрах. Также для расчета понадобится наружный диаметр трубы.

Рассчитайте величину наружного диаметра газовой трубы. Выполнить это можно двумя способами. Первый способ – измерьте наружный диаметр газовой трубы с помощью штангенциркуля. Для этого раздвиньте губки этого измерительного инструмента и приложите его к трубе так, чтобы труба оказалась между губками штангенциркуля. Затем сдвиньте губки измерительного инструмента: они должны плотно обхватывать газовую трубу. Посмотрев на измерительную шкалу, определите внешний диаметр трубы. Второй способ – обхватите трубу плотной нитью. Затем измерьте рулеткой длину окружности трубы. Подставив значение в формулу D = L / Пи, где L – длина окружности трубы, Пи = 3,14 (число «пи»), рассчитайте величину внешнего диаметра газовой трубы. Переведите полученный показатель в

Водопроводные, отопительные, канализационные, дымоходные, обсадные, медные, стальные, пластиковые, металлопластиковые, узкие, широкие — трубы разного назначения из различных материалов окружают нас повсюду. Необходимость проложить новые коммуникации или заменить старые возникает и во время строительства дома, и при текущем ремонте. Составляя проект предстоящих работ, не помешает вооружиться калькулятором, чтобы провести расчет веса трубы, ее массы, объема и прочих параметров.

Зачем нужно рассчитывать параметры труб?

Предварительный расчет параметров труб необходим во многих случаях. Например, для правильной коммуникации трубопровода с другими элементами системы. Проектировщики и монтажники при работе с трубами используют такие показатели, как:

проходимость трубопровода;
потери тепла;
количество утеплителя;
количество материала для защиты от коррозии;
шероховатость внутренней поверхности трубы и т. п.

В результате можно определить точное количество труб, необходимых для конкретной системы, а также их оптимальные характеристики. Правильные расчеты избавляют от избыточных расходов на приобретение и транспортировку материала, позволяют веществам, которые находятся в трубопроводе, перемещаться с заданной скоростью для максимально эффективного использования системы.

В этой таблице приведены некоторые полезные сведения о характеристиках труб разного вида, которые помогут выбрать подходящие конструкции, необходимые для создания трубопровода

В отопительных системах диаметр труб существенно зависит от допустимой скорости. Пример такого рода расчетов представлен на видео:

Применение труб из полипропилена

Если для контура отопления применить полипропиленовые трубы для отопления как выбрать диаметр согласно вышеприведенным формулам? Да точно так же. Но у полипропиленовых труб огромный срок службы, до 100 лет, поэтому отопительная система, правильно рассчитанная и аккуратно смонтированная, будет служить очень долго. На вопрос — как подобрать размеры труб для отопления, ответ можно найти по таблицам, которые можно скачать в сети Интернет.

Популярность полипропиленовых труб для создания систем отопления довольно высока, ведь они значительно дешевле металлических, экологичны и имеют неплохой внешний вид. Да и монтаж контуров систем при использовании таких труб значительно облегчается. Разработаны специальные аппараты для сваривания труб, различные переходники, фитинги, краны и другие необходимые комплектующие. Сам процесс монтажа похож на сборку системы из конструктора.

Расчеты различных параметров трубы

материал, из которого изготовлена труба;
тип сечения трубы;
внутренний и внешний диаметр;
толщина стенок;
длина трубы и т. п.

Часть данных можно получить, просто измерив конструкцию. Множество полезных сведений содержится в сертификационных документах, а также в различных справочниках и ГОСТах.

Как узнать диаметр и объем трубы?

Некоторые формулы расчетов знакомы каждому школьнику. Например, если нужно уточнить диаметр конкретной трубы, следует измерить ее окружность. Для этого можно воспользоваться сантиметровой лентой, которой пользуются швеи. Или же следует обернуть трубу другой подходящей лентой, а затем измерить полученный отрезок с помощью линейки.

L — длина окружности круга;
π — постоянное число «пи», равное примерно 3,14;
D — диаметр окружности круга.

Достаточно проделать несложное преобразование, чтобы вычислить с помощью этой формулы внешний диаметр трубы:

Расчет сечения трубы

На этом рисунке наглядно представлены такие показатели как наружный диаметр трубы и толщина ее стенки. Разница между наружным диаметром и толщиной позволяет вычислить внутренний диаметр трубы

Формула площади круга выглядит так:

S=πR², где:

S — площадь круга;
π — число «пи»;
R — радиус круга, рассчитывается как половина диаметра.

Если используются сведения о наружном диаметре и толщине стенок трубы, то формула может выглядеть следующим образом:

S=π(D/2-T)², где:

S — площадь сечения;
π — число «пи»;
D — наружный диаметр трубы;
T — толщина стенок трубы.

Допустим, имеется труба, внешний диаметр которой составляет 1 метр, а толщина стенок равна 10 мм. Для начала следует согласовать все единицы измерения. Толщина стенок составит 0,01 метра. Согласно приведенной выше формуле рассчитаем сечение такой трубы:

S=3,14Х(1м/2-0,01м)²=0,75м²

Таким образом, сечение трубы с указанными параметрами будет равно 0,75 кв. м.

Как известно, точность вычислений с числом «пи» зависит от количества знаков после запятой, которые используются при применении этой константы. Однако в строительстве обычно нет нужды в сверхточных расчетах, и число «пи» принимается равным 3,14. Конечный результат также имеет смысл округлять до двух знаков после запятой.

Как рассчитать объем трубы?

На этой схеме наглядно отражено использование таких данных как радиус сечения трубы и ее длина для определения объема трубы

Выполнить расчет объема конкретного отрезка трубы также не сложно. Для этого нужно сначала найти площадь окружности трубы по ее внешнему диаметру по формуле, приведенной выше:

S=π(D/2)² или S=πR²

В этом случае D — это внешний диаметр трубы, а R – внешний радиус, т. е. половина диаметра. После этого полученное значение нужно умножить на длину отрезка трубы, получив объем, который выражается в кубических метрах. Формула расчета объема трубы может выглядеть так:

V — объем трубы, куб. м.
S — площадь внешнего сечения, кв.м.;
H — длина отрезка трубы, м.

Допустим, имеется труба с внешним диаметром 50 см и длиной 2 метра. Сначала следует согласовать все единицы измерения. D=50 см=0,5 м. Подставим это значение в формулу площади круга:

В этой таблице указаны справочные данные о весе

различного вида с учетом их размеров и особенностей технологии производства

Ученикам средних классов хорошо известно, что найти массу объекта можно путем умножения его объема на плотность вещества, из которого этот объект состоит. Строители избавлены от утомительных вычислений массы конкретного отрезка трубы, поскольку в различных строительных справочниках содержится информация о весе погонного метра самых различных видов труб. Проще всего выполнить расчет массы трубы с помощью соответствующих ГОСТов, используя информацию о:

материале, из которого изготовлена труба;
ее внешнем диаметре;
толщине стенок;
внутреннем диаметре и т. п.

Выяснив вес одного погонного метра трубы, следует умножить полученное значение на общее количество погонных метров. Сложность задачи соответствует уровню четвертого-пятого класса общеобразовательной школы.

Возникновение неполадок в водопроводной, газовой или канализационной системе часто предполагает монтаж труб – замена фрагмента старой трубы или установка новой. При выполнении таких работ потребуются навыки определения диаметра труб вашей системы подручными средствами. При монтаже новой системы водоснабжения также необходимо точное определение размеров старых труб с той целью, чтобы определиться с выбором новых пластиковых или металлопластиковых труб.

Безусловно, имеются специальные инструменты для осуществления подобных замеров, например, лазерный измеритель, линейка-циркометр и другие. Но что делать, если вы не специалист-профессионал, и в вашем домашнем наборе инструментов нет таких высокоточных приборов? Как измерить диаметр трубы иным способом?

Прежде чем ответить на этот вопрос, полезно знать, в каких единицах измеряют эти показатели. Значение диаметра трубы, как правило, измеряют в дюймах. Один дюйм равен 2,54 сантиметра.

При работе с трубой измерению будет подлежать как внутренний, так и наружный ее диаметр.Наружный диаметр трубы важен в связи с тем, что именно его значение учитывается при нанесении резьбы и создании резьбовых соединений. Наружный диаметр находиться в прямой зависимости от толщины стенок трубы. Размер толщины стенок представляет собой разницу наружного и внутреннего диаметра трубы.

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.

От слов к делу

Существует несколько способов замера диаметров трубы, отличающихся своими особенностями в зависимости от условий, которые важно учитывать для того, чтобы избежать ошибок. Выбор конкретного способа замера часто зависит от доступности к объекту замера. Рассмотрим некоторые из них.

Чаще всего для измерения диаметра трубы применяют общеизвестный штангенциркуль. Но его у вас может не быть или при его наличии большой диаметр трубы измерить с его помощью не представляется возможным. В этом случае применяется самый простой набор инструментов и знаний:

гибкая линейка (по типу измерительной ленты, применяемой в швейном деле);
рулетка;
школьные знания числа Пи (оно равно 3,14).

Подобным набором средств можно измерять диаметр не только трубы, но и любого другого круглого объекта – прута, колонны или садовой клумбы.

Нам потребуется сделать лишь один замер – определить длину окружности трубы с помощью рулетки или гибкой линейки. Для этого сантиметровую ленту или рулетку накладывают на поверхность трубы в самой широкой ее части. Полученное значение окружности следует поделить на 3,14. Для более точных размеров применяют значение — 3,1416.

Следует заметить, что импортные поставки труб сопровождаются документацией, в которой уже указаны значения диаметров труб в дюймах. Для перевода этих значений в сантиметры их умножают на 2,54. Аналогично для обратного перевода сантиметров в дюймы – умножают на 0,398.

Измерения осуществляются с помощью штангенциркуля без каких-либо математических вычислений. Условие – полная доступность к трубе. Этот способ пригоден для измерения доступных труб небольшого диаметра (не более 15 см). Для осуществления замера ножки штангенциркуля прикладывают к торцу трубы и плотно их зажимают на внешних стенках. Полученное значение на шкале штангенциркуля с точностью до десятых частей миллиметра и будет наружным диаметром трубы.

Если торцевая часть трубы недоступна для осуществления замера, то есть, когда труба является смонтированным элементом уже действующей схемы водо- или газоснабжения, то для замеров штангенциркуль прикладывают к боковой поверхности трубы. В данном случае важное условие для осуществления обмера: длина ножек штангенциркуля должна превышать половину диаметра трубы.

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.

Статья по теме: Как сделать столик из табуретки?

Измерение трубы большого диаметра

Выше мы уже упоминали формулу со значением. Замеры окружности большой трубы можно осуществить с помощью шнура или рулетки, а затем определяется ее диаметр по формуле D = L:3,14, где: D – диаметр трубы;

L – окружность трубы.

К примеру, если длина измеренной вами окружности трубы составила 31,4 см, то диаметр трубы составит D = 31,4:3,14 = 10 см (или 100 мм).

Измерение труб с помощью фотосъемки (метод копирования)

Этот нестандартный метод применяется при полной недоступности к трубе любого размера. К измеряемой трубе прикладывают линейку или любой другой предмет, размеры которого заранее известны любому мастеру (часто в этом случае используют спичечный коробок, длина которого составляет 5 см, или монету). Далее этот участок трубы с приложенным предметом фотографируют (кроме фотоаппарата в современных условиях доступно использование и мобильного телефона). Следующие вычисления размеров производятся по фотоснимкам: на снимке измеряют визуальную толщину в мм, а затем переводят ее в реальные значения, учитывая масштаб фотографий.

Что могут посоветовать специалисты

Сергей Вороненков, мастер монтажник: Как правило, трубы, выполненные из стали, предназначенные для монтажа водопроводных систем, характеризуются как раз внутренним диаметром. Нередко можно услышать из уст профессионалов о полудюймовых или о дюймовых трубах. При этом имеется в виду, что у них внутренний диаметр равен 12,7 мм или 25,4 мм. А вот наружный диаметр – это удел водопроводчика и сантехника. Просто потому, что большинство водопроводных систем сегодня монтируется при помощи резьбового соединения. В свою очередь, резьба нарезается на внешней стороне трубы.

Виктор Иванович Петров, сантехник: Применение во время измерений металлической измерительной рулетки менее предпочтительно. Металл не может обеспечить плотное прилегание рулетки к трубе, из-за чего погрешность будет слишком большой. Гораздо более точным получится результат, если использовать так называемый гибкий портновский метр.

Контроль параметров труб в производственных условиях

Наружный диаметр водопроводных или канализационных труб в условиях больших производств контролируют и проверяют с применением более усложненной формулы: D = L:3,14 — 2∆p — 0,2 мм.

В этой формуле, кроме уже известных значений, символы ∆p означают толщину полотна рулетки в мм, которую вы применяете для измерений диаметра, а «0,2 мм» из формулы – это допустимые отклонения, учитывающие прилегание рулетки к трубе. Значение допустимого отклонения для труб сечением 200 мм составляет ±1,5 мм.

При замерах труб большого диаметра допустимые отклонения измеряются в процентах. Пример, для изделий размером от 820 до 1020 мм допустимое отклонение = 0,7%. При таких замерах используется измерительная установка на основе ультразвука.

Толщину стенок труб в условиях больших производств измеряют штангенциркулем с делением шкалы 0,01 мм. Допустимое отклонение от номинальной толщины в сторону уменьшения не должен превышать 5%.

Контролю подлежат и значения кривизны трубы, которые не должны быть выше 1,5 мм на погонный метр длины трубы. Общая кривизна изделий по отношению к ее длине не должна составлять более 0,15%. Овальность трубных торцов определяется отношением разности наибольшего и наименьшего диаметра к номинальному диаметру трубы.

Значение этого параметра не должен превышать 1% для труб с толщиной стенки до 20 мм и не выше 0,8% для стенок выше 20 мм.

Овальность трубы можно определить, измерив диаметр торца трубы с помощью индикаторной скобы или нутромера в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.

Несложные школьные познания и внимательное применение простых инструментов существенно упростят вашу задачу — как измерить диаметр трубы подручными средствами.

Какие измеряют диаметры

Основные размеры любой трубы — это ее внутренний, наружный диаметры (D) и толщина стенки (S), в дальнейшем для первых двух параметров примем сокращенные обозначения Dвнутр. и Dнар.

Наиболее часто встречающиеся термины для названия внутреннего трубного диаметра: номинальный (это общепринятое наименование с маркировкой по ГОСТ 28338-89 — DN), условный (устаревшее название с символьными маркировками Ду, Dy). Нередко DN называют условным или проходом на свету.

Для любого специалиста или пользователя важно знать, что DN номинальный, приведенный в таблице рис. 2, не является фиксированной величиной и приблизительно определяется по внутреннему D в мм.

На технических чертежах DN обозначается символами перечеркнутого круга Ø или такими же литерами с проставленным рядом числовым значением в мм.

Рис. 2 Ряд DN по ГОСТ 28338-89 и его обозначение на чертежах (ГОСТ 21.601-2011)

Обозначение наружного диаметра не регламентировано в ГОСТ на металлопрокат, поэтому в технической документации могут проставлять различные символы из ряда D, Dн, DE, Дн и прочие в зависимости от выбора их составителей.

На чертежах Dнар. без специального обозначения показывают перечеркнутым кругом Ø с его цифровым номиналом и символом с числом, указывающим толщину стенки S.

Еще один размер трубы по наружному диаметру, с которым может столкнуться монтажник — резьбовая насечка, часто обозначаемая символом G. Главные типы резьбы, используемые в технике — метрическая и дюймовая, соответственно рядом с символом проставляют ее номинал в миллиметрах или дюймах.

Для труб из термопластов (полимеров, изменяющих свои линейные габариты при температурном воздействии) ГОСТ ИСО 161-1-2004 устанавливает следующие типы размеров:

номинальный наружный диаметр dn, обозначение распространяется на все полимерные трубопроводы за исключением фланцевых и резьбовых, представляется целым числом. Нормированные показатели dn соответствуют приведенным в таблице на рис. 3;
наружный, внешние средний и средний минимальный диаметры с обозначениями соответственно de, dem, и dem.min.

Рис. 3 Типовой ряд значений dn по ГОСТ ИСО 161-1-2004 и его описание