Oblasť potrubia: lekcie geometrie

Pri rôznych cieľoch je často potrebné vypočítať plochu povrchu potrubia alebo jeho časti. Samozrejme, aby ste zistili oblasť potrubia - vzorec musí byť založený na jeho priemere a dĺžke.

Sú potrebné iné parametre? Prečo sú všetky tieto výpočty potrebné? Ako vypočítať plochu a prierez? To všetko sa učíme z tohto článku.

Z hľadiska geometrie je rúra valec. Preto jednoduché vzorce pre výpočet

Prečo je to potrebné?

Začnime tým, že opäť uvádzame hlavné situácie, keď potrebujeme vypočítať plochu potrubia - jeho povrch alebo úsek.

  • Vzorec oblasti rúry bude užitočný, ak budeme potrebovať vypočítať prenos tepla z registra alebo vykurovanej podlahy . Obidve hodnoty sú odvodené presne z celkovej plochy, ktorá dodáva chladiacemu vzduchu teplo v miestnosti.

Prenos tepla lineárne závisí od povrchu registra

.
  • Často sa vyskytuje opačná situácia - keď je potrebné vypočítať tepelné straty na ceste do ohrievača . Aby bolo možné rozhodnúť o počte a veľkosti radiátorov, konvektorov alebo iných zariadení - musíte vedieť, koľko kalórií máme. Opäť sa odvodzuje s prihliadnutím na povrchovú plochu rúry, ktorá transportuje vodu zo zostavy výťahu.
  • Výpočet plochy povrchu potrubia je potrebný na nákup požadovaného množstva tepelnoizolačného materiálu . Ak je dĺžka vykurovacieho okruhu v kilometroch- a to je presne to, čo sa deje - presný výpočet môže spoločnosti ušetriť obrovské sumy.

Prenos tepla musí byť znížený na minimum. Ak chcete vypočítať množstvo požadovaného izolačného materiálu - potrebujete poznať povrch, ktorý sa má chrániť pred tepelnými stratami

  • Náklady na antikorózne nátery alebo nátery pochádzajú z rovnakej kategórie . Oblasť lakovaných oceľových rúrok spolu so spotrebou náteru na meter štvorcový nám poskytne presné množstvo potrebných nákupov. Zároveň, v tomto prípade, bude to veľmi dobre vidieť, povedzme slušne, nevhodné použitie materiálu: ak farba alebo bitúmenový lak zanechá jeden a pol násobok vypočítanej sumy - spoločnosť by mala zastaviť krádež.

Výrobcovia farieb uvádzajú svoju spotrebu v gramoch na meter štvorcový povrchu

.
  • Výpočet prierezu potrubia je potrebný na zistenie jeho maximálnej priepustnosti . Áno, môžete jednoducho dať potrubie zjavne potrebnejšie; ale pri vypracovaní modelového projektu, na ktorom sa bude stavať mnoho domov, bude prekročenie nákladov v tomto prípade veľké.

Dôležité: v prípade súkromného domu je prekročenie rozpočtu, ak si len vezmete potrubie o krok viac, malé. Tepelné straty sa však výrazne zvýšia. Nie je jasné? Zapamätajte si: viac povrchu potrubia - na ňom sa rozptýli viac tepla.

Okrem toho medzi okamihmi, keď sa otvorí vodovodný kohútik teplej vody, celý objem v zodpovedajúcej vodovodnej sústave bez námahy ochladzuje .

Čím väčší je priemer potrubia - tým viac vody v ňom bude stáť, tým viac tepla strávite na zbytočné vykurovanie miestnosti.

Čím sú rúrky hrubšie, tým viac teplej vody ochladzuje po každom otvorení kohútika

.

Metódy výpočtu

\ t

Výpočet oddielu

\ t

Problém je vlastne z geometrie stredných tried. Potrebujeme vypočítať plochu kruhu, ktorého priemer sa rovná vonkajšiemu priemeru rúry mínus hrúbka jeho stien.

Plocha kruhu, ako si pamätáme, sa vypočíta ako S = Pi R ^ 2.

Vzorec na výpočet plochy prierezu rúry je teda S = Pi * (D /2-N) ^ 2, kde S je vnútorná plocha prierezu rúry, Pi je číslo pi, D je vonkajší priemer rúry a N - hrúbka steny potrubia. Priemer, ako si pamätáme, je dva polomery.

Vzorec s prihliadnutím na prierez potrubia je teda pred nami. Použime ho na príklade iného sférického koňa vo vákuu - bezšvíkové rúry valcované za tepla s vonkajším priemerom 1 meter a so stenami hrubými 10 mm.

S = 3,14159265 * (1 /2-0,01) 2 = 0,7554296 m2.

Dôležité: v tlakovom vodnom potrubí voda vždy naplní celý objem potrubia.

V gravitačnej kanalizácii to tak nie je: väčšinu času je prúd zmáčaný iba časťou stien a podľa toho je potrubie menej odolné, než je úplne naplnené.

Práve pre hydraulické výpočty gravitačnej kanalizácie sa takýto koncept zavádza ako plocha obytného úseku potrubia.

Toto je prierezová plocha prietoku v ňom, kolmá na smerpohyby prietoku.

Občas veľa závisí od presného výberu potrubného úseku

Vonkajší povrch potrubia

\ t

Toto je tiež čisto geometrický problém. Ako vypočítať vonkajšiu plochu potrubia?

A ako nájsť vo všeobecnom prípade oblasť stien valca?

Povrch valca je v podstate obdĺžnik, ktorého jedna strana je obvod valca a druhá je dĺžka samotného valca. Tak čo?

Obvod, ako si spomíname, je Pi * D, kde Pi je Pi a D je priemer potrubia.

Ako vypočítať plochu obdĺžnika? Je potrebné násobiť jeho dĺžku šírkou.

Plocha vyhľadávaného obdĺžnika bude: S = Pi * D * L, kde Pi je staré dobré Pi, D je priemer potrubia a L je jeho dĺžka.

Pre vykurovacie teleso s priemerom jeden meter a dĺžkou desať kilometrov bude plocha sfarbenia potrubia: 3.14159265 * 1 * 10000 = 31415,9265 m2. Izolácia bude potrebovať trochu viac: má hrúbku inú ako nula, okrem potrubia je zabalená v minerálnej vlne s prekrývajúcimi sa maľbami.

A tu bol potrebný presný výpočet plochy

Plocha vnútorného povrchu potrubia

\ t

Prečo vnútorný povrch? Sú rúrky natreté zvnútra?

Nie, vnútorná plocha povrchu môže byť užitočná pri hydrodynamických výpočtoch. Toto je povrchová plocha, s ktorou voda prichádza do styku pri pohybe potrubím .

S touto oblasťou sa spája niekoľko odchýlok:

  • Čím väčší je priemer potrubia pre prívod vody - tým menšívplyv drsnosti jeho stien na rýchlosť prúdenia v ňom. Pre potrubia s veľkým priemerom s malou dĺžkou odporu potrubia možno úplne zanedbať;
  • Pri hydrodynamických výpočtoch nie je drsnosť povrchu nemenej dôležitá ako jej plocha . Rezavá vnútorná oceľová vodovodná rúrka a ideálne hladký polypropylén majú veľmi rozdielny vplyv na prietok;
  • Ne pozinkované oceľové rúrky majú takpovediac nestálu vnútornú plochu . Postupom času sú zarastené hrdzou a minerálnymi usadeninami, v dôsledku čoho sa lumen zužuje. Ak vám príde na myseľ podivná fantázia, aby sa vodovodné potrubie z studenej vody vyrobilo z ocele, táto skutočnosť sa nemôže zanedbať, pretože prietok potrubia na vodovod môže klesnúť o polovicu za desať rokov.

Pri výpočte zásobovania vodou sa musí brať do úvahy prerastanie oceľovej pozinkovanej rúrky

.

No, čo vzorec? Je jednoduchá. Priemer valca v tomto prípade, ako sa dá ľahko odhadnúť, sa rovná rozdielu v priemere a dvojnásobku hrúbky stien rúr .

Ak áno, plocha stien valca sa stáva S = Pi * (D-2N) * L, kde D je stále priemer potrubia, N je hrúbka jeho stien a L je dĺžka.

Pri vykurovacej trase dlhej 10 kilometrov od potrubia s priemerom 1 meter so stenami hrubými 10 mm bude vnútorná plocha povrchu: 3,14159265 * (1-2 * 0,01) * 10000 = 30787,60797 m2.

Záver

Zhrnutie - v podstate sme prešli priebehom geometriestredná trieda, pamätajúc na školu a vedomosti, zabudnuté počas rokov nudnej dospelosti. Dúfajme, že tieto jednoduché vzorce sa vám hodia viac ako raz. Veľa šťastia v stavebníctve!