Таблица объема воды в трубах различного диаметра

Прикладные примеры проведения расчетов

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

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).

Полипропиленовая труба PN25

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.

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

Таблица объема воды в трубах различного диаметра

V = V1 V2 V3 = 60 11.5 12.3 = 83.8 л.

Процентное отношение количества жидкости в трубах по отношению ко всей системе составляет всего 15%. Но если протяженность коммуникаций большая или используют система “водяной теплый пол”, то вклад труб в общий объем значительно увеличивается.

Сделанный из труб радиатор отопления

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

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.

d = 114 – 2 * 4.5 = 105 мм.

S = π * d2 / 4 = 8659 мм2.

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

https://www.youtube.com/watch?v=https:rocketme.topads

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.

Большие батареи или системы отопления (которые устанавливают, например, на фермах) требуют значительные объемы теплоносителя.

Таблица объема воды в трубах различного диаметра

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.

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.

Искривление полипропиленовых труб отопления

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.

Схема укладки водяного теплого пола

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.

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.

Так, для обеспечения системы, аналогичной на приведенном выше рисунке (длина – 160 м, внешний диаметр – 20 мм), необходимо будет 26 литров жидкости.

Внешний объем рассчитывается на основании радиуса.

Таблица параметров труб PN25

Рассмотрим основные правила, которые помогут определить внутренние размеры труб, например, для капельного орошения в теплице (как сделать своими руками написано здесь).

Часто, возникает ситуация, когда требуется узнать диаметр по другим величинам.

Для стальных труб, диаметр (каким сделать водопровод в квартире, написано здесь) обозначают в дюймах или долях дюйма.

При переводе в привычную систему измерений принимают, что один дюйм — 2,54 см. Диаметр внутренней полости отличается от одного дюйма (как сделать фонтан на даче своими руками прочитайте в этой статье).

В обычном исполнении он равен 2,71 сантиметра, в усиленном – 2,55.

Незначительные отклонения не имеют значения, потому, что для расчетов используется безразмерная величина – условный проход.

Параметр определяют с помощью специальной таблицы. Тонкости таких расчетов при заполнении трубопровода (декоративные настольные фонтаны для квартиры прочитайте здесь) значения не имеют.

При соединении трубных изделий из стали, диаметр которых указывается в дюймах, с полимерными, из меди или алюминия, для которых размеры приводятся в миллиметрах, используют специальные переходники.

Большой необходимости определять объем воды для системы теплоснабжения нет.

фото: определение расхода воды по диаметру трубы

Такие знания необходимы при расчете количества незамерзающей жидкости, излишек которой приведет к увеличению расходов.

В этом случае, используют размеры расширительного бака. Для определения объема замеряют диаметр внутренней полости и внешний диаметр.

Формула для отдельно взятой трубы

Для определения объема трубы необходимо и достаточно знать всего два ее показателя: длину и внутренний (фактический) диаметр. Последний параметр важно не перепутать с внешним размером, который приводят для правильного подбора фитингов и соединительных элементов.

Если значение толщины стенки неизвестно, то вместо расчетного внутреннего диаметра можно использовать DN (диаметр внутреннего прохода). Они приблизительно равны, а величина DN, как правило, указана на маркировке, которую размещают на внешней стороне изделия.

Таблица параметров труб PN25

Стандартная номенклатура полипропиленовых труб содержит внешний диаметр и толщину стенки в миллиметрах. По этим двум параметрам можно высчитать внутренний диаметр

Перед тем как попробовать рассчитать объем любой трубы, необходимо не допустить распространенную ошибку и привести все параметры к единой системе измерения. Дело в том, что длину обычно выражают в метрах, а диаметр – в миллиметрах. Отношение этих двух единиц следующее: 1 м = 1000 мм.

На самом деле, можно привести параметры и к промежуточным значениям – сантиметрам или дециметрам. Иногда это даже удобно, учитывая, что в этом случае количество знаков после запятой или, наоборот, нулей, будет не очень большое.

Взаимосвязь единиц измерения объема

Взаимосвязь единиц измерения объема. При переводе от одной величины к другой необходимо не допустить ошибку в количестве нулей или, наоборот, знаков после запятой

Для произведенных не в России (и не для России) труб диаметр может быть выражен в дюймах. В этом случае необходимо выполнить пересчет, учитывая, что 1″ = 25.4 мм.

С позиции геометрии, труба представляет собой прямой круговой цилиндр.

V = l * S

Расчет расхода воды по диаметру трубы и давлению по таблице и СНИПу 2.04.01-85 онлайн калькулятор

В ней:

  • V – объем (м3);
  • l – длина (м);
  • S – площадь сечения (м2).

S = π * d2 / 4

Здесь:

  • π = 3.1415926;
  • d – диаметр круга (м).

V = π * l * d2 / 4

Если единицей измерения длины и диаметра трубы будет другая величина (дм, см или мм), то объем будет выражен в дм3, см3 или мм3 соответственно.

Для правильного вычисления объема труб необходимо подставить в простую формулу два параметра: длину и внутренний диаметр. Насколько точно они будут измерены или рассчитаны, настолько точным будет полученный результат.

Геометрические формулы в помощь домашним мастерам

В производстве расчетов внутреннего объема трубы потребуются простые геометрические формулы, которыми в школе пользуются на уроках физики, алгебры, химии, геометрии и прочих предметах

Формула для отдельно взятой трубы

V = l * S

S = π * d2 / 4

V = π * l * d2 / 4

где число Пи = 3,14.

Полый цилиндр имеет внешний и внутренний диаметр, r и R, соответственно.

фото - Скорость потока воды в трубопроводе

Толщина стенок трубы существенно влияет на разницу в объемах. При определении значения внешнего, используют формулу [1].

Удобство этого способа заключается в возможности замера внешнего диаметра и толщины штангенциркулем.

Объем теплоносителя можно рассчитать, если из результата формулы [1] вычесть результат формулы [2] или [3].

Для антифризов и других незамерзающих теплоносителей

При заполнении отопления «незамерзайкой», необходимо знать объем труб, котла, радиаторов.

Благодаря этому, появляется возможность минимизировать расходы на антифриз для системы отопления загородного дома. Модели котлов и радиаторов имеют разные внутренние объемы.

Для того, чтобы определить их объем потребуются специальные таблицы.

фото: водоснабжения питается от водонапорной башни

В расчетах используют характеристики материалов, из которых изготавливают радиаторы, и длину межсекционного расстояния.

К примеру, в составе отопительного прибора десять частей. Исходя из этого, проводят вычисление объема теплоносителя, который необходим для наполнения одной части.

Предположим, что используются биметаллические алюминиевые радиаторы.

Методика измерения сечений

При этом замеряют линейные размеры труб между отопительными приборами.

Также, предварительно, узнают свойства материала, количество частей в радиаторе, расстояния между секциями.

В повседневной жизни для определения объема используют единицу измерения литр, поэтому итоговые цифры лучше записывать в литрах.

Для упрощения расчетов используйте сантиметры при определении линейных размеров. Перевод из кубических сантиметров в литры проводят делением первой величины на 1000.

Если сложить количество жидкости в баке котла, во всех радиаторах и трубных изделиях, то получим нужный объем незамерзающей жидкости, которое необходимо для наполнения отопления.

Прежде всего, необходимо понимать, что расчет диаметра водопропускной трубы является сложным инженерным процессом. Для этого потребуются специальные знания. Но, выполняя бытовую постройку водопропускной магистрали, часто гидравлический расчет по сечению проводят самостоятельно.

Данный вид конструкторского вычисления скорости потока для водопропускной конструкции можно провести двумя способами. Первый – табличные данные. Но, обращаясь к таблицам необходимо знать не только точное количество кранов, но и емкостей для набора воды (ванны, раковины) и прочего.

Внешний объем трубного сортамента (мм)

Примерное количество воды, которое получают в литрах за минуту

Примерное количество воды, исчисляемое в м3 за час

20

15

0,9

25

30

1,8

32

50

3

40

80

4,8

50

120

7,2

63

190

11,4

Однозначно, эти данные по объему, показывающие потребление, интересны, как информация, но специалисту по трубопроводу понадобятся определение совершенно других данных – это объем (в мм) и внутреннее давление в магистрали. В таблице это можно найти не всегда. И более точно узнать эти сведениям помогают формулы.

Смотреть видео

Если сеть водоснабжения питается от водонапорной башни, без дополнительного влияния нагнетающего насоса, то скорость передвижения потока составляет приблизительно 0,7 – 1,9 м/с. Если подключают любое нагнетающее устройство, то в паспорте к нему имеется информация о коэффициенте создаваемого напора и скорости перемещения потока воды.

фото: внутренний просвет водопроводной трубы

Данная формула не единственная. Есть еще и многие другие. Их без труда можно найти в сети интернета.

В дополнение к представленной формуле нужно заметить, что огромное значение на функциональность системы оказывают внутренние стенки трубных изделий. Так, например, пластиковые изделия отличаются гладкой поверхностью, нежели аналоги из стали.

По этим причинам, коэффициент сопротивления у пластика существенно меньше. Плюс ко всему, эти материалы не подвергаются влиянию коррозийных образований, что также оказывает положительное действие на пропускные возможности сети водоснабжения.

Расчет прохода воды производят не только по диаметру трубы, он вычисляется по падению давления. Вычислить потери можно посредством специальных формул. Какие формулы использовать, каждый будет решать самостоятельно. Чтобы рассчитать нужные величины, можно использовать различные варианты. Единственного универсального решения этого вопроса нет.

Но прежде всего, необходимо помнить, что внутренний просвет прохода пластиковой и металлопластиковой конструкции не поменяется через двадцать лет службы. А внутренний просвет прохода металлической конструкции со временем станет меньше.

А это повлечет за собою потери некоторых параметров. Соответственно, скорость воды в трубе в таких конструкциях является разной, ведь по диаметру новая и старая сеть в некоторых ситуациях будут заметно отличаться. Так же будет отличаться и величина сопротивления в магистрали.

Так же перед тем, как рассчитать необходимые параметры прохода жидкости, нужно принять к сведению, что потери скорости потока водопровода связанны с количеством поворотов, фитингов, переходов объема, с наличием запорной арматуры и силой трения. Причем, все это при вычисления скорости потока должны проводиться  после тщательной подготовки и измерений.

Расчет расхода воды простыми методами провести нелегко. Но, при малейших затруднениях всегда можно обратиться за помощью к специалистам или воспользоваться онлайн калькулятором. Тогда можно рассчитывать на то, что проложенная сеть водопровода или отопления будет работать с максимальной эффективностью.

Смотреть видео

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.

Монтаж труб в стяжку

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”.

Онлайн-калькуляторы

Те, кто не хочет заниматься расчетами, самостоятельно, могут воспользоваться специализированными онлайн сервисами.

На таких сайтах подробно расписано, какие данные и куда необходимо ввести.

Какой результат при этом будет получен (про среднемесячный расход воды на человека в месяц прочитайте здесь).

Сервис в реальном времени рассчитает количество жидкости в трубных изделиях, пользователю останется прибавить объем батарей и нагревательного устройства.

Результатом работы сервиса станут:

  • общее количество жидкости,
  • внешняя площадь труб,
  • количество воды в одном метре трубы.

Перед началом расчетов требуется указать внутренний, внешний диаметр, длину всех труб. Параметры указываются в миллиметрах.

R1 – внутренний радиус;

R2 – внешний радиус;

L – длина трубных изделий.

Кроме этого, можно воспользоваться таблицей внутренних объемов погонного метра трубы различных диаметров.

Выводы

Несмотря на то, что в сети нам предложен огромный выбор программных продуктов для производства вычислений по литражу теплоносителя, есть гостовские таблицы для определения внутреннего объема труб, знать принципы «ручных» расчетов нужно.

Они необходимы тем, кто самостоятельно занимается сооружением и ремонтом коммуникаций, и тем, кто пользуется услугами проектных и строительных организаций. Полезные сведения помогут определиться с расходом материала перед устройством системы, точно подсчитать смету и получить представление о предстоящих эксплуатационных выплатах.