Как рассчитать параметры труб

При транспортировке и хранении жидких сред, организации технологического процесса, использовании систем гидропривода, теплообмена и во многих других случаях неизбежно возникает необходимость работы технических объектов под действием гидростатического давления.

Цилиндрические трубы

Для расчета их площади используют достаточно простую технологию. Формула расчета:

S = 2 * 3,14159  * R * L

, где R – радиус трубы внешней направленности, измеряющийся в мм;

L – непосредственная длина окрашиваемого объекта.

Ну а число 3,14159  — это число «пи» известно еще со школьной скамьи.

Для упрощения измерений важно понимать фактор: за базу всех измерений считают высоту в 90 см. В подавляющем большинстве случаев применяют кольца именно такой величины. Ну а вешний диаметр способен варьироваться от 70 до 200 см. Приведем пример. Если показатель диаметра равняется 70 см, то площадь составит 1, 99 квадратных метров.

Расчет прочности трубопровода

Прочностной расчет трубопровода – наиболее распространенная задача, и здесь, кроме определения напряжений и деформаций по заданной толщине стенки и давлению, рассчитывается толщина стенки трубы с учетом заданной скорости коррозии и допускаемого номинального напряжения. Скорость коррозии в целом зависит от проводимой среды и скорости потока, и рассчитывается по отраслевым стандартам.

В местах приварки плоских фланцев, приварной арматуры и других жестких элементов наблюдается краевой эффект – возникновение изгибных напряжений вследствие ограничения свободного расширения трубопровода под действием давления. В алгоритме реализована возможность учета краевого эффекта при расчете напряжений.

Исходные данные:

D – диаметр трубопровода, в миллиметрах;

t – толщина стенки трубы, в миллиметрах;

P – давление в трубопроводе, в паскалях;

E – модуль упругости материала, в паскалях;

ν – коэффициент Пуассона;

s – скорость коррозии, в миллиметрах / год;

Расчет площади труб: нюансы и математические формулы

Площадь трубы (м2) необходимо рассчитывать для определения приобретения количества лакокрасочного и антикоррозионного материала при выполнении покрасочных операций. Покраска этих изделий требует тщательной подготовки.

Какие нюансы следует учесть

Расчет площади поверхности трубы зависит от конструктивного исполнения проката. Чаще всего можно увидеть изделия в виде цилиндра, но существуют и другие виды, а именно:

  • Квадратной или прямоугольной формы. Квадратные профили часто встречаются в практике.
  • В виде конуса, то есть диаметр сечения разный. Такие изделия встречаются крайне редко.
  • Поверхность труб также бывает гофрированной.
  • Могут быть цементные кольца для оснащения канализационных систем.

Как рассчитать площадь поверхности разных труб

Площадь поверхности трубы определяется по формуле. Длина окружности — это одна из важных геометрических величин. Расчётам следует уделить особое внимание. Чтобы вычислить количество квадратов металлических трубопроводов, рекомендуется применить математические формулы.

Читайте также:  Из какого пеноблока лучше строить дом своими руками

Цилиндрические

Расчет определяется следующей формулой: S = 2 x π x R x L

π – это постоянная величина, равна 3,14;

R – радиус изделия (в мм);

L – это показатель длины (в м).

Трубы ЖБИ

Для расчетов площади окраски цилиндрических канализационных труб главным критерием является показатель высоты (H). Подсчитать квадратные метры несложно, используя формулу, указанную выше.

На видео: объем цилиндра и площадь его поверхности.

Профильные

Площадь профильной трубы определяется следующим образом. При подсчете соответствующих квадратов для покраски следует применять формулу: S = 2 x H x L + 2 x W x L

Н и W – это показатели высоты двух сторон;

Конусообразные

Расчет площади труб: нюансы и математические формулы

Узнать количество квадратов для покраски труб данного вида несложно, применяя формулу: S = 2 x π x R1 x L + π x (R1 x R1 + R2 x R2)

2 и π – постоянные;

R1 и R2 – это заданные диаметр меньшего и диаметр большего круга;

L – обозначает длину всего элемента.

Гофрированные

Сколько нужно материала для окраски изделий с такой разновидностью поверхности высчитать сложнее всего. Для вычислений следует определить:

  • Радиус скругления – А. Допустим, он будет 3 мм. По формуле – 2 x π x A вычисляем скругленную часть, она составит 18,84 мм;
  • Вертикальные проекции на длину (B) и диаметр (D);
  • Угол скоса у самого основания – Е (вычисляем умножением D на 2);
  • Высоту гофры F, а G – линия вытягивания изделия.

Далее узнаете количество складок, расчетное получается делением, то есть длину разделить на шаг. Высчитывать растянутую конструкцию можно умножением количества образованных складок на длину гофры тоже в растянутом состоянии.

Подсчет покраски площади трубы или трубопровода можно найти в таблицах в интернете, а можно выполнить самостоятельно. Площадь наружной поверхности трубы несложно взять из справочников, согласно размещенным в них таблицам. Для определения наружного размера площади можно применить метод развёртки основания. Диаметром, полученным при измерении, можно руководствоваться при вычислении радиуса.

С помощью онлайн-калькулятора можно с точностью рассчитать окружность и квадраты, подлежащие обработке, как наружному, так и внутреннему основанию.

Как рассчитывается расход краски

Расчет расхода краски вычисляют легко. Обычно на банках с краской производитель указывает средний расход на 1 м2. Зная площадь трубы (S), определить цифру в конкретном случае можно умножением. Допустим расход краски 150 г/м2, умножаем этот показатель на площадь, которую ранее определили.

Расчет площади труб: нюансы и математические формулы

Расчет краски производится с учетом следующих критериев:

  • материала, использованного при изготовлении трубы;
  • наличия на трубопроводе коррозии;
  • наличия покрытия грунтом;
  • шероховатости.

При подсчете расходования красок учитывается не только длина окружности и зависимость между площадью развертки и диаметром, но и данные расхода материала, указанные производителем. Чтобы не ошибиться, когда производятся вычисления, можно обратиться за помощью к специалистам.

Подготовить изделие к окраске несложно, достаточно выполнить ряд мероприятий, в том числе учесть таблицу расходов материалов. Программа определения площадей всегда считала достоверные цифры.

Как подготовить и покрасить металлические трубы (2 видео)

Формула расчета веса круглой трубы – Трубы и сантехника

Перед покупкой часто необходимо рассчитать, сколько весит труба стальная. На то есть две причины:

  • необходимо определить прочность будущей конструкции;
  • труба продается именно по весу.
Читайте также:  Внутренний диаметр полипропиленовых труб таблица

В любом ГОСТ-е есть таблица весов труб стальных, в которой указана стандартная масса одного метра. Но реальные значения могут отличаться от стандартного, даже в том случае, когда показатели диаметра и толщины стенки не отличаются. Ведь в процессе производства используются разрешенные ГОСТ-ом допуски. Их следует учитывать и при расчетах.

Независимо от метода вычисления, необходимо знать следующие параметры:

  • наружный диаметр;
  • толщина стенки;
  • сечение (круглая, прямоугольная, квадратная);
  • марка стали.

Расчет для круглой трубы, исходя из объема

Для того, чтобы определить удельный вес трубы стальной, необходимо вспомнить, что для этого необходимо умножить объем материала на его плотность.

Плотность является постоянной величиной, а объем вещества, то есть, стали, нужно вычислить.

Для этого можно использовать два метода: вычислить объем листа, который образует трубу, или вычислить объемы внешнего и внутреннего цилиндра и определить разность.

Обратите внимание

Чтобы вычислить вес материала 159 со стенкой в 5 мм по первому методу, следует сначала установить длину окружности – умножить диаметр на число пи:

0,159*3,142 = 0,499578 м.

Следующий шаг – расчет площади наружной поверхности. Для этого нужно умножить длину окружности на длину трубы. Так как рассчитывается размер для одного метра, то длина и будет один метр, а площадь:

Теперь можно вычислить объем стали, использованной для производства одного метра материала. Для этого следует умножить площадь на толщину стенки:

Последний шаг — вычисление веса. Для этого необходимо выяснить (из специальной таблицы) плотность стали – 7850 кг/м³. Далее объем стали умножается на плотность:

0,002498*7850 = 19,484 кг (вес одного метра трубы стальной 159).

Расчет веса трубы стальной по второму методу подразумевает вычисление объема двух цилиндров – внешнего и внутреннего. Первый шаг – расчет внешней и внутренней площади:

0,159*3,142 = 0,499578 м² (внешняя площадь)

Для расчета внутренней площади определяется внутренний диаметр:

0,159 – = 0,149 м

И умножается на пи:

0,149* = 0,468158 м².

Теперь можно вычислить объем внешнего и внутреннего цилиндра:

0,499578*1 = 0,499578 м³(объем внешнего цилиндра)

0,468158*1 = 0,468158 м³ (объем внутреннего цилиндра)

0,499578-0,468158 = 0,003142 м³.

Остается умножить на плотность:

0,03142*7850 = 24,6647 кг (вес погонного метра).

Результаты не совпадают. Если выяснять в соответствующем ГОСТ –е, то таблица покажет совсем другое значение, так как производители используют разрешенные этим документом погрешности.

Расчет при помощи простой формулы

Еще один метод – применение простой формулы:

Вес = * (D – e) * e * r, где

В этом случае получается:

3,142*( – 0,005)*0,005*7850 = 18,3752 кг,

А, например, вес трубы стальной 273 с толщиной стенки 7 мм будет:

3,142*(0,273 – 0,007)*0,007*7850 = 45,93 кг.

При вычислении значение имеет вид стали и метод производства. Например, вес трубы стальной электросварной не будет такой же, как бесшовной или водопроводной, даже если у них одинаковый внешний диаметр и толщина стенки. Ведь каждый вид материала производится из стали определенного состава, со своим индивидуальным значением плотности.

Читайте также:  Свойства пенополиуретана и особенности его применения

При покупке оцинкованного изделия следует учитывать, что вес оцинкованной трубы на 3% больше неоцинкованной с такими же параметрами.

Расчет профильной

Стальные трубы имеют не только круглое, но так же и прямоугольное и квадратное сечение. Чтобы произвести расчеты для профильной ( квадратной) трубы, нужно применить соответствующие формулы. Вычисления проводятся следующим образом:

Вес = (А — т) * т * 0,0316, где:

  • А – размер стороны;
  • т – толщина стенки;
  • 0,0316 – постоянный коэффициент.

Преимущества и недостатки

Тот факт, что продукция стального трубного проката занимает в любом магазине стройматериалов существенную часть стеллажей, говорит о наличии у неё определённых достоинств по сравнению со своими конкурентами. Кратко остановимся на них.

  • механическая прочность. Стальной трубопрокат, прежде всего, может применяться в местах, где водопровод подвергается немалым внешним механическим воздействиям. Кроме того, данные изделия – лучший выбор для организации транспортировки воды под весьма высоким давлением;
  • относительная дешевизна. Назвать трубу стальную самым дешевым материалом, конечно же, нельзя. А вот то, что она одно из самых дешёвых подобных изделий – это точно. При этом весу трубы отводится не главная роль;
  • широкий выбор арматуры. Если фитинг необходимой формы, например, для того же полипропиленового водопровода иногда придётся ещё и поискать, то обычные тройники или уголки чугунные в обилии присутствуют на полках любого строительного магазина;
  • небольшой коэффициент линейного расширения. Данное свойство очень важно, когда магистраль водопровода (неважно какого, стального или из другого материала) штукатурится или утапливается в стяжку. То есть, при нагреве стального трубопровода трещины в таком покрытии не появятся.

К основным недостаткам металлических трубных изделий помимо трудоёмкости монтажа и разборки, эксперты относят подверженность коррозии и уменьшение со временем полезного просвета. Что же касается веса 1м трубы стальной, то владелец будущего водопровода ощутит на себе большое значение данного параметра на всех этапах строительства. Начиная с транспортировки партии трубной продукции, включая разгрузку и заканчивая монтажом трубопровода.

Трубы без защитного покрытия быстро начинают ржаветь, а это является серьезным недостатком

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.