Cálculo do volume do tubo: princípios e regras de cálculo em litros e metros cúbicos

Ao encontrar a quantidade de fluido necessária no sistema de aquecimento, muitas vezes é necessário resolver um problema separado - calcular o volume do tubo com os parâmetros fornecidos. A própria fórmula computacional é simples. No entanto, na prática, para obter um resultado preciso, ele deve ser aplicado com cuidado.

Falaremos sobre como calcular o volume interno de um importante sistema de comunicação. No artigo que apresentamos, detalhamos as opções para realizar cálculos para os dutos e os aparelhos de aquecimento. Com base em nossos conselhos, você resolverá rapidamente o problema.

Parâmetros geométricos de tubos

Para determinar o volume do tubo, é necessário e suficiente conhecer apenas dois de seus indicadores: comprimento e diâmetro interno (real). O último parâmetro é importante para não ser confundido com o tamanho externo, o que leva à seleção correta de acessórios e elementos de conexão.

Se a espessura da parede não for conhecida, pode ser utilizado o DN (diâmetro interno da passagem) em vez do diâmetro interno calculado. Eles são aproximadamente iguais, e o valor do DN, como regra, é indicado na marcação, que é colocada na parte externa do produto.

A linha padrão de tubos de polipropileno contém o diâmetro externo e a espessura da parede em milímetros. Usando esses dois parâmetros, você pode calcular o diâmetro interno

Antes de tentar calcular o volume de qualquer tubo, você não deve cometer um erro comum e trazer todos os parâmetros para um único sistema de medição. O fato é que o comprimento é geralmente expresso em metros e o diâmetro em milímetros. A proporção dessas duas unidades é a seguinte: 1 m = 1000 mm.

De fato, é possível levar os parâmetros a valores intermediários - centímetros ou decímetros. Às vezes, é até conveniente, pois nesse caso o número de casas decimais ou, inversamente, zeros não será muito grande.

A relação de unidades de volume. Ao transferir de uma quantidade para outra, é necessário evitar erros no número de zeros ou, inversamente, casas decimais

Para tubos fabricados não na Rússia (e não na Rússia), o diâmetro pode ser expresso em polegadas. Nesse caso, é necessário realizar a recontagem, considerando que 1 ″ = 25,4 mm.

Fórmula para um único tubo

A partir da posição geométrica, o tubo é um cilindro circular reto.

O volume desse objeto é igual à área da seção transversal multiplicada pelo comprimento:

V = l * s

Nele:

• V - volume (m³);
• eu - comprimento (m);
• S - área transversal (m²).

A área da seção transversal de um tubo na forma de um círculo com um diâmetro conhecido é calculada pela fórmula:

S = π * d² / 4

Aqui:

• π = 3.1415926;
• d - diâmetro do círculo (m).

A fórmula final para o volume do tubo com diâmetro e comprimento interno conhecidos será a seguinte:

V = π * l * d² / 4

Se a unidade de medida para o comprimento e o diâmetro do tubo tiver um valor diferente (dm, cm ou mm), o volume será expresso em dm³cm³ ou mm³ em conformidade.

Além disso, queria mostrar uma maneira simples de medir o diâmetro externo do tubo (D) sem pinça. D = L / πonde L - circunferência:

Para o cálculo correto do volume de tubos, é necessário substituir dois parâmetros em uma fórmula simples: comprimento e diâmetro interno. Com que precisão eles serão medidos ou calculados, o resultado será tão preciso.

No cálculo do volume interno do tubo, serão necessárias fórmulas geométricas simples, usadas pela escola em física, álgebra, química, geometria e outras disciplinas

Exemplos aplicados de cálculos

Ajuda significativa na análise dos princípios de cálculos e na sequência de ações ao executar cálculos será fornecida por exemplos específicos, que devem ser familiares aos visitantes interessados.

Tarefa 1 - cálculo do volume do líquido de refrigeração necessário

Para uma casa de campo de residência temporária, é necessário calcular a quantidade de propileno glicol comprado - refrigerante não endurece em temperaturas abaixo de -30 ° C. O sistema de aquecimento consiste em um forno com uma jaqueta de 60 litros, quatro baterias de alumínio de 8 seções cada e 90 metros de tubo PN25 (20 x 3,4).

Os tubos da norma PN25 20 x 3,4 costumam ser usados ​​para organizar um pequeno circuito de aquecimento com uma conexão em série de radiadores. Seu diâmetro interno é 13,2 mm

O volume de fluido no tubo deve ser calculado em litros. Para isso, um decímetro deve ser tomado como uma unidade de medida. As fórmulas de transição dos comprimentos padrão são as seguintes: 1 m = 10 dm e 1 mm = 0,01 dm.

O volume da camisa da caldeira é conhecido. V₁ = 60 litros

No passaporte do radiador de alumínio Elegance EL 500, é indicado que o volume de uma seção é de 0,36 litros. Então V₂ = 4 * 8 * 0,36 = 11,5 l.

Nós calculamos o volume total dos tubos. Seu diâmetro interno d = 20-2 * 3,4 = 13,2 mm = 0,132 dm. Comprimento eu = 90 m = 900 dm. Portanto:

V₃ = π * eu * d² / 4 = 3,1415926 * 900 * 0,132 * 0,132 / 4 = 12,3 dm³ = 12,3 l.

Assim, agora você pode encontrar o volume total:

V = V₁ + V₂ + V₃ = 60 + 11,5 + 12,3 = 83,8 l.

A porcentagem da quantidade de fluido nos tubos em relação a todo o sistema é de apenas 15%. Mas se o comprimento das comunicações for grande ou o sistema for usado “Aquecimento de piso de água”, a contribuição dos tubos no volume total aumenta significativamente.

Instalações industriais e agrícolas geralmente instalam radiadores de aquecimento caseiros, dispostos de acordo com o tipo de registros. Conhecendo o tamanho dos tubos, você pode calcular o volume

Tarefa 2 - cálculo do volume de um radiador caseiro

Vamos descobrir como calcular um radiador de aquecimento clássico caseiro de quatro tubos horizontais de 2 m de comprimento.Primeiro, você precisa encontrar a área da seção transversal. Você pode medir o diâmetro externo a partir do final do produto.

Seja 114 mm. Usando a tabela de parâmetros padrão tubos de aço, encontramos a característica de espessura de parede desse tamanho - 4,5 mm.

Calcular o diâmetro interno:

d = 114 - 2 * 4,5 = 105 mm.

Defina a área de seção transversal:

S = π * d² / 4 = 8659 mm².

O comprimento total de todos os fragmentos é de 8 m (8000 mm). Encontre o volume:

V = eu * S = 8000 * 8659 = 69272000 mm³.

O volume dos tubos de conexão verticais pode ser calculado de maneira semelhante. Mas esse valor também pode ser negligenciado, uma vez que será menor que 0,1% do volume total do radiador de aquecimento.

O valor resultante não é informativo, portanto o traduziremos em litros. Como 1 dm = 100 mm, então 1 dm³ = 100 * 100 * 100 = 1000000 = 10⁶ mm³.

Portanto, V = 69272000 / 10⁶ = 69,3 dm³ = 69,3 l.

Baterias grandes ou sistemas de aquecimento (que são instalados, por exemplo, em fazendas) requerem quantidades significativas de líquido de refrigeração.

Portanto, como será necessário calcular o volume de tubos em m³, todas as dimensões antes de substituí-las na fórmula precisarão ser convertidas imediatamente em metros.

Tarefa nº 3 - cálculo do comprimento necessário de tubos PP

Você pode obter o valor do comprimento do fragmento usando uma régua ou fita métrica comum. Uma leve flexão e flacidez dos tubos de polímero podem ser negligenciadas, pois não levarão a um erro final grave.

Com essa curvatura dos tubos de polímero, seu comprimento será significativamente maior (de 10 a 15%) do que o comprimento da seção ao longo da qual eles são assentados

Para manter a precisão, é muito mais importante determinar corretamente o início e o fim de um fragmento:

• Ao conectar o tubo ao riser, meça o comprimento desde o início do fragmento horizontal. Não é necessário agarrar a parte adjacente do riser, pois isso levará a uma contagem dupla do mesmo volume.
• Na entrada da bateria, você precisa medir o comprimento dos tubos capturando as torneiras. Eles não são levados em consideração ao determinar o volume do radiador de acordo com os dados do passaporte.
• Na entrada da caldeira, é necessário medir a partir da camisa, levando em consideração o comprimento dos tubos de saída.

O arredondamento pode ser medido de maneira simplificada - assuma que eles passam perpendicularmente. Esse método é admissível, uma vez que sua contribuição total para o comprimento dos tubos é insignificante.

Se houver um esquema de localização para o piso quente, é possível calcular o comprimento dos tubos com o líquido de refrigeração de acordo com o plano com a aplicação de uma grade de grande escala

O volume do piso quente é calculado pelo metro de tubos instalados.

Se os dados sobre o comprimento ou padrão não estiverem disponíveis, mas a etapa entre os tubos for conhecida, o cálculo poderá ser realizado de acordo com a seguinte fórmula aproximada (independentemente do método de instalação):

l = (n - k) * (m - k) / k

Aqui:

• n - o comprimento do piso quente;
• m - a largura do piso quente;
• k - passo entre os tubos;
• eu - o comprimento total dos tubos.

Apesar da pequena seção transversal dos tubos usados ​​para aquecimento de piso de água, seu comprimento total leva a uma quantidade significativa de líquido de refrigeração fechado.

Portanto, para fornecer um sistema semelhante ao da figura acima (comprimento - 160 m, diâmetro externo - 20 mm), serão necessários 26 litros de líquido.

Obtenção do resultado por um método experimental

Na prática, surgem situações problemáticas quando o sistema hidráulico possui uma estrutura complexa ou alguns de seus fragmentos são depositados de maneira secreta. Nesse caso, torna-se impossível determinar a geometria de suas partes e calcular o volume total. Então a única saída é conduzir um experimento.

Usar o coletor e colocar tubos sob a mesa é uma maneira avançada de levar secretamente água quente para os radiadores de aquecimento. É impossível calcular com precisão a duração das comunicações na ausência de um plano

É necessário drenar todo o líquido, pegar um recipiente de medição (por exemplo, um balde) e encher o sistema até o nível desejado. O preenchimento ocorre pelo ponto mais alto: tanque de expansão aberto ou válvula de gatilho superior. Ao mesmo tempo, todas as outras válvulas devem estar abertas para evitar a formação de congestionamentos de ar.

Se a bomba mover a água ao longo do circuito, deixe-a funcionar por uma ou duas horas sem aquecer o líquido de refrigeração. Isso ajudará expulsar o ar residual. Depois disso, adicione fluido ao circuito mais uma vez.

Este método também pode ser usado para partes individuais do circuito de aquecimento, por exemplo, piso radiante. Para fazer isso, desconecte-o do sistema e "descarte" da mesma maneira.

Conclusões

Apesar de a rede nos oferecer uma grande variedade de produtos de software para realizar cálculos no deslocamento do líquido refrigerante, existem tabelas de convidados para determinar o volume interno dos tubos, você precisa conhecer os princípios dos cálculos "manuais".

Eles são necessários para aqueles que se envolvem independentemente na construção e reparo de comunicações e para aqueles que usam os serviços de organizações de design e construção.Informações úteis ajudarão a determinar o consumo de material antes do dispositivo do sistema, calcular com precisão a estimativa e ter uma idéia dos próximos pagamentos operacionais.

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