Объем трубы. Расчета внешнего и внутреннего объема для труб различного профиля
Объем воды в трубе, как и некоторые другие параметры, приходится просчитывать при прокладке коммуникаций и выполнении ремонтных работ. Неаккуратное проведение расчетов может обернуться неприятностями в виде излишних затрат на транспортировку и монтаж. Куда худшими последствиями небрежности станут недостаточное или избыточное давление в системе, что приведет к неизбежным переделкам из-за низкой производительности или преждевременного износа.
От такого параметра, как объем трубы, зависит количество рабочей среды, которая будет транспортироваться по трубопроводу
Как выполняется расчет на промышленном объекте
Объем водопроводной, газовой, канализационной или отопительной трубы рассчитывается в двух видах:
- Внешнем или фактическом.
- Внутреннем или полезном.
Перед тем, как посчитать объем трубы, следует определиться, о каком именно виде идет речь. Если требуется рассчитать объемы газа или жидкости, которые будут перекачиваться, то расчет относится к внутреннему или полезному виду.
На значительных по масштабам объектах начало работ сопряжено с проведением входного контроля, ставящего целью проверку труб на предмет наличия:
- сопроводительной документации;
- сертификатов;
- маркировки, нанесенной компанией-производителем на поверхности изделий.
На этом этапе получают все необходимые сведения о трубопрокате, включая номинальные размеры, что позволяет проведение требуемых вычислений. Для того, чтобы выполнить расчет объема наиболее распространенной трубы с круглым сечением, нужно получить данные о ее длине и диаметре.
Полезно знать! Фактическую длину на производственном объекте замеряют, используя строительную рулетку или мерную проволоку. При этом отмечается имеющиеся отклонения от данных, внесенных в заводскую документацию, и их соответствие нормативам, установленным ГОСТами.
Сверку наружного диаметра проводят, пользуясь формулой:
D = L : π — 2∆p – 0,2 мм.
Здесь задействованы такие величины: D – наружного диаметра; L – длины внешней окружности изделия; π — 3,14; ∆p – толщины материала, использованного для изготовления строительной рулетки; допустимого припуска в 0,2 мм, относящегося к прилеганию мерного инструмента к поверхности изделия.
При проведении сверки наружного диаметра учитываются установленные ГОСТами значения отклонений и погрешностей.
Как выполняется расчет внешнего (фактического) объема круглой трубы
Основной величиной, необходимой при проведении вычислений, будет диаметр изделия. Следует учитывать, что измерения стальных труб традиционно принято выполнять в так называемой имперской системе, оперирующей дюймами и долями дюймов. Переводя в более привычную метрическую систему, принимаем величину дюйма за 25, 4 мм. Однако для диаметра трубы в обычном исполнении он принимается за 25,5 мм, в усиленном исполнении – за 27,1 мм.
Выполнение соединений стальных труб с диаметром, указанным в имперской системе – в дюймах, с пластиковыми, алюминиевыми или медными, диаметр которых принято указывать, используя метрическую систему, в миллиметрах, проводится при помощи специальных переходников.
Расчет объема воды для системы теплоснабжения сводится, по обыкновению, к определению необходимости в незамерзающей жидкости, чтобы избежать расходов при появлении излишков. Вычисления сводятся к использованию размеров расширительного бака, замеру его диаметров:
- внешнего;
- внутренней полости.
Измеряя диаметр трубы в метрической системе, следует знать, как правильно перевести полученное значение в дюймы
Используется формула объема цилиндра:
V = πR2H.
Здесь мы имеем дело с V – искомым внешним (фактическим объемом) круглой трубы; π – 3,14; R – внешним радиусом изделия; H – высотой цилиндра или длиной трубы.
Выполнение расчета внутреннего (полезного) объема круглой трубы
Такой показатель, как толщина стенок, оказывает довольно значительное влияние на определение объема труб, определяя разницу между внешним и внутренним (полезным и фактическим).
Обратите внимание! Так как при поставках стальных водогазопроводных изделий принято оперировать лишь величиной условного прохода Ду и типом (легким, обыкновенным или усиленным), то для вычисления объема приходится обращаться к табличным данным, содержащимся в ГОСТе 3262-75.
Работа с ГОСТовской таблицей ведется в таком порядке:
- Из левой колонки берется величина условного прохода — Ду и соответствующее ей значение наружного диаметра в следующей колонке.
- Зная тип трубы, производится вычитание из величины наружного диаметра удвоенной толщины стенки.
- Полученное значение внутреннего диаметра делением на два превращается в значение радиуса внутреннего сечения.
Для вычисления площади данного сечения пользуются формулой
S = πr2, где:
S – искомая площадь; π – 3,14; r – радиус внутреннего сечения.
Определение внутреннего (полезного) объема круглой трубы осуществляется посредством формулы
V = SL, в которой:
V – искомый внутренний (полезный) объем; S – площадь внутреннего сечения; L – длина трубы.
Для расчета полезного объема трубы нужно знать ее внутренний диаметр
Проведем вычисление полезного объема обыкновенной трубы при условном проходе, равном 100. Табличное значение наружного диаметра в этом случае будет равняться 114 мм, а толщины стенок – 4,5 мм. Произведя вычитание 114 – 2х4,5, получим значение внутреннего диаметра – 105 мм, половину которого составит радиус, равный, соответственно, 52,5 мм. Переведем для удобства дальнейших расчетов в метры – 0,0525 м. Площадь сечения составит 0,0525 м, умноженные на π -0,16485 м3, округляемые до 0,165 м3. Для перевода в литры полученное значение умножается на 1000, получаем – 165 литров.
Как выполняются расчеты объема труб с профильным сечением
Как правило, описывая проведение вычислений объема трубопроката, по умолчанию ведут речь исключительно об изделиях круглого сечения. Однако в современный обиход все более активно включаются профильные трубы, обладающие различным по форме сечением:
- овальным;
- квадратным;
- прямоугольным;
- трапециевидным.
При прямоугольном сечении вычисление объема трубы ведется по формуле V = SH (в развернутом виде – abH), т. е. требуются данные о габаритах изделия – длине, ширине, высоте. При сечении 15х10 мм для пятиметрового отрезка получаем 0,015х0,010х5, что равняется 0,0075 м3 или семи с половиной литрам.
Вычисления для изделия с квадратным сечением упрощаются, так как необходимо знать значения только одной стороны сечения и длины. Формула такова:
V = а2H.
При сечении 180х180 мм для пятиметрового отрезка получаем 0,182х5, что равняется 0,16 м3 или 160 литрам.
При овальном сечении применяют формулу:
V = SL.
Вычисление площади овального сечения ведется с использованием формулы S = πав, где нужно подставить значения длины большой и малой полуосей эллипса (овала).
Проще всего рассчитать объем квадратной профильной трубы, так как все четыре ее стороны одинаковые
Трапециевидное сечение труб, все чаще используемое, наряду с прямоугольным, при обустройстве канализации или дымохода, для определения объема предполагает применение все той же формулы V = SL. Для вычисления площади трапеции берется формула S = 0,5 ав.
Появление все большего количества специальных компьютерных программ для проведения расчетов в отношении трубопроката различного профиля позволяет существенно упростить процесс. Достаточно воспользоваться услугами какого-либо онлайн-калькулятора и ввести имеющиеся в распоряжении данные, чтобы моментально получить необходимые результаты.
Объем трубы в литрах, рассчитать по диаметру и длине
Содержание:
- Рассчитать объем трубы в литрах, калькулятор
- Как рассчитать объем трубы в литрах
Объем трубы в литрах можно рассчитать с помощью онлайн калькулятора двумя способами:
- указав наружный диаметр в мм, длину трубы в метрах и толщину стенки в мм. Будет удобен для вычисления объема в литрах для тех труб, у которых указана толщина стенок в нанесенной на нее маркировке, например, полипропиленовые для пайки и/или для скрутки фитингом.
- указав внутренний диаметр в мм и длину трубы в метрах (погонные метры).
Делая расчет объема трубы в литрах, необходимо помнить о возможных погрешностях, например, повороты, неполная заполняемость некоторых участков труб и т. д.
Рассчитать объем трубы в литрах, калькулятор
- Зная толщину стенки, диаметр и длину
- Зная диаметр и длину
Как рассчитать объем трубы в литрах?
Чтобы узнать внутренний диаметр трубы, зная наружный, необходимо толщину стенки ( b ) умножить на 2, результат вычесть из наружного диаметра ( D ).
Формула выглядит следующим образом: Внутренний диаметр трубы = D — ( b * 2 )
Также можно воспользоваться таблицами, например, трубы для пайки. В которой уже указаны толщина стенки и ее диаметры для PN10, PN20 и PN25.
Для расчета объема цилиндра применяют формулу: V = Пи * R² * h = Пи * ( d² / 4 ) * h, где:
- Пи — 3,1415926;
- R – радиус цилиндра;
- d – диаметр цилиндра, в нашем случае — внутренний диаметр трубы;
- h – высота цилиндра, в случае расчета объема трубы h заменяем на L — длину трубы.
Исходя из этого, формула для расчета объема трубы по известному, внутреннему диаметру примет вид:
V объем трубы = Пи * ( d² / 4 ) * L
Важно! Перед началом расчета с помощью формул, все размеры необходимо перевести в единую меру, т. е. — сантиметры или дециметры.
Пример расчета объема трубы в литрах
D (наружный диаметр трубы) = 17 мм, b (толщина стенки) = 1,3 мм, L (длина трубы) = 10 м.
Внутренний диаметр равен, d = 17 — (1.3*2) = 14,4 мм
Для расчета объема трубы, переводим значения в см:
- L = 10 м = 1000 см;
- d = 14,4 мм = 1,44 см;
- V трубы по внут. диам. = 3.1415926 * (1.44²/4) * 1000 = 1628,55 см³
- 1 см³ = 0,001 литру
- 1 литр = 1000 см³
Следовательно, объем трубы: V в литрах = 1628,55 * 0,001 = 1,62855 литра
Как произвести расчет объема трубы — masterseptika.ru
Расчет
Во время стройки и ремонта нет деталей, которые могут оказаться не важными. А уж тем более важными считаются расчеты, связанные с трубопроводом. Особенностью их служит необходимость расчета не только длины, но и 2-х вариантов объема — внешнего и внутреннего. Внутренний объем маркируется как полезный, а внешний — фактический. Для получения точного объема воды в трубе используется исключительно внутренний вариант.
Разновидности трубопроводов.Для расчетов используются обычные школьные уравнения из тригонометрии, с той лишь разницей, что в данном случае их использование граничит с практикой в физике-механике.
Если, в свою очередь, пренебречь данными расчетами или произвести их неточно, то при стандартной подаче воды в трубопровод можно получить слишком высокое давление, которое ускорит износ. Либо слишком низкое давление, которое сделает невозможным полноценное использование трубопровода.
Подсчет объема
На практике расчеты производятся гораздо проще, чем в теории, но для этого потребуется некоторый опыт (не стоит надеяться одолеть с разбегу, но процесс не затянется).
Формула расчета объема цилиндра.- Первоначально нужно произвести расчеты диаметра сечения трубы. Именно на данном этапе происходит разделение на внутреннюю окружность и внешнюю, а потом все способы расчетов будут идентичными. В накладных на товар производитель (поставщик) чаще всего указывают именно внешний объем, т.к. специфика их работы заставляет обращать на это первостепенное внимание.При расчетах диаметра удобнее всего воспользоваться измерительными приборами, а потом из одного диаметра получить другой, что существенно упрощает жизнь. Для получения внутреннего диаметра нужно от внешнего отнять 2 толщины стенки. Если же прямые замеры невозможны, то придется использовать мягкую рулетку, а полученный результат делится на число Пи с 8 знаками после запятой, дабы добиться максимальной точности (3.14159265).
- Вычисляется радиус трубы. Для его получения потребуется просто диаметр поделить на 2.
- При поисках площади сечения трубы нужно учитывать тот момент, что все единицы вычисления должны быть переведены в нужные, ибо полученный результат будет в них же (см перейдут в см², а м в м²). Формула используется из тригонометрии — S=Пи*R² (площадь = Пи*радиус в квадрате).
- И только сейчас уже можно вычислить объем. Для вычисления объема трубы нужно площадь сечения перемножить на ее длину V=S*L, где L — это протяженность трубы. Замеряется он только на участках с равным сечением.
Если идет переход, то объем просчитывается отдельно до перехода, во время него и после такового. Переходы никогда не делаются сложными, поэтому их просчитать не составит труда — сечение на входе + сечение на выходе, а полученный результат поделить на 2. В итоге получается средний объем на длине, который и принимается за постоянный.
Вычисления объема
Формула расчета веса трубыДля примера, по комнате проходит труба с диаметром 30 см, которая ровно посередине комнаты за 1 м уменьшается в объеме в 2 раза. Для вычислений требуется внутренний объем именно самого перехода.
Все вышеупомянутые формулы можно соединить воедино, из чего получится V=3,14*((0,3/2+0.15/2)/2)2*1=0.0397 м³. В словесном варианте вычисления можно прочитать, как объем равен: число Пи*((входящий радиус + радиус на выходе)/2) в квадрате*продолжительность (в м).
При использовании инженерного калькулятора можно избежать целого ряда процедур. А специальные калькуляторы и вовсе довольствуются минимальной базой данных, чтобы выдать сразу все ответы.
Не все новички понимают, зачем нужно измерять объем трубы, т.к. с давлением работают исключительно люди с профессиональным образованием. Но при ремонтах может быть всякое, а также столкнуться с данной проблемой можно и в весьма спокойной обстановке, где труба служит для какого-либо развлечения, а с одной стороны и вовсе запаяна, а вот на этот раз расчет объема воды нужен будет даже последнему любителю. Если же рассчитать объем неверно, то итог будет сильно отличным от ожидаемого.
https://masterseptika.ru/youtu.be/LTpbyxxBKX0
Способ, как рассчитать объем воды в трубе, достаточно универсален, чтобы использовать его на всех ныне известных видах труб и окружностей, а результат всегда 100%.
как вычислить и какие формулы лучше подобрать
Как рассчитать объем трубы в литрах жидкости, проходящей через трубу, волнует каждого, кто сталкивается с такой необходимостью. Потребность возникает в случае проектирования новой системы отопления, а сами показатели помогают определиться с выбором оборудования, габаритами расширительного бачка. Этот показатель имеет немаловажное значение и при использовании такого вещества как антифриз, продающегося в нескольких формах:
- разбавленной;
- концентрированной.
В первом случае жидкость выдерживает до -65оС, второй вид замерзает уже при -30оС. Чтобы определиться с объемом канистры или бутыли с веществом, важно знать объем теплоносителя. Так, при 70 литрах объема трубы потребуется 35 литров неразбавленного антифриза, который достаточно развести в пропорции 1:1, что в итоге равно 70 л.
В строках таблицы, представленной выше, приведены реальные вычисления распространенных вариантов диаметров труб, на которые можно опираться.
Формула для расчета показателей
Точные данные возможно получить путем измерений и вычислений, для этого понадобятся некоторые инструменты:
- калькулятор;
- штангенциркуль;
- линейка.
Этого короткого списка инструментов будет достаточно для получения необходимых параметров.
Для расчета объема трубы в литрах измерьте радиус трубы (R). Он бывает внутренним или наружным. Первый позволяет определить количество жидкости, помещающееся внутри цилиндра, то есть внутренний объем трубы, ее кубатуру. Второй – размер места, занимаемого конструкцией.
Кроме этого, потребуются данные диаметра труб (D), для расчета которого применяют формулу: rx2.
Понадобится и определение длины окружности (L).
Как посчитать объем трубы в литрах
Этот показатель измеряется в кубических метрах (м3), а чтобы получить желаемую цифру, придется предварительно рассчитать площадь трубы. Точное значение возможно получить только после расчета площади сечения. Для этого используется формула S=Rxπ, где S – искомая площадь, R – радиус трубы, π – 3,14159265. Полученное значение перемножают с длиной трубопровода.
Объем трубы в литрах находят, пользуясь формулой, а искомое получают из одноуровневого действия и всего лишь двух значений. Сама формула выглядит следующим образом: V=SxL, где V – объем трубы, S – площадь сечения, L – показатель длины.
Пример вычисления объема трубы
Возьмем металлическую трубу с внутренним диаметром 50 и внешним 54 мм и длиной 220 мм. Для проведения вычислений потребуется вставить в формулу расчета площади круга размер внешней поперечины металла, в данном случае трубная площадь будет равна: V=D1xD2xLxp=4,319 литра. При этом объем 1 м трубы составит 1,963 л, а площадь поверхности – 0,373 м2.
Эта формула применяется для расчета объема трубы любого диаметра независимо от того, какой материал использовался в ходе производства. Для определения показателей объема трубопровода, состоящего из нескольких конструктивных частей, формулу рассчитывают по отдельности, выписывая объем каждого участка.
Особенности вычислений
При вычислениях следите, чтобы единицы измерений выражались одинаково. Иначе получить правильную цифру не получится. К примеру, нужно перемножить диаметр, выраженный в метрах, а длину — в сантиметрах. Лучше переведите все значения в см2. Иначе рискуете при использовании разных единиц измерения получить в результате сомнительные данные, не соответствующие реальности и достаточно отдаленные от настоящих значений.
Если вы работаете инженером и подобные действия выполняете ежедневно, калькулятор можно запрограммировать, установив постоянные значения. Например, число П, умноженное на 2.
Это способствует более быстрому произведению работ по поиску необходимого значения.
Современные технологические возможности представляют реальным использование специальных инженерных и архитектурных программ, где заранее уже прописаны отдельные параметры и стандартные значения. Все, что потребуется со стороны пользователя, – подставить дополнительные индивидуальные показатели, измеренные в квартире или доме.
Обратите внимание! При обустройстве систем водного типа не обязательно проводить точный расчет, он больше нужен для того, чтобы определиться с точным количеством материалов и не тратиться попусту. Достаточно приблизительного подбора объема.
Теперь вы знаете, как найти объем воды в трубе в литрах, благодаря простым формулам, приведенным в статье.
Как вычислить объем теплоносителя. Простая формула
Что такое теплоносители
Теплоносители – это специальные реагенты, нагреваемые котлами и передающие тепло радиаторам для обогрева пространства. Для этой цели подходят только жидкости, поскольку необходимо давление для равномерного распределения по всей системе, а также последующей замены этого реагента на новый.
Теплоносители используются в любых отопительных системах: радиаторах автомобилей, котельных, промышленных котлах, системах кондиционирования, вентиляции и так далее. Отопление жилых помещений, промышленных цехов, торговых центров и любых других помещений было бы невозможно без них.
Популярные виды теплоносителей
- Вода. Активно используется при отоплении домов и квартир. Для избегания коррозии воду необходимо дополнительно фильтровать или использовать уже подготовленную, например, специализированную воду Kraft.
- Спиртосодержащие растворы. Прямой аналог воды, содержит большой процент этилового спирта, чтобы теплоноситель не замерзал при отрицательных температурах. Пример — этиленгликоль Thermagent -30.
- Антифриз. Особо текучее вещество, имеющее большую теплоемкость. Активно применяется для непостоянного обогрева небольших помещений. Лучший антифриз — HotPoint 30 Ultimate ECO.
- Масло. Используется в крупной промышленности. Требует большей энергии для нагрева, но гораздо дольше остывает.
Вычисление объема теплоносителя
Зачем нужно рассчитывать оптимальное количество теплоносителя
Неправильный объем теплоносителя негативно влияет на многие элементы оборудования. Если его мало, то энергия, переходящая в тепло, будет передаваться не жидкости, а корпусам нагревательных элементов. Перегрев может надолго вывести оборудование из строя, а то и вовсе привести его к полной потере.
Также при недостатке теплоносителя его место занимает воздух. В отопительных системах важно исключить наличие воздуха в контуре, поскольку он мало того, что снижает концентрацию самого теплоносителя и, соответственно, снижает КПД системы, но и приводит к окислению материалов, что ведет к коррозии и последующим поломкам.
В свою очередь, если теплоносителя будет слишком много, то при нагреве будет превышено давление. В лучшем случае это приведет к срыванию клапанов, прорывам в системе, многочисленным протечкам и даже взрывам.
Этих фактов достаточно, чтобы понять важность правильного расчета теплоносителя, ведь это избавит вас от множества проблем в виде простоя, финансовых и временных затрат, ремонта и замены оборудования, а также прозябания на холоде.
Формула расчет объема теплоносителя
Поскольку наличие воздуха в контуре отопительного оборудования снижает теплопроводимость и негативно влияет на работоспособность, необходимо правильно рассчитывать количество теплоносителя. Для этого нужно суммировать внутренний объем всех элементов системы, предназначенных для его содержания.
Как правило, отопительная система состоит из следующих частей:
- Расширительный бак
- Котел отопления
- Соединительные трубы
- Радиаторы
В некоторых случаях также используются резервные баки с теплоносителем для компенсации испарения жидкости, но они не используются при расчете объема системы.
Формула расчета объема отопительной системы
V системы = V расширительного бака + V котла + V всех труб + V всех радиаторов
В случае покупки сертифицированного оборудования, объемы всех элементов должны быть указаны в технической документации, но длина и, соответственно, объем труб всегда зависит от конкретного помещения и системы, потому их придется считать вручную. Для этого необходимо поперечное сечение (S) трубы умножить на ее длину (L). Само же поперечное сечение высчитывается умножением внутреннего радиуса трубы (R) на математическую константу Пи (π), равную 3,14.
Формула расчета объема труб
V трубы = S*L
или
V трубы = R*π*L
Теперь, зная объем своей отопительной системы, необходимо заполнить ее соответствующим количеством теплоносителя. Но здесь есть определенный нюанс. Как известно, любые материалы при нагревании расширяются, потому, при полном заполнении контура в процессе разогрева наполнителя, могут лопнуть клапаны и сорваться крышки.
Чтобы этого избежать, следует учитывать коэффициент расширения жидкости при определенной температуре. Так, этиленгликоль при 40°С увеличит свой объем на 0,75%, а при 110°С на 5,15%. Коэффициенты расширения каждого теплоносителя можно найти в технической документации или уточнить у производителя. Владея полученной информацией, вы можете корректировать объем жидкости.
Пример расчета объема теплоносителя
Предположим, что ваше помещение отапливается с помощью одного стандартного стального радиатора с 10 секциями (каждая секция вмещает 0,45 литра). Нагревательный котел емкостью 10 литров находится в соседней комнате в 5 метрах по прямой от него, и они соединены стандартной трубой с внутренним радиусом 15 мм. Расширительный бак имеет емкость 0,5 литра.
Получаем:
V трубы = 0,15*3,14*5 = 2,35 литра
V радиатора = 0,45*10 = 4,5 литра
V системы = 2,35+4,5+10+0,5 = 17,35 литра
Но это еще не конец. 17,35 литра – это емкость самой системы, тогда как при нагреве объем теплоносителя увеличится. Допустим, при отоплении мы используем вышеупомянутый этиленгликоль, разогретый до тех же 110°С, соответственно его количество увеличится на 5,15%. Уменьшаем этот объем на данный коэффициент:
17,35*(100-5,15)/100 = 16,45 литра
Примечание: если мы зальем в нашу систему 16,45 литра этиленгликоля, и он увеличится на 5,15%, то получится лишь 17,3 литра, но 50 мл объема можно считать технической погрешностью и данный объем воздуха слишком мал для нанесения вреда оборудованию.
Именно столько понадобится этиленгликоля для нашей системы. Поскольку никогда нельзя исключить вероятность протечек, а также с учетом испарения жидкости, стоит покупать с запасом.
Заключение
Теперь вы знаете, как правильно рассчитывать объем теплоносителя в отопительных системах. Если все-таки подобные вычисления не вызывают у вас ничего, кроме головной боли, вы всегда можете обратиться за помощью к нашим менеджерам по тел. +7 (495) 139-60-20 или +7 (965) 230-51-17 и получить полную консультацию по любому вопросу.
Объем цилиндра — основы и примеры
00: 00: 03.060
В этом уроке мы узнаем об объеме цилиндра.
00: 00: 07.090
Начнем с этого круга с радиусом r.
00: 00: 12.040
К настоящему времени мы уже должны знать, что площадь A этого круга равна квадрату pi r.
00: 00: 18.080
Теперь давайте превратим этот круг в цилиндр.
00: 00: 22.140
После этого этот цилиндр будет иметь радиус r и высоту h.
00: 00: 29.000
Теперь, чтобы найти объем этого цилиндра V, мы просто умножаем площадь A на высоту h.
00: 00: 38.100
Следовательно, мы умножаем квадрат пи r на h.
00: 00: 43.070
Это дает формулу для объема цилиндра V, равного pi r квадрат h.
00: 00: 51.080
Теперь важно, чтобы мы включили единицу измерения объема.
00: 00: 55.170
Поскольку единица измерения не указана, мы можем записать ее как кубическую единицу.
00:01:01.210
Хорошо, давайте посмотрим на несколько примеров определения объема цилиндра. В этих примерах мы принимаем пи равным 3,14.
00: 01: 11.200
Найдите объем этого цилиндра, который имеет радиус 3 см и высоту 5 см.
00: 01: 18.140
Начнем с формулы: V равно pi r квадрат h.
00: 01: 24.040
Теперь, поскольку радиус задан как 3 см, мы можем заменить r на 3.
00: 01: 31. 140
Теперь давайте упростим 3 квадрата. Здесь мы видим, что 3 квадрата равняются 3 умноженным на 3.Это дает 9. Давайте запишем это здесь.
00: 01: 46.180
Продолжим. Высота h задана как 5 см. Следовательно, мы можем заменить h на 5.
00: 01: 54.240
Теперь мы можем упростить это уравнение, умножив 9 на 5. Это дает 45.
00: 02: 02.220
Далее число пи равно 3,14. Итак, заменим пи на 3,14.
00: 02: 12.140
Наконец, мы можем найти объем, умножив 3,14 на 45. Это дает 141,30.
00: 02: 23.110
Обратите внимание, что это число не имеет значения, если мы не укажем для него единицу измерения.
00: 02: 28.190
Поскольку радиус и высота указаны в сантиметрах, объем будет в кубических сантиметрах.
00: 02: 34.200
Следовательно, объем этого цилиндра составляет 141,30 куб. Сантиметра.
00: 02: 42.130
В следующем примере объем этого цилиндра составляет 50 кубических футов, а его радиус — 2 фута. Найдите его высоту, h.
00: 02: 51.180
Теперь давайте начнем с формулы V = pi r квадрат h.
00: 02: 57.130
Поскольку объем цилиндра равен 50, мы можем заменить V на 50.
00: 03: 03.230
Затем, поскольку радиус задан как 2, мы можем заменить r на 2.
00: 03: 10.050
Теперь давайте упростим квадрат 2. На самом деле 2 квадрата — это умножение 2 на 2, что равно 4. Давайте запишем это здесь.
00: 03: 22.120
Затем мы можем заменить пи на 3,14.
00: 03: 27.120
Здесь мы можем упростить это уравнение, умножив 3,14 на 4.
00: 03: 33.120
Это дает 12,56.
00: 03: 36.240
Теперь у нас 12.56 ч равно 50. Давайте перепишем это уравнение, чтобы его было легче увидеть.
00: 03: 46.230
Затем, чтобы найти «H», мы разделим обе части уравнения на 12,56.
00: 03: 54.140
Это дает, h равно 50, деленному на 12,56.
00: 04: 01.180
Теперь мы можем найти h, разделив 50 на 12,56. Это дает 3,98.
00: 04: 10.180
Опять же, это число не имеет значения, если мы не укажем для него единицу измерения.
00: 04: 15.180
Так как радиус указан в футах, высота цилиндра также будет в футах.
00: 04: 21.060
Следовательно, высота цилиндра составляет 3,98 фута.
00: 04: 27.090
Это все для этого урока. Попробуйте ответить на практический вопрос, чтобы проверить свое понимание.
Трубы и калибровка труб | Спиракс Сарко
Бернулли связывает изменения общей энергии текущей жидкости с рассеиваемой энергией, выраженной либо в терминах потери напора hf (м), либо в виде удельных потерь энергии g hf (Дж / кг). Само по себе это не очень полезно, если не будет возможности предсказать потери давления, которые возникнут в определенных обстоятельствах.
Здесь вводится один из наиболее важных механизмов рассеивания энергии в текущей жидкости, то есть потеря общей механической энергии из-за трения о стенку однородной трубы, по которой проходит устойчивый поток жидкости.
Потери общей энергии жидкости, протекающей по круглой трубе, должны зависеть от:
L = Длина трубы (м)
D = Диаметр трубы (м)
u = Средняя скорость потока жидкости (м / с)
μ = динамическая вязкость жидкости (кг / м · с = Па · с)
курсив-p — основной текст.jpg = Плотность жидкости (кг / м³)
kS = шероховатость стенки трубы * (м)
* Поскольку рассеяние энергии связано с напряжением сдвига на стенке трубы, природа поверхности стенки будет иметь значение, поскольку гладкая поверхность будет взаимодействовать с жидкостью иначе, чем шероховатая поверхность.
Все эти переменные собраны вместе в уравнении Д’Арси-Вейсбаха (часто называемом уравнением Д’Арси) и показаны как уравнение 10.2.1. Это уравнение также вводит безразмерный термин, называемый коэффициентом трения, который связывает абсолютную шероховатость трубы с плотностью, скоростью и вязкостью жидкости, а также диаметром трубы.
Термин, который связывает плотность, скорость и вязкость жидкости, а также диаметр трубы, называется числом Рейнольдса в честь Осборна Рейнольдса (1842-1912, из колледжа Оуэнс, Манчестер, Соединенное Королевство), который первым применил этот технический подход к потерям энергии при протекании. жидкости около 1883 года.
Уравнение Д’Арси (Уравнение 10.2.1):
Читатели в некоторых частях мира могут узнать уравнение Д’Арси в несколько иной форме, как показано в уравнении 10.2.2. Уравнение 10.2.2 аналогичен уравнению 10.2.1, но не содержит константы 4.
Уравнение и калькулятор расхода воздуха в трубах
Связанные ресурсы: поток жидкости
Уравнение и калькулятор расхода воздуха в трубах
Гидравлика и пневматика
Расчетные и технические данные жидкостей
Уравнение и калькулятор расхода воздуха в трубах
где:
v = скорость воздуха в футах в секунду (фут / сек)
p = потеря давления из-за потока через трубы в унциях на квадратный дюйм (унции / дюйм 2 )
d = внутренний диаметр трубы в дюймах (дюймах)
L = длина трубы в футах (ft)
Мощность, необходимая для прогона воздуха по трубе, равна объему воздуха в кубических футах в секунду, умноженному на давление в фунтах на квадратный фут, и полученному произведению, деленному на 550.
Скорость | Фактическое Внутри | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 16 | 24 | |
1 | 0.33 | 1,31 | 2,95 | 5,2 | 11,8 | 20,9 | 32,7 | 47,1 | 83,8 | 188 |
© Авторские права 2000-2021, Engineers Edge, LLC www. Engineersedge.com
Все права защищены
Заявление об ограничении ответственности | Обратная связь | Реклама
| Контакты
Дата / Время:
Калькулятор объема
Количество RTV, необходимое для изготовления формы из силиконовой резины
Примечание. На кубический дюйм силиконовой резины приходится 21 грамм.
В 1 фунте 453 грамма.
Формула для формы квадрата / прямоугольника: длина x ширина x высота
Пример: У вас есть формовочная коробка, которую необходимо заполнить 9 «x 4» x 2 «= 72 кубических дюйма, чтобы полностью закрыть оригинал / деталь.Теперь, используя ту же формулу, вычтите кубические дюймы (объем) вашей детали.
Пример: Размер вашей детали 8 дюймов x 3,5 дюйма x 1,5 дюйма = 42 кубических дюйма.
Тогда вы возьмете 72 — 42, чтобы получить в сумме 30 кубических дюймов.
30 кубических дюймов x 21 грамм на кубический дюйм = 630 граммов RTV необходимо.
А затем, если вы хотите пересчитать это в фунты. возьмите 630, разделив на 453 грамма на фунт = 1,39 фунта. РТВ.
Формула для круглой формы: Пи x Радиус (в квадрате) x Высота
Пример: Диаметр формы составляет 4 дюйма (тогда радиус будет половиной от 2 дюймов), а высота — 3 дюйма.Вот как это будет выглядеть:
2 дюйма x 2 дюйма (радиус в квадрате) x 3,14 (пи) x 3 (высота) = 37,68 кубических дюймов.
Теперь, используя ту же формулу, вычтите кубические дюймы вашей детали.
Пример: Деталь имеет диаметр 3,5 дюйма (радиус 1,75 дюйма) и высоту 2,75 дюйма.
Вот как это будет выглядеть:
1,75 дюйма x 1,75 дюйма (радиус в квадрате) x 3,14 (пи) x 2,75 дюйма (высота) = 26,45 кубических дюймов.
Тогда вы возьмете 37.68 — 26,45, что в сумме дает 11,23 кубических дюйма.
11,23 кубических дюймов x 21 грамм на кубический дюйм = 236 граммов RTV.
А затем, если вы хотите пересчитать это в фунты. возьмите 236, разделенные на 453 грамма на фунт = 0,52 фунта. РТВ.
Количество смолы, необходимое для отливки детали
Примечание. В 1 кубическом дюйме алюмилитовой смолы содержится 0,554 унции.
Формула для квадратной / прямоугольной детали: длина x ширина x высота
Пример: Если размер вашей детали 3 дюйма x 4 дюйма x 2 дюйма = 24 кубических дюйма.Возьмем 24 кубических дюйма x 0,554 унции на кубический дюйм = 13,25 унции.Формула для круглой детали: Пи x Радиус (в квадрате) x Высота.
Используйте ту же формулу, что и для круглой формы RTV (секция 1), чтобы рассчитать необходимую смолу. Затем умножьте это на 0,554 унции на кубический дюйм, чтобы определить необходимое количество унций.
Формула, теория и уравнения для расчета падения давления в трубе
Когда жидкость течет по трубе, возникает падение давления из-за сопротивления потоку. Также может наблюдаться прирост / потеря давления из-за изменения высоты между началом и концом трубы. Этот общий перепад давления в трубе зависит от ряда факторов:- Трение между жидкостью и стенкой трубы
- Трение между соседними слоями самой жидкости
- Потери на трение при прохождении жидкости через фитинги, изгибы, клапаны или компоненты
- Потеря давления из-за изменения высоты жидкости (если труба не горизонтальна)
- Прирост давления из-за любого напора жидкости, добавляемого насосом
Расчет падения давления в трубе
Чтобы рассчитать потерю давления в трубе, необходимо вычислить падение давления, обычно в напоре жидкости, для каждого из элементов, вызывающих изменение давления.Однако для расчета потерь на трение, например, в трубе, необходимо вычислить коэффициент трения, который будет использоваться в уравнении Дарси-Вайсбаха, которое определяет общие потери на трение.
Сам коэффициент трения зависит от внутреннего диаметра трубы, внутренней шероховатости трубы и числа Рейнольдса, которое, в свою очередь, рассчитывается на основе вязкости жидкости, плотности жидкости, скорости жидкости и внутреннего диаметра трубы.
Таким образом, для расчета общих потерь на трение необходимо выполнить ряд дополнительных расчетов.Работая в обратном направлении, мы должны знать плотность и вязкость жидкости, диаметр трубы и свойства шероховатости, вычислить число Рейнольдса, использовать его для расчета коэффициента трения с использованием уравнения Колебрука-Уайта и, наконец, ввести коэффициент трения в коэффициент Дарси. Уравнение Вайсбаха для расчета потерь на трение в трубе.
После расчета потерь на трение в трубе нам необходимо учесть возможные потери в фитингах, изменение высоты и любой добавленный напор насоса.Суммирование этих потерь / прибылей даст нам общее падение давления в трубе. В следующих разделах каждый расчет рассматривается по очереди.
Расчет потерь на трение в трубе
Теперь нам нужно рассчитать каждый из элементов, необходимых для определения потерь на трение в трубе. Ссылки в следующем списке предоставляют более подробную информацию о каждом конкретном расчете:
Наше программное обеспечение Pipe Flow автоматически рассчитывает потери на трение в трубах с использованием уравнения Дарси-Вайсбаха, поскольку это наиболее точный метод расчета для несжимаемых жидкостей, и он также признан в отрасли точным для сжимаемого потока при соблюдении определенных условий.
Расчет потерь в трубной арматуре
Потери энергии из-за клапанов, фитингов и изгибов вызваны некоторым локальным нарушением потока. Рассеяние потерянной энергии происходит на конечном, но не обязательно коротком участке трубопровода, однако для гидравлических расчетов принято учитывать всю сумму этих потерь в месте нахождения устройства.
Для трубопроводных систем с относительно длинными трубами часто бывает так, что потери в фитингах будут незначительными по сравнению с общей потерей давления в трубе.Однако некоторые местные потери, например, вызванные частично открытым клапаном, часто бывают очень значительными и никогда не могут быть названы незначительными потерями, и их всегда следует учитывать.
Потери, создаваемые конкретным трубопроводным фитингом, измеряются с использованием реальных экспериментальных данных, а затем анализируются для определения K-фактора (местного коэффициента потерь), который можно использовать для расчета потерь фитинга, поскольку он изменяется в зависимости от скорости проходящей жидкости. через это.
Наши программы для измерения расхода в трубах позволяют легко автоматически включать потери в фитингах и другие локальные потери в расчет падения давления, поскольку они поставляются с предварительно загруженной базой данных по фитингам, которая содержит множество отраслевых стандартных коэффициентов K для различных клапанов и фитингов различных размеров. .
Все, что нужно сделать пользователю, — это выбрать соответствующий фитинг или клапан, а затем выбрать «Сохранить», чтобы добавить его к трубе и включить его в расчет потери давления в трубе.
По этой ссылке можно получить дополнительную информацию о коэффициентах K фитинга и уравнении потерь в фитингах.
Расчет потерь компонентов трубы
Часто существует множество различных типов компонентов, которые необходимо смоделировать в системе трубопроводов, таких как теплообменник или чиллер.Некоторые компоненты могут вызывать известную фиксированную потерю давления, однако более вероятно, что падение давления будет изменяться в зависимости от скорости потока, проходящего через компонент.
Большинство производителей предоставляют кривую производительности компонентов, которая описывает характеристики расхода и потери напора их продукта. Эти данные затем используются для расчета потерь давления, вызванных компонентом для заданного расхода, но сам расход также будет зависеть от потерь давления на выходе из компонента, поэтому очень сложно смоделировать характеристики потери напора компонента без учета использование соответствующего программного обеспечения, такого как Pipe Flow Expert.
Потеря давления из-за изменения высоты
Поток в восходящей трубе
Если начальная отметка трубы ниже конечной отметки, то помимо трения и других потерь будет дополнительная потеря давления, вызванная повышением отметки, которая, измеренная в напоре жидкости, просто эквивалентна повышению отметки.
то есть на более высоком уровне жидкости добавляется меньшее давление из-за уменьшения глубины и веса жидкости выше этой точки.
Поток в падающей трубе
Если начальная отметка трубы выше конечной отметки, то, помимо трения и других потерь, будет дополнительный прирост давления, вызванный понижением отметки, которое, измеренное в напоре жидкости, просто эквивалентно понижению отметки.
то есть при более низкой отметке жидкости добавляется большее давление из-за увеличения глубины и веса жидкости выше этой точки.
Энергетические и гидравлические марки
Высота жидкости в трубе вместе с давлением в трубе в определенной точке и скоростным напором жидкости может быть суммирована для расчета так называемой линии оценки энергии.
График гидравлического уклона может быть рассчитан путем вычитания скоростного напора жидкости из EGL (линия энергетического уклона) или просто путем суммирования только подъема жидкости и давления в трубе в этой точке.
Расчет напора насоса
Внутри трубопроводной системы часто находится насос, который создает дополнительное давление (известное как «напор насоса») для преодоления потерь на трение и других сопротивлений. Производительность насоса обычно предоставляется производителем в виде кривой производительности насоса, которая представляет собой график зависимости расхода от напора, создаваемого насосом для диапазона значений расхода.
Поскольку напор, создаваемый насосом, зависит от расхода, определение рабочей точки на кривой производительности насоса не всегда является легкой задачей. Если вы угадываете скорость потока, а затем рассчитываете добавленный напор насоса, это, в свою очередь, повлияет на разницу давления в трубе, которая сама по себе фактически влияет на скорость потока, которая может возникнуть.
Конечно, если вы используете наше программное обеспечение Pipe Flow Expert, оно найдет для вас точную рабочую точку на кривой насоса, гарантируя, что потоки и давления сбалансированы по всей вашей системе, чтобы дать точное решение для вашей конструкции трубопровода.
Как бы вы ни рассчитали напор насоса, добавленный в трубу, этот дополнительный напор жидкости необходимо добавить обратно к любому перепаду давления, который произошел в трубе.
Расчет общего падения давления в трубе
Следовательно, давление на конце рассматриваемой трубы определяется следующим уравнением (где все параметры указаны в м напора жидкости):
P [конец] = P [начало] — Потери на трение — Потери в фитингах — Потери в компонентах + Высота [начало-конец] + Напор насоса
где
P [end] = Давление на конце трубы
P [начало] = Давление в начале трубы
Отметка [начало-конец] = (Отметка в начале трубы) — (Отметка в конце трубы)
Напор = 0, если насос отсутствует
Таким образом, перепад давления или, скорее, перепад давления dP (это может быть прирост) между началом и концом трубы определяется следующим уравнением:
dP = Потери на трение + Потери в фитингах + Потери в компонентах — Высота [начало-конец] — Напор насоса
где
P [end] = Давление на конце трубы
P [начало] = Давление в начале трубы
Высота [начало-конец] = (Высота в начале трубы) — (Высота в конце трубы)
Напор = 0, если насос отсутствует
Примечание. DP обычно указывается как положительное значение, относящееся к падению давления .Отрицательное значение указывает на усиление давления.
Расчеты пропускной способности бурильных труби таблица Excel
В этой статье мы обсудим расчеты пропускной способности бурильных труб (объемы заполнения, объемы вытеснения как с открытым концом, так и с заглушкой). В конце статьи вы также можете скачать образец таблицы Excel для расчета пропускной способности бурильных труб.
Как выполнить расчет пропускной способности бурильных труб
Термин «пропускная способность» может использоваться как синоним объема.При использовании на нефтяном месторождении это количество, которое может выдержать конкретная длина трубы. Зная форму трубы круглой; количество часто рассчитывается вручную.
В этой части мы обсудим расчеты заполнения и вытеснения. Расчеты производительности — это одна из различных математических задач, которые можно значительно упростить, если использовать таблицы Halliburton Cementing Tables (Красная книга) . В разделе 210 (Производительность) перечислены коэффициенты пропускной способности для различных размеров бурильных труб , насосно-компрессорных труб, обсадных труб и необсаженного ствола.В настоящее время они указаны в галлонах на фут, баррелях на фут и кубических футах на фут (рис. 1).
Чтобы использовать таблицы грузоподъемности, найдите правильную таблицу для типа трубы, с которой вы имеете дело: бурильная труба, НКТ, обсадная колонна или открытый ствол. Затем найдите размеры и вес трубы в двух левых столбцах.
( Примечание : для трубок четыре столбца.) Затем найдите нужные единицы объема в верхней части. Считайте коэффициент пропускной способности в месте пересечения столбцов.
Пример задачи
Какова пропускная способность в галлонах 1000 футов бурильной трубы с высадкой 2-7 / 8 дюймов и 10,4 фунта / фут? Используйте образец раздела 210, показанный на рисунке 5.1, для облегчения ваших расчетов.
Решение
Найдите соответствующий коэффициент пропускной способности (в галлонах / футах) на Рисунке 1 и умножьте его на длину бурильной трубы.
Коэффициент пропускной способности = 0,1888 гал / фут
Вместимость = 0,1888 гал / фут × 1000 фут = 188.8 галлонов
Рис. 1 A) Расчеты пропускной способности бурильных труб для заполненияЗаполнение трубы определяется по длине трубы, которую будет заполнять указанный объем. Коэффициенты пополнения также перечислены в разделе 210 Красной книги.
Образец задачи:
Какова длина в футах бурильной трубы с высадкой 3,5 дюйма и 15,5 фунта / фут для заполнения 25 баррелей нефти? Используйте рисунок 1, чтобы помочь в ваших расчетах.
Решение:
Коэффициент заполнения = 152.05 футов / баррель
Заполнение = 152,05 футов / баррель × 25 баррелей = 3801,25 футов
B) Расчет смещения трубыНа нефтяном месторождении термины смещения и смещения могут вызывать путаницу. Термин «вытеснение» часто относится к откачке жидкости внутри любой трубы из трубы, как при вытеснении Hi-Vis Pill водой (см. Также Процедуры вытеснения бурового раствора) . Для этого количество перекачиваемой жидкости обычно равно пропускной способности трубы.
Вытеснение бурильной трубы с закрытым концом с буровой пробкойНа рис. 2 показан объем жидкости, вытесняемой при спуске трубы с буровой пробкой или бурильной трубы с закрытым концом в ствол скважины. Этот объем равен площади плоской поверхности внешнего диаметра, умноженной на длину трубы:
Смещение = OD Площадь × длина
или
Смещение = 0,7854 × OD × OD × длина
Рисунок 2Пример задачи
Рассчитать смещение в бочках для трубы с заглушкой, показанной на Рисунке 2?
Решение:
- Преобразовать 3 дюйма в футы | 3/12 дюйма / фут = 0.3
- Коэффициент преобразования = (находится в разделе (Красная книга) 240, страница 85) = 0,1781 баррель / фут
- Водоизмещение = 49,09 футов 3 3 × 0,1781 баррель / фут = 8,74 барреля
Когда бурильная труба с открытым концом (то есть некоторое отверстие позволяет трубе заполняться изнутри при спуске в скважину), она вытесняет меньше жидкости, чем бурильная труба с пробкой. трубка. На Рисунке 3 вы можете видеть, что бурильные трубы с открытым концом вытесняют объем, равный только объему стали, помещенной в жидкость.Это смещение часто оценивается умножением площади поперечного сечения на длину:
Смещение = Площадь поперечного сечения × длина
Рисунок 3Пример задачи
Рассчитайте смещение в бочках для открытого конец трубы, показанный на рисунке 3?
Решение:
OD = 3 дюйма = 0,25 фута, ID = 1,5 дюйма = 0,125 фута
OD Площадь = 0,7854 × 0,25 футов × 0.3 = 6,55 баррелей
ПРИМЕЧАНИЕ : В приведенных выше примерах предполагалось, что трубные изделия были соединены заподлицо; то есть не учитывались припуски на внутренние и внешние осадки или соединения. Раздел 130 Красной книги включает факторы, которые учитывают высадки и соединения, как показано на Рисунке 4.
Скачать таблицу расчетов пропускной способности труб
Объем полого цилиндра: его формула, площадь поверхности
Объем полого цилиндраВ случае объема полого цилиндра мы измеряем два радиуса: один для внутреннего круга, а другой — для внешнего круга, образованного основанием полого цилиндра.
Цилиндр — это одна из самых основных криволинейных геометрических форм, поверхность задается точкой на фиксированном расстоянии от заданного отрезка линии, а полый цилиндр — это полый цилиндр, имеющий два радиуса, например R. внешний или внешний радиус, а r — внутренний или внутренний радиус.
Формула объема полого цилиндра:Предположим, что R и r — два радиуса данного полого цилиндра высотой «h», тогда объем этого цилиндра может быть записан как:
V = πh (R 2 — r 2 )
Где,
- V — объем внешней поверхности
- h — высота
- R — радиус внешней поверхности и
- r — радиус внутренней поверхности.
Площадь поверхности цилиндра — это количество квадратных единиц, необходимых для покрытия поверхности цилиндра, а формула для площади поверхности цилиндра равна общей площади оснований цилиндра и площади его сторон и дано как;
Площадь поверхности = 2πrh + 2πRh + 2 (πR 2 — πr 2 )
Где R — радиус внешней поверхности, а r — радиус внутренней поверхности.
Примеры объема полого цилиндра:- Полый цилиндр высотой 21 м, внешним радиусом 4 м поверхности полого цилиндра и внутренним радиусом 3 м поверхности. Найдите объем полого цилиндра.
Приведенные данные;
Как известно π = 22/7
Радиус внешней поверхности R = 4м
Радиус внутренней поверхности, r = 3м
Высота h = 21м
Объем полого цилиндра =?
Решение:
Объем полого цилиндра = πh (R2 — r2)
= 22/7 × 21 (4 2 -3 2 )
= 462 м 3
Допустим, стоимость материала за м 3 составляет 100 рупий
Затем,
Стоимость материала на 462 м 3 = объем трубы × стоимость материала за м 3
= 462 × 100 = 46200 рупий
- Имеется полая цилиндрическая медная труба длиной 210 см, ее внешний и внутренний диаметры составляют 10 см и 6 см.