Cálculo do volume da tubulação: princípios de cálculo e regras para cálculo em litros e metros cúbicos

Ao encontrar a quantidade de líquido necessária em um sistema de aquecimento, muitas vezes é necessário resolver um problema separado - calcular o volume de um tubo com determinados parâmetros.A fórmula de cálculo em si é simples. Porém, na prática, para obter um resultado preciso, deve ser utilizado com cuidado.

Falaremos sobre como calcular o volume interno de um importante sistema de comunicação. No artigo que apresentamos, são discutidas detalhadamente as opções para realização de cálculos de tubulações e dispositivos de aquecimento. Levando em consideração nossos conselhos, você resolverá o problema rapidamente.

Parâmetros geométricos de tubos

Para determinar o volume de um tubo, é necessário e suficiente conhecer apenas dois de seus indicadores: comprimento e diâmetro interno (real). É importante não confundir o último parâmetro com o tamanho externo, que é fornecido para a correta seleção de ferragens e elementos de conexão.

Se a espessura da parede for desconhecida, então DN (diâmetro interno do furo) pode ser usado em vez do diâmetro interno calculado. Eles são aproximadamente iguais, e o valor DN geralmente está indicado na marcação, que fica na parte externa do produto.

A nomenclatura padrão dos 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, é necessário evitar um erro comum e reunir todos os parâmetros em um único sistema de medição. O fato é que o comprimento costuma ser expresso em metros e o diâmetro em milímetros. A relação destas duas unidades é a seguinte: 1 m = 1000 mm.

Na verdade, é possível reduzir os parâmetros a valores intermediários - centímetros ou decímetros. Às vezes isso é até conveniente, visto que neste caso o número de casas decimais ou, inversamente, de zeros não será muito grande.

Relação entre unidades de volume. Ao converter de um valor para outro, é necessário evitar erros na quantidade de zeros ou, inversamente, de casas decimais

Para tubos não produzidos na Rússia (e não para a Rússia), o diâmetro pode ser expresso em polegadas. Neste caso é necessário recalcular, levando em consideração que 1″ = 25,4 mm.

Fórmula para um único tubo

Do ponto de vista geométrico, o tubo é um cilindro circular reto.

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

V = eu * S

Iniciar:

• V – volume (m³);
• eu – comprimento (m);
• S – área da seção transversal (m²).

A área da seção transversal de um tubo em forma de círculo com diâmetro conhecido é calculada usando a fórmula:

S=π*d² / 4

Aqui:

• π = 3,1415926;
• d – diâmetro do círculo (m).

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

V=π*l*d² / 4

Se a unidade de medida do comprimento e diâmetro do tubo for outro valor (dm, cm ou mm), então o volume será expresso em dm³, cm³ ou milímetros³ respectivamente.

Além disso, gostaria de mostrar uma maneira simples de medir o diâmetro externo de um tubo (D) sem pinças. D = L/π, Onde eu - circunferência:

Para calcular corretamente o volume dos tubos, é necessário substituir dois parâmetros em uma fórmula simples: comprimento e diâmetro interno. Quanto mais precisamente eles forem medidos ou calculados, mais preciso será o resultado.

Para calcular o volume interno de um tubo, você precisará de fórmulas geométricas simples, que são usadas na escola em física, álgebra, química, geometria e outras disciplinas.

Exemplos aplicados de cálculos

Exemplos específicos fornecerão assistência significativa na compreensão dos princípios dos cálculos e da sequência de ações na realização dos cálculos, com os quais os visitantes interessados ​​​​devem se familiarizar.

Tarefa nº 1 – cálculo do volume de refrigerante necessário

Para uma casa de campo de residência temporária, é necessário calcular o volume de propilenoglicol adquirido - refrigerante não endurece em temperaturas até -30°C. O sistema de aquecimento é composto por um fogão encamisado de 60 litros, quatro radiadores de alumínio de 8 seções cada e 90 metros de tubo PN25 (20 x 3,4).

Os tubos do padrão PN25 20 x 3,4 são mais frequentemente usados ​​​​para organizar um pequeno circuito de aquecimento com radiadores conectados em série. Seu diâmetro interno é de 13,2 mm

O volume de líquido na tubulação deve ser calculado em litros. Para fazer isso, você precisa tomar o decímetro como unidade de medida. As fórmulas para conversão dos valores de comprimento 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.

O passaporte do radiador de alumínio Elegance EL 500 indica que o volume de uma seção é de 0,36 litros. Então V₂ = 4 * 8 * 0,36 = 11,5 litros.

Vamos calcular 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. Por isso:

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

Assim, podemos agora encontrar o volume total:

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

A porcentagem de líquido nas tubulações em relação a todo o sistema é de apenas 15%.Mas se a extensão das comunicações for grande ou se eles usarem um sistema "piso aquecido a água", então a contribuição dos tubos para o volume total aumenta significativamente.

Em instalações industriais e agrícolas, muitas vezes são instalados radiadores de aquecimento caseiros, dispostos como registros. Conhecendo as dimensões dos tubos, você pode calcular seu volume

Tarefa #2 - calculando o volume de um radiador caseiro

Vejamos como calcular um radiador de aquecimento caseiro clássico feito 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.

Que seja 114 mm. Usando a tabela de parâmetros padrão canos de aço, encontramos a espessura da parede característica deste tamanho - 4,5 mm.

Vamos calcular o diâmetro interno:

d = 114 – 2 * 4,5 = 105 mm.

Vamos determinar a área da seção transversal:

S =π* d² / 4 = 8659 milímetros².

O comprimento total de todos os fragmentos é de 8 m (8.000 mm). Vamos encontrar o volume:

V = eu * S = 8000 * 8659 = 69272000 milímetros³.

O volume dos tubos de conexão verticais pode ser calculado de forma semelhante. Mas este valor pode ser desprezado, pois será inferior a 0,1% do volume total radiador de aquecimento.

O valor resultante não é informativo, então vamos convertê-lo para litros. Como 1 dm = 100 mm, então 1 dm³ = 100 * 100 * 100 = 1000000 = 10⁶ milímetros³.

É por isso V = 69272000 / 10⁶ = 69,3 dm³ = 69,3 litros.

Grandes radiadores ou sistemas de aquecimento (instalados, por exemplo, em fazendas) requerem volumes significativos de refrigerante.

Portanto, como será necessário calcular o volume dos tubos em m³, então todas as dimensões precisarão ser imediatamente convertidas em metros antes de serem substituídas na fórmula.

Tarefa #3 - cálculo do comprimento necessário de tubos PP

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

Com tal curvatura dos tubos de polímero, seu comprimento será significativamente maior (10-15%) do que o comprimento da seção ao longo da qual são colocados

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

• Ao conectar um tubo a um riser, o comprimento deve ser medido desde o início do fragmento horizontal. Não há necessidade de agarrar a parte adjacente do riser, pois isso levará à contagem dupla do mesmo volume.
• Na entrada da bateria, é necessário medir o comprimento até seus tubos, agarrando as torneiras. Eles não são levados em consideração na determinação do 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.

As curvas podem ser medidas de forma simplificada - considere que elas correm em ângulos retos. Este método é aceitável, uma vez que a sua contribuição total para o comprimento dos tubos é insignificante.

Se você tiver um diagrama de layout do piso aquecido, poderá calcular o comprimento dos tubos de refrigerante de acordo com o plano com uma grade de escala aplicada a ele

O volume de um piso quente é calculado pela metragem dos tubos instalados.

Se não houver dados de comprimento ou diagrama, mas o passo entre os tubos for conhecido, o cálculo poderá ser realizado usando a seguinte fórmula aproximada (independentemente do método de instalação):

eu = (n – k) * (m – k)/k

Aqui:

• n – comprimento da secção do piso aquecido;
• eu – largura da área do piso aquecido;
• k – passo entre tubos;
• eu – comprimento final dos tubos.

Apesar da pequena seção transversal dos tubos utilizados para piso aquecido a água, seu comprimento total leva a um volume significativo de refrigerante contido.

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

Obtenção do resultado pelo método experimental

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

Usar um coletor e colocar tubos sob uma mesa é um método avançado de fornecer água quente secretamente para radiadores de aquecimento. É impossível calcular com precisão a duração das comunicações na ausência de um plano.

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

Se o movimento da água ao longo do circuito for feito por uma bomba, será necessário deixá-la funcionar por uma ou duas horas sem aquecer o refrigerante. Isso vai ajudar expulsar bolsas de ar residuais. Depois disso, você precisa adicionar líquido novamente ao circuito.

Este método também pode ser usado para partes individuais do circuito de aquecimento, por exemplo, um piso aquecido. Para fazer isso, é necessário desconectá-lo do sistema e “derramá-lo” da mesma forma.

conclusões

Apesar de a rede nos oferecer uma grande variedade de produtos de software para cálculo do volume do refrigerante, existem tabelas GOST para determinar o volume interno dos tubos, é necessário conhecer os princípios dos cálculos “manuais”.

Eles são necessários para aqueles que constroem e reparam comunicações de forma independente e para aqueles que utilizam os serviços de organizações de projeto e construção. Informações úteis ajudarão você a determinar o consumo de material antes de instalar o sistema, calcular com precisão a estimativa e ter uma ideia dos próximos pagamentos operacionais.

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