Расчет трубы: формулы расчета + трубный калькулятор для веса, массы, объема, диаметра, изгиба и прочности стальной трубы

Зачем нужно рассчитывать трубы

В большинстве моментов есть потребность в том, чтобы заранее рассчитывать размеры и пропорции труб. Это может понадобиться для хорошего коммуницирования с остальными системами.

Строителям важно ориентироваться на это:

Насколько проходимы;
Потеря тепла;
Сколько утеплителей;
Сколько материалов противокоррозийных;
Насколько шероховаты трубы.

Расчет размеров труб

Чтобы точно и безошибочно всё рассчитать важно прежде всего измерить эти показатели:

Из чего сделаны трубы;
Какое сечение;
Чему равны диаметры;
Насколько толсты стенки;
Какой длины.

Некоторые из этих данных написаны на сертификационном документе труб, в справочных материалах или ГОСТе.

Назначение калькулятора

Расчет площади труб нужен тогда, когда требуется узнать расход материала и трудозатраты. Определить визуально площадь стен и прикинуть примерный расход может любой мастер, а вот сделать то же самое, когда дело касается труб или металлических конструкций намного сложнее.

Площадь труб нужно узнать, если планируются следующие работы:

нанесение антикоррозионного покрытия;
декоративное окрашивание;
нанесение теплоизоляционного слоя на трубы большого диаметра.

В каждом из этих случаев требуется узнать расход материалов. Если окрашивается, например, металлическая конструкция из круглой или профильной трубы, и работы выполняются наемными рабочими, то во избежание всяческих злоупотреблений стоит заранее просчитать расход материала и трудозатраты в человеко-часах. Такой подход выгоден заказчику и вызывает уважение в глазах исполнителя.

Окраска магистральных водопроводных труб

Калькулятор расчета площади трубы под окраску

Расчет диаметра с объемом

Формулы для расчета простые и изучаются уже в школе. Для того, чтобы узнать диаметр трубы, нужно в первую очередь высчитать окружность. На помощь придет сантиметровая линейка.

Если её нет, можно обернуть трубу обычной ниткой и потом, используя линейку, измерить длину.

Формула длины окружности:

L=п*D,
L — знак длины окружности;
п — знак постоянного числа ПИ (3,1415);
D — знак диаметра окружности.

Изменив немного формулу можно рассчитать диаметр трубопровода:

D=L/п

После измерения толщины труб, можно запросто выяснить внутренний диаметр. Нужно всего лишь у числа диметра внешней стороны отнять толщину, умноженную на два.

Допуски при расчетах

Допуски в таком виде расчетов, как расход материала – это достаточно солидные величины. На расход кроме очевидных факторов, таких как площадь и количество слоев, влияют еще и менее заметные, но не менее значимые:

количество поворотов и загибов;
наличие сварных, фланцевых и болтовых соединений;
конфигурация: на прямые отдельно стоящие трубы расходуется меньше краски, чем на участок со скученными трубами;
расход густой краски намного больше, чем жидкой;
на окрашивание гофрированной трубы уходит больше времени и материала.

Окрашенные водопроводные трубы в подвале дома
Существует такое понятие, как превышение расхода – это всевозможные потеки, капли и так далее. Традиционно на это закладывается 5 – 7% от расчетного количества. Если объем работ небольшой, то погрешность в целом в процентном отношении будет выше. При работе с большими объемами потери обычно ниже.

Важно! При подсчете расхода материалов на трубы малого диаметра (до 10 см) погрешности всегда выше. Еще один момент – при покраске с использованием валика расход меньше примерно на 10%, поэтому большие круглые трубы и конструкции из профильных изделий лучше красить именно так. Минимальный расход дают распылители, но они применимы только на больших площадях.

Расчет сечении труб

Перед выяснением, надо узнать площадь окружности. Но важно учитывать разницу диаметра снаружи и толщины стенки.

Формула для расчета площади:

S=п*R²,
S — знак площади;
п — знак ПИ (3,1415);
R — знак радиуса.

Если для расчета используются значения диаметра снаружи, толщина, стоит взять эту формулу:

S=п*(D/2-T)²,
S — знак площади сечения;
п — знак ПИ (3,1415);
D — знак диаметра снаружи;
T — знак толщины.

Если же величина диаметра снаружи трубы равна 3 метрам, толщина 15 миллиметров. В первую очередь нужно всё согласовать, то есть миллиметр преобразовать в метр. Получается, что толщина равна 0,015 метрам.

Дальше нужно применить формулу для расчета:

S=3,141*(3/2-0,015м)²=4,66м²
Получается, что сечение труб равняется 4,66 м2.

То, насколько точными будут вычисления, зависит от числа «пи». Но в процессе строительстве нет нужды рассчитывать все точно. Число «пи» можно принять как 3,141. А конечное число нужно сократить до двух цифр после запятой.

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.

Расчет внутреннего объема

Для данного вида расчета необходимо знать площадь окружности, исходя из внешнего диаметра.

Находится эта площадь по следующей формуле:

S=п*R² или же S=п*(D/2)²,
S — знак площади;
п — знак ПИ (3,1415);
D — знак наружного диаметра.

Полученное число необходимо умножить на длину отрезка. Таким образом находится объем, который выражают метрами в кубе.

Формула расчета же выглядит вот таким образом:

V=S*H:
V — знак объема;
S — знак площади;
H — знак длины отрезка.

Если есть труба, внешний диаметр которого равен 55 сантиметрам, а длина 3 метрам, можно легко измерить объем. Сначала необходимо привести все значения к одной единице измерения, то есть в метры. 55 сантиметров превращаются в 0,55 метров.

Теперь осталось подставить имеющиеся значения в данную формулу и вычислить, используя калькулятор:

S=п*(D/2)² = 3,141*(0,55/2)²=0,075‬м²

Осталось использовать вторую формулу:

V=S*H = 0,075*3=0,226м³

Применение формулы расчета

Сведения о квадратуре наружной поверхности круглой фигуры необходимы проектировщикам, сметчикам, монтажникам и мастерам профилактики и ремонта оборудования, например, при решении задач:

1. Объём тепловой энергии конструкции «тёплый пол» или радиаторов отопления.

2. Потери тела при транспортировке от точки поставки до границы балансовой принадлежности сетей.

3. Сумма затрат на защиту металла от коррозии. Магистральные элементы покрывают краской и битумным лаком. Точный расчет площади пресечет нецелевое использование краски.

4. Количество и стоимость изолирующего материала. Например, расстояние от коллектора ТЭЦ до жилого поселка составляет 2 километра. Протяженность жилого массива — три километра. Итого 5 километров магистральных сетей потребуют изоляционного материала. Площадь требуется рассчитать без напрасной траты финансов на закупку минеральной ваты, стеклоткани и алюминиевой фольги.

Изнутри трубу не красят и не изолируют. Но для расчета скорости движения воды знать внутреннюю площадь нужно. В магистральных водопроводах диаметром 1,4 м трением воды о внутренние стенки можно пренебречь. Но на конструкциях диаметром 20-30 см через 10 лет эксплуатации фиксируются отложения солей. Коррозия ухудшает состояние внутренних стенок, скорость движения потока воды снижается.

Расчет массы трубы

Данные о массе позволят узнать то, сколько средств понадобится вложить на перевозку труб. Масса находится в случае умножения объема на плотность вещества, из которого он изготовлен.

Чтобы провести все необходимые вычисления, нужно знать о нескольких важных данных о трубе:

Из какого материала сделан;
Чему равны внешний и внутренний диаметры;
Насколько толстые стенки.

В начале вычисляется масса 1 погонного метра. А, чтобы узнать всю массу, полученное число умножают на общее кол-во погонных метров.

Собрав все нужные данные, стоит воспользоваться специальным калькулятором.

Когда это может пригодиться?

Начать следует с определения случаев, когда подобные расчеты могут пригодиться:

Они могут быть полезны при необходимости рассчитать теплоотдачу через трубопровод. Всё это считается на основе площади поверхности, которая отдает окружающей среде тепловую энергию от теплоносителя. Часто необходимо определить потери тепловой энергии по пути к прибору отопления. Все это позволит определить необходимые число и габариты радиаторов. Для этого необходимо знать, сколько калорий находится в нашем распоряжении. Расчет производится также на основе площади соответствующей поверхности трубопровода, по которому теплоноситель транспортируется от узла элеватора.

С целью определить требуемый объем теплоизоляционного материала, следует также определить площадь внешней поверхности. В таком случае, чем точнее расчет, тем выше экономия средств на приобретение материала. Так как длина теплотрассы может быть равна нескольким километрам, то такая экономия может составить большую сумму.

Также расчет будет полезен при определении затрат, связанных с приобретением окрашивающего материала. Определение площади трубопровода под покраску наряду с расчётом расходования краски на один кв. м. позволяют точно получить величину суммарных затрат.

Определение площади внутренней поверхности трубопровода окажется полезным при расчете её максимальной проходимости. Это позволит избежать превышения произведенных затрат на приобретение труб над требуемыми. При проектировании больших сетей коммуникаций это позволит снизить сумму затрачиваемых средств.

Рекомендуем: Разводка труб в ванной

Расчет площади поверхности снаружи

Иногда при строительстве нужно дополнительно утеплить трубы. Чтобы не ошибиться с размером теплоизолирующего материала, стоит провести вычисления, и узнать площадь поверхности труб.

На помощь придет данная формула:

S=п*D*H, в котором:
S — знак площади;
П — знак постоянного числа ПИ (3,1415);
D — знак диаметра;
H — знак длины.

Пример — труба диаметром 36 сантиметров, а длина 6 метров. Как обычно, сначала нужно уравнять данные единицы измерения. 36 сантиметров становятся 0,36 метрами.

Осталось подставить в формулу данные, которые есть, и всё вычислить:

S=п*D*H = 3,141*0,35*6=6,7кв.м.

Сохранение тепла

Утепление отопительных труб уменьшает потери тепла не только в центральной магистрали, но и в объёмном помещении, где трасса между отопительным котлом и жилыми комнатами проходит по холодным вспомогательным помещениям.

Отличие утеплителей по теплопроводности и способу установки требует выбора с учетом места монтажа и свойств материала. Производители предлагают несколько видов утепляющего элемента:

стекловата в отрезных рулонах; после оборачивания вокруг трубы затягивается проволокой и укрывается сверху алюминиевой фольгой или рубероидом;
базальтовая вата в пластинах; технология монтажа как у стекловаты;
гибкая труба из вспененного фольгированного полиэтилена с разрезом вдоль изделия для монтажа; используют для внутренних инженерных сетей;
жидкая теплоизоляция применяется на уже проложенных трубопроводах, когда нет пространства для манёвра с другими материалами.
пенопласт в виде двух разъёмных половинок трубы; при монтаже половинки скорлупы надеваются на трубу, совмещаются и закрепляются строительным скотчем; утеплитель из пенопласта используют многократно.

Квадратура покрывного материала зависит от толщины утеплителя. Формула площади поверхности теплоизоляции в рассматриваемом случае выглядит таким образом:

П = 3,14159 * Д * Т * К, где

Д – наружный диаметр трубы;

Т – длина трубы;

К – переменный поправочный коэффициент на толщину утеплителя.

Для расчета площади утеплителя разработаны строительные калькуляторы.