Dbo24.ru

Домашний Мастер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как провести расчет различных параметров труб: базовые формулы и примеры вычислений

Как провести расчет различных параметров труб: базовые формулы и примеры вычислений

Водопроводные, отопительные, канализационные, дымоходные, обсадные, медные, стальные, пластиковые, металлопластиковые, узкие, широкие — трубы разного назначения из различных материалов окружают нас повсюду. Необходимость проложить новые коммуникации или заменить старые возникает и во время строительства дома, и при текущем ремонте. Составляя проект предстоящих работ, не помешает вооружиться калькулятором, чтобы провести расчет веса трубы, ее массы, объема и прочих параметров.

Вспоминаем геометрию

Расчет массы круглой трубы

  1. Рассчитываем длину окружности трубы. Она равна произведению наружного диаметра трубы на число пи.
  2. Рассчитываем площадь поверхности погонного метра трубы. Она равна произведению длины окружности на… тот самый один метр.
  3. Рассчитываем объем вещества в погонном метре трубы. С достаточной точностью его можно считать равным произведению площади на толщину стенки.
  4. Рассчитываем массу погонного метра трубы. Сталь имеет плотность 7850 кг/м3. Масса погонного метра будет равна произведению этого числа на рассчитанный нами объем вещества трубы.
  5. Умножаем получившуюся массу погонного метра на длину трубопровода. В метрах, разумеется. Празднуем победу.

Давайте в качестве примера рассчитаем массу тех самых тысячи двухсот метров трубы диаметром 100 мм и со стенками толщиной 4 мм.

  1. 0,1*3,14159265=0,314159265 м.
  2. 0,314159265*1=0,314159265 м2. Честно говоря, эту операцию можно было и пропустить
  3. 0,314159265*0,004=0,00125663706 м3.
  4. 0,00125663706*7850=9,864600921 кг.
  5. 9,864600921*1200=11837,5211052 кг.

Итого с учетом погрешностей, отходов при обрезке и прочих несуразностей нам есть смысл закупить 12 тонн заветной трубы.

Подскажем: чем толще стенки трубы и чем меньше ее диаметр, тем большую погрешность дает эта формула

Расчет массы квадратной трубы

Здесь алгоритм расчета немного отличается.

Но именно немного.

  1. Рассчитываем длину периметра сечения трубы. Она равна произведению размера стенки квадратной трубы на четыре.
  2. Рассчитываем площадь погонного метра трубы. Как нетрудно догадаться, полученное на предыдущем этапе число умножается на один метр; в результате получается оно же, но уже не в погонных, а в квадратных метрах.
  3. Рассчитываем объем вещества трубы в погонном метре, опять-таки умножая площадь поверхности погонного метра трубы на толщину стенки.
  4. Умножаем этот объем на плотность стали (7850кг/м3, помните?).
  5. Рассчитываем вес необходимой нам трубы, умножая массу одного погонного метра на метраж.

Посчитаем массу тех же самых 1200 метров трубы с той же толщиной стенок в 4 мм и размером стенки 100 мм.

Заодно мы поймем, как соотносится масса круглой и квадратной трубы при столь близких размерах.

  1. 0,1*4=0,4 м.
  2. 0,4*1=0,4м2.
  3. 0,4*0,004=0,0016 м3.
  4. 0,0016*7850=12,56 кг.
  5. 12,56*1200=15072 кг, или чуть больше пятнадцати тонн.

Разумеется, никто не мешает просто измерять длину трубы и их количество в пакете и попросить погрузить определенное количество упаковок. Но их все равно взвесят

Расчет массы прямоугольной трубы

И здесь разница невелика:

  1. Периметр сечения трубы рассчитывается как удвоенная сумма ее сторон;
  2. Площадь поверхности погонного метра так же получается умножением периметра трубы на единицу;
  3. Объем вещества в погонном метре трубы по-прежнему равен произведению площади его поверхности на толщину стенки (приблизительно, разумеется);
  4. Массу погонного метра получаем умножением объема из предыдущего пункта на 7850;
  5. Результат в килограммах необходимо умножить на протяженность трубопровода, чтобы получить суммарный вес трубы.
Читать еще:  Разновидности электромагнитных реле

Гулять так гулять: давайте рассчитаем, какой будет масса трубы стальной прямоугольной длиной 18 километров, размерами 180х145 миллиметров и с двадцатимиллиметровыми стенками.

Такой монстр реально производится и используется в качестве несущего элемента там, где нужны высокая прочность на изгиб.

  1. (0,180+0,145)*2=0,65 м.
  2. 0,65*1=0,65 м2.
  3. 0,65*0,02=0,013 м3.
  4. 0,013*7850=102,05 кг. Однако, метр такой трубы сможет оторвать от пола не всякий.
  5. 102,05*18000=1836900 кг, или 1836,9 тонны трубы.

Профильные трубы больших размеров часто используются в сложных несущих конструкциях. Здесь неточности расчетов могут быть фатальными. К счастью, запаса прочности не отменяли

Профильные трубы больших размеров часто используются в сложных несущих конструкциях. Здесь неточности расчетов могут быть фатальными. К счастью, запаса прочности не отменяли.

Расчет с помощью интернет-калькуляторов

Расчет массы трубы можно провести с помощью несложных математических операций, которые можно осуществить с помощью обычного калькулятора. Такие калькуляторы и вычислительные программы можно найти в интернете и воспользоваться ими в режиме онлайн. Все действия очень просты. Требуется всего лишь внести в программу те параметры, которые уже являются известными, а именно:

  • Длина предмета;
  • Толщина сторон профиля, а также боковых стенок;
  • Марка стали.

После того, как все эти данные были занесены в калькулятор, можно производить математические расчеты. Может быть такое, что программа выдаст результат, допуская определенный уровень погрешности, который также следует учитывать. Таким же образом, только в обратном порядке можно самостоятельно вычислить длину, если буде известно другое значение.

Калькулятор массы труб

Зачем нужно знать удельный вес?

Общая масса стальных труб – это важная и необходимая количественная информация в любой сфере, где данный прокат используется. На заводе, который изготавливает трубы, необходимо знать, какое количество сырья нужно для выполнения заказа для производства партии определенной продукции. В этом случае не обойтись без информации об общем весе поставки готового трубопровода потребителю. Финансово-отчетные, бухгалтерские, дорожно-транспортные, складские и иные документы отображают перемещение и учет металлопродукции в килограммах и тоннах.

Вес трубопроката нужно знать, чтобы выбрать вариант его транспортировки до пункта назначения и подобрать необходимый вид транспорта. Данным показателем оперируют во время покупки и реализации, а также при финансовом расчете за трубную продукцию. Масса стальных труб — это неотъемлемый показатель расчетов прочности, надежности, веса изготавливаемых металлоконструкций и вносится в соответствующую техническую документацию. И в любом случае ее можно быстро определить, зная общие размерные данные и длину используемого проката, при помощи соответствующего удельного веса одного погонного метра трубы.

Для чего нужен расчет веса стальной трубы?

Суммарная масса стальной металлоконструкции является важной количественной информацией. Еще на этапе производства металлопроката данный показатель позволяет определить, какое количество сырья потребуется для изготовления партии.

Читать еще:  Стандартные размеры базальтового утеплителя

Также массу металлопрокат надо знать на этапе транспортировки. Для быстрого определения веса 1 метра стальной трубы в онлайн-калькулятор вводится вся необходимая информация, касающаяся размеров транспортируемых изделий. В зависимости от полученного значения предпочтение отдается транспортному средству определенного вида.Масса стального трубопроката в обязательном порядке отражается в сопроводительной документации, а также финансово-отчетных, бухгалтерских, складских документах.

Массу стальной продукции обязательно определяют на этапе проектирования металлоконструкций. От этого зависит их прочность, надежность и срок службы. Проще всего найти массу, используя калькулятор или таблицы. Однако при необходимости можно выполнить расчет. Порядок действий в этом случае будет зависеть от формы поперечного сечения. Предлагает ознакомиться с основными формулами.

Порядок расчета зависит от формы поперечного сечения

Расчет веса круглой трубы

Расчет начинаем с определения линейных размеров металлопроката. Если они даны в миллиметрах (мм), стоит сразу сделать перевод в метры. Вес круглой трубы определяем в следующей последовательности:

  • Определяем длину окружности, умножив наружный диаметр на число «Пи» (3,14);
  • Высчитываем площадь поверхности одного метра путем произведения найденного ранее длины окружности на длину;
  • Находим объем вещества, содержащейся в погонном метре. Для этого площадь поверхности умножаем на толщину стенки;
  • Для определения теоретического веса погонного метра определенный ранее объем умножаем на плотность стали (7850 кг/м³).

Внимание! Для нахождения веса всего трубопровода следует вес погонного метра умножить на суммарную длину.

Толщина стенки оказывает влияние на массу металлопроката

Расчет веса прямоугольной трубы

Если продукция с прямоугольным профилем, расчет веса выполняют следующим образом:

  • Вычисляем периметр, который численно равен сумме сторон изделия (удвоенному значению длины и ширины);
  • Находим площадь поверхности, умножив периметр на погонный метр;
  • Рассчитываем объем веществ, перемножив площадь поверхности на толщину стенки;
  • Определяем массу погонного метра, умножив объем на плотность стали

Рассчитать прямоугольную стальную трубу несложно

Расчет веса квадратной трубы

Порядок расчета трубного проката с квадратным поперечным сечением практически не отличается от описанной выше последовательности. Для нахождения периметра длину одной стороны изделия следует умножить на четыре.

Формула расчета веса трубы в этом случае будет выглядеть следующим образом:

m = ro / 7850 × 0,0157 × s × (A × 2 – 2,86 × s) × L, где

r o – удельный вес;

A– длина стороны;

s – толщина стенки;

L – длина трубопровода;

7850 – плотность углеродистой стали.

Для расчета нужны все линейные размеры

Как рассчитать объем воды в трубопроводе

При организации системы отопления бывает нужен такой параметр, как объем воды, которая поместится в трубе. Это необходимо при расчете количества теплоносителя в системе. Для данного случая нужна формула объема цилиндра.

Формула расчета объема воды в трубе

Тут есть два пути: сначала высчитать площадь сечения (описано выше) и ее умножить на длину трубопровода. Если считать все по формуле, нужен будет внутренний радиус и общая длинна трубопровода. Рассчитаем сколько воды поместится в системе из 32 миллиметровых труб длиной 30 метров.

Читать еще:  Общие сведения о трехфазных системах

Сначала переведем миллиметры в метры: 32 мм = 0,032 м, находим радиус (делим пополам) — 0,016 м. Подставляем в формулу V = 3,14 * 0,016 2 * 30 м = 0,0241 м 3 . Получилось = чуть больше двух сотых кубометра. Но мы привыкли объем системы измерять литрами. Чтобы кубометры перевести в литры, надо умножить полученную цифру на 1000. Получается 24,1 литра.

Какие характеристики профильных труб влияют на массу?

Наиболее востребованными разновидностями этой металлопродукции являются изделия с прямоугольным и квадратным профилем.

Размеры

Это определяющие факторы, и к ним относятся: ширина и высота поперечного сечения, толщина стенки. Углы профильных изделий могут быть четкими прямыми или скругленными. Скругленность незначительно влияет на вес погонного метра, особенно в случае маломерных изделий. Сортамент квадратных и прямоугольных стальных труб, предназначенных для создания металлоконструкций, определяется ГОСТом Р 54157-2010.

Плотность стали

Усредненно для расчетов плотность стали принимают равной 7850 кг/м 3 . Но, в зависимости от содержания углерода, эта величина изменяется: чем выше процентное соотношение углерода в сплаве, тем меньше масса металла.

Таблица плотности различных марок стали

НаименованиеМаркиПлотность, кг/м 3
Коррозионностойкие стали12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т7900
Конструкционные углеродистые стали обыкновенного качестваСт3 пс/сп7870
Конструкционные углеродистые качественные стали10, 20, 30, 407850
Инструментальные сталиХ12МФ7700
Низколегированные стали09Г2С, 30ХГСА7850
Стали рессорно-пружинные65Г7850
Инструментальные штамповые стали5ХНМ7800

Особенности определения веса трубного проката

Из вышеприведенной информации можно сделать несколько выводов:

  1. Когда разными методами рассчитывается масса трубы профильной, изготовленной из стали, то полученные итоги будут заметно отличаться. Что касается запаса прочности возводимой металлоконструкции, то подобный результат не будет для нее критичным. Но в случае приобретения большой партии металлопроката можно допустить ошибку по метражу в большую или меньшую сторону. В итоге придется либо дополнительно закупать трубы, либо покупка завершиться перерасходом денежных средств.
  2. Приобретая партию трубной продукции, все же лучше пользоваться информацией, предоставленной в ГОСТе. Нужно открыть соответствующий стандарт, где имеется таблица весов стальных труб. Тогда в случае возникновения спорной ситуации с поставщиком доказать свою правоту будет легче. К примеру, в нормативной документации говорится, что в одной тонне стальных труб должно быть 120 метров изделий, а фактически оказалось 130. В данной ситуации такое отклонение может свидетельствовать о том, что производителем в процессе изготовления продукции были нарушены требования стандартов.

Вывод

Мы рассмотрели базы того, как выполняется расчет трубопроводов на устойчивость и прочность. Само собой разумеется, при монтаже промышленных магистралей выполняется значительно более сложное проектирование, которое подразумевает ряд других действий, исходя из этого данную работу делают только специалисты. Но, при устройстве бытовых системы, все нужные значения возможно определить и самостоятельно.

Из видео в данной статье возможно взять дополнительную данные по данной теме.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector