Расчет объема трубы
Проектирование системы отопления, водопровода и даже канализации часто требует провести точный расчет объема трубы, и как это сделать, а главное, зачем это делать, знают не все. Прежде всего, объём трубы позволяет выбрать нужное отопительное или насосное оборудование, резервуары для воды или теплоносителя, просчитать габариты, которые будет занимать система трубопроводов, что в условиях тесных или подвальных помещений важно. Также объем теплоносителей может сильно отличаться из-за разной плотности жидкостей, поэтому и диаметры труб для води и, например, антифриза, могут быть разными.
Калькулятор
К тому же, антифриз может поступать в продажу разбавленным или концентрированным, что также влияет на расчеты и конечный результат. Разбавленный антифриз замерзает при -30 0 С, неразбавленный будет работать и при -65 0 С.
Формулы расчетов
Самый простой способ рассчитать объем трубы – воспользоваться онлайн сервисом или специальной десктопной (настольной) программой. Второй способ – вручную, и для этого понадобится обычный калькулятор, линейка и штангенциркуль, которым измеряют внутренний и наружный радиусы трубы (на всех чертежах и схемах радиус обозначается символом R или r). Можно воспользоваться значением диаметра (D или d), который вычисляется по простой формуле: R x 2 или R 2 . Чтобы вычислить объем воды в трубе в кубах, также понадобится узнать длину цилиндра L (или l).
Измерение внутреннего радиуса позволит узнать, сколько воды или другой жидкости в цилиндре. Результат отражается в кубических метрах. Знать наружный диаметр трубы необходимо для расчета габаритов того места, где будет прокладываться трубопровод.
Последовательность расчетов такова: сначала узнаю́т площадь сечения трубы:
- S = R x ∏;
- Площадь цилиндра – S;
- Радиус цилиндра – R;
- ∏ – 3,14159265.
Результат S умножают на длину L трубы – это и будет полный рассчитанный объем. Расчет объема по сечению и длине цилиндра выглядит так:
- Vтр = Sтр x Lтр;
- Объем цилиндра – Vтр;
- Площадь цилиндра – Sтр;
- Длина цилиндра – Lтр.
Пример:
- Стальная труба Ø = 0,5 м, L = 2 м;
- Sтр = (Dтр / 2) = ∏ х (0,5 / 2) = 0,0625 м 2 .
Конечная формула, как рассчитать объем трубы, будет выглядеть следующим образом:
V = H х S = 2 х 0,0625 = 0,125 м 3 ;
H – толщина стенки трубы. 
Толщина стенок любой трубы
» alt=»»>
Эта формула позволяет узнать, как посчитать объем трубы с любыми заданными параметрами и из любого материала, а также отдельные участки составного трубопровода. Чтобы не путаться в параметрах результатов, необходимо сразу выражать их в одних и тех же единицах, например, в метрах и кубических метрах, или в сантиметрах и кубических сантиметрах. Из компьютерных программ для начинающих пользователей или для тех, кто предполагает проводить одноразовые расчеты, можно предложить VALTEC.PRG, Unitconverter, Pipecalc и другие.
Как вычислить площадь поперечного сечения трубы
Для круглой трубы площадь поперечного сечения рассчитывается с использованием площади круга по следующей формуле:
Где:
- R – внутренние радиус трубы;
- ∏ – постоянная величина 3,14.
Sтр Ø = 90 мм, или R = 90 / 2 = 45 мм или 4,5 см. Согласно формуле, Sтр = 2 х 20,25 см 2 = 40,5 см 2 , где 20,25 – это 4,5 см в квадрате.
Параметры трубопровода
Площадь сечения профилированной трубы Sпр нужно рассчитывать по формуле, применяемой для вычисления площади прямоугольной фигуры:
a и b – стороны прямоугольной профилированной трубы. При сечении трубопровода 40 х 60 мм параметр Sпр = 40 мм х 60 мм = 2400 мм 2 (20 см2, или 0,002 м2).
Как рассчитать объем воды в водопроводной системе
Для расчета объема трубы в литрах в формулу следует подставлять внутренний радиус, но это не всегда возможно, например, для радиаторов сложной формы или расширительной емкости с перегородками, для отопительного котла. Котел отопления.
Поэтому сначала нужно узнать объем изделия (обычно из технического паспорта или другой сопроводительной документации). Так, у чугунного стандартного радиатора объем одной секции равен 1,5 л, для алюминиевых – в зависимости от конструкции, вариантов которых может быть достаточно много. 
Геометрические параметры алюминиевых радиаторов
Узнать объем расширительного бачка (как и других нестандартных емкостей любого назначения) можно, залив в него заранее измеренный объем жидкости. Для подсчетов объема любой трубы нужно измерить ее диаметр, затем вычислить объем одного погонного метра, и умножить результат на длину трубопровода.
В справочной литературе, предназначенной для регламентирования параметров труб, приведены таблицы со значениями, которые нужны для расчетов объемов труб и других изделий. Эта информация является ориентировочной, но достаточно точной для того, чтобы использовать ее на практике. Выдержка из такой таблицы приведена ниже, и она пригодится для домашних расчетов:
| Ø внутр, мм | Vвнутр 1 погонного метра трубы, л | Vвнутр 10 погонных метров трубы, л |
| 4,0 | 0,0126 | 0,1257 |
| 5,0 | 0,0196 | 0,1963 |
| 6,0 | 0,0283 | 0,2827 |
| 7,0 | 0,0385 | 0,3848 |
| 8,0 | 0,0503 | 0,5027 |
| 9,0 | 0,0636 | 0,6362 |
| 10,0 | 0,0785 | 0,7854 |
| 11,0 | 0,095 | 0,9503 |
| 12,0 | 0,1131 | 1,131 |
| 13,0 | 0,1327 | 1,3273 |
| 14,0 | 0,1539 | 1,5394 |
| 15,0 | 0,1767 | 1,7671 |
| 16,0 | 0,2011 | 2,0106 |
| 17,0 | 0,227 | 2,2698 |
| 18,0 | 0,2545 | 2,5447 |
| 19,0 | 0,2835 | 2,8353 |
| 20,0 | 0,3142 | 3,1416 |
| 21,0 | 0,3464 | 3,4636 |
| 22,0 | 0,3801 | 3,8013 |
| 23,0 | 0,4155 | 4,1548 |
| 24,0 | 0,4524 | 4,5239 |
| 26,0 | 0,5309 | 5,3093 |
| 28,0 | 0,6158 | 6,1575 |
| 30,0 | 0,7069 | 7,0686 |
| 32,0 | 0,8042 | 8,0425 |
Параметры пластиковых труб
Материал, из которого изготавливаются трубы для водопровода или канализации, может быть разным, соответственно, характеристики труб тоже будут отличаться. Стальные трубы, например, которые имеют большой внутренний диаметр, пропустят намного меньшее количество воды, чем аналогичные трубы из пластика или пропилена.
Это происходит из-за разной гладкости внутренней поверхности трубы – у железных изделий она намного меньше, а ППР и ПВХ трубы не имеют шероховатостей на внутренних поверхностях. Но металлические трубы помещают в себя больший объем жидкости, чем изделия из других материалов с одинаковым внутренним сечением. Поэтому все расчеты для труб из разных материалов необходимо проверять, и сделать это можно как в онлайн калькуляторе, так и в настольной компьютерной программе, специально для этого предназначенной. 
Десктопная программа для расчетов объема
| Условный проход | Наружный диаметр | Толщина стенки труб | Масса 1 м труб, кг | ||||
| Легких | Обыкновенных | Усиленных | Легких | Обыкновенных | Усиленных | ||
| 6 | 10,2 | 1,8 | 2,0 | 2,5 | 0,37 | 0,40 | 0,47 |
| 8 | 13,5 | 2,0 | 2,2 | 2,8 | 0,57 | 0,61 | 0,74 |
| 10 | 17,0 | 2,0 | 2,2 | 2,8 | 0,74 | 0,80 | 0,98 |
| 15 | 21,3 | 2,35 | – | – | 1,10 | – | – |
| 15 | 21,3 | 2,5 | 2,8 | 3,2 | 1,16 | 1,28 | 1,43 |
| 20 | 26,8 | 2,35 | 1,42 | – | |||
| 20 | 26,8 | 2,5 | 2,8 | 3,2 | 1,50 | 1,66 | 1,86 |
| 25 | 33,5 | 2,8 | 3,2 | 4,0 | 2,12 | 2,39 | 2,91 |
| 32 | 42,3 | 2,8 | 3,2 | 4,0 | 2,73 | 3,09 | 3,78 |
| 40 | 48,0 | 3,0 | 3,5 | 4,0 | 3,33 | 3,84 | 4,34 |
| 50 | 60,0 | 3,0 | 3,5 | 4,5 | 4,22 | 4,88 | 6,16 |
| 65 | 75,5 | 3,2 | 4,0 | 4,5 | 5,71 | 7,05 | 7,88 |
| 80 | 88,5 | 3,5 | 4,0 | 4,5 | 7,34 | 8,34 | 9,32 |
| 90 | 101,3 | 3,5 | 4,0 | 4,5 | 8,44 | 9,60 | 10,74 |
| 100 | 114,0 | 4,0 | 4,5 | 5,0 | 10,85 | 12,15 | 13,44 |
| 125 | 140,0 | 4,0 | 4,5 | 5,5 | 13,42 | 15,04 | 18,24 |
| 150 | 165,0 | 4,0 | 4,5 | 5,5 | 15,88 | 17,81 | 21,63 |
Если схема вашего трубопровода имеет свою специфику, рассчитать точные параметры для требуемого расхода жидкости можно по формулам, которые приведены выше.
» alt=»»>
Расчет водоснабжения с примером
Система водоснабжения — это совокупность трубопроводов и устройств, которые обеспечивают бесперебойную подачу воды к различным санитарно-техническим приборам и другим устройствам, для работы которых она требуется. В свою очередь расчет водоснабжения — это комплекс мероприятий, в результате которого изначально определяется максимальный секундный, часовой и суточный расход воды. Причем, рассчитывается не только общий расход жидкости, но и расход холодной и горячей воды в отдельности. Остальные же параметры, описанные в СНиП 2.04.01-85* «Внутренний водопровод и канализация зданий» [1], а также диаметр трубопровода, находятся уже в зависимости от показателей расхода воды. Например, одним из таких параметров является диаметр условного прохода счетчика.
В настоящей статье представлен пример расчета водоснабжения на внутренний водопровод для частного 2-х этажного дома. В результате данного расчета найдены общий секундный расход воды и диаметры трубопроводов для сантехприборов, расположенных в ванной комнате, в туалете и на кухне. Также здесь определено минимальное сечение для входной трубы в дом. То есть имеется в виду труба, которая берет свое начало у источника водоснабжения и заканчивается в месте разветвления ее по потребителям.
Что касается других параметров, приведенных в упомянутом нормативном документе, то практика показывает, что их рассчитывать для частного дома не обязательно.
Пример расчета водоснабжения
Исходные данные
Количество проживающих людей в доме — 4 человека.
В доме имеются следующие санитарно-технические приборы.
Ванная комната:
Ванная со смесителем — 1 шт.
Сан. узел:
Унитаз со смывным бачком — 1 шт.
Кухня:
Умывальник со смесителем — 1 шт.
Расчет
Формула максимального секундного расхода воды:
Где: q0 tot — общий расход жидкости, одного потребляемого прибора, определяемый согласно п. 3.2 [1]. Принимаем по прил. 2 [1] для ванной комнаты — 0,25 л/с, сан. узла — 0,1 л/с, кухни — 0,12 л/с.
α — коэффициент, определяемый согласно прил. 4 [1] в зависимости от вероятности Р и количества сантехприборов N.
Определение вероятности действия санитарно-технических приборов:
P = (U·qhr,u tot ) / (q0 tot ·N·3600) = (4·10,5) / (0,25·3·3600) = 0,0155 ,
Где: U = 4 чел. — количество водопотребителей.
qhr,u tot = 10,5 л — общая норма расхода воды в литрах, потребителем в час наибольшего водопотребления. Принимаем согласно прил. 3 [1] для жилого дома квартирного типа с водопроводом, канализацией и ваннами с газовыми водонагревателями.
N = 3 шт. — количество сантехприборов.
Определение расхода воды для ванной комнаты:
α = 0,2035 — принимаем по табл. 2 прил. 4 [1] в зависимости от NP = 1·0,0155 = 0,0155.
q с = 5·0,25 ·0,2035 = 0,254 л/с.
Определение расхода воды для сан. узла:
α = 0,2035 — ровно столько же, что и в предыдущем случае, так как количество приборов одинаково.
q с = 5·0,1 ·0,2035 = 0,102 л/с.
Определение расхода воды для кухни:
α = 0,2035 — как и в предыдущем случае.
q с = 5·0,12 ·0,2035 = 0,122 л/с.
Определение общего расхода воды на частный дом:
α = 0,267 — так как NP = 3·0,0155 = 0,0465.
q с = 5·0,25 ·0,267 = 0,334 л/с.
Формула определения диаметра водопровода на расчетном участке:
Где: d — внутренний диаметр трубопровода на рассчитываемом участке, м.
V — скорость потока воды, м/с. Принимаем равной 2,5 м/с согласно п. 7.6 [1], в котором сказано, что скорость жидкости во внутреннем водопроводе не может превышать 3 м/с.
qc — расход жидкости на участке, м 3 /с.
Определение внутреннего сечения трубы для ванной комнаты:
d = √((4·0, 000254) /(3,14·2,5)) = 0,0114 м = 11,4 мм.
Определение внутреннего сечения трубы для сан. узла :
d = √((4·0, 000102) /(3,14·2,5)) = 0,0072 м = 7,2 мм.
Определение внутреннего сечения трубы для кухни:
d = √((4·0, 000122) /(3,14·2,5)) = 0,0079 м = 7,9 мм.
Определение внутреннего сечения входной трубы в дом:
d = √((4·0, 000334) /(3,14·2,5)) = 0,0131 м = 13,1 мм.
Вывод: для снабжения водой ванну со смесителем требуется труба с внутренним диаметром не менее 11,4 мм, унитаза в сан. узле — 7,2 мм, умывальника на кухне — 7,9 мм. Что касается входного диаметра водопровода в дом (для снабжения 3-х приборов), то он должен составлять не менее 13,1 мм.
