Izračun prostornine cevi: načela izračunov in pravila izvajanja izračunov v litrih in kubičnih metrih

Pri iskanju potrebne količine tekočine v ogrevalnem sistemu je pogosto treba rešiti ločeno nalogo – izvesti izračun prostornine cevi z danimi parametri. Sama formula za izračun je preprosta. Vendar jo je v praksi za natančen rezultat treba uporabljati previdno.

Povedali vam bomo, kako izračunati notranjo prostornino pomembnega komunikacijskega sistema. V članku, ki smo ga predstavili, so podrobno obdelane možnosti izračunov za cevovod in ogrevalne naprave. Z upoštevanjem naših nasvetov boste nalogo hitro rešili.

Geometrijski parametri cevi

Za določitev prostornine cevi je treba poznati le dva njena podatka: dolžino in notranji (dejanski) premer. Slednjega je pomembno ne zamenjati z zunanjo velikostjo, ki je navedena za pravilno izbiro fitingov in povezovalnih elementov.

Če vrednost debeline stene ni znana, lahko namesto izračunanega notranjega premera uporabimo DN (premer notranjega prehoda). Približno sta enaka, vrednost DN pa je običajno navedena na oznaki, ki je nameščena na zunanji strani izdelka.

Standardna nomenklatura polipropilenskih cevi vsebuje zunanji premer in debelino stene v milimetrih. Iz teh dveh parametrov je mogoče izračunati notranji premer.

Preden poskusite izračunati prostornino katere koli cevi, se morate izogniti pogosti napaki in vse parametre pretvoriti v enoten sistem merjenja. Stvar je v tem, da dolžino običajno izražamo v metrih, premer pa v milimetrih. Razmerje med tema dvema enotama je naslednje: 1 m = 1000 mm.

Pravzaprav lahko parametre pretvorimo tudi v vmesne vrednosti – centimetre ali decimetre. Včasih je to celo priročno, saj v tem primeru število decimalnih mest ali, nasprotno, ničel ne bo prav veliko.

Medsebojna povezava merskih enot prostornine. Pri pretvorbi iz ene vrednosti v drugo se je treba izogniti napaki v številu ničel ali, nasprotno, decimalnih mest.

Za cevi, proizvedene zunaj Rusije (in ne za Rusijo), je lahko premer izražen v palcih. V tem primeru je treba izvesti preračun, pri čemer se upošteva, da je 1″ = 25,4 mm.

Formula za posamezno cev

Z geometrijskega vidika je cev ravni krožni valj.

Prostornina takega objekta je enaka ploščini preseka, pomnoženi z dolžino:

V = l * S

Pri tem:

• V – prostornina (m³);
• l – dolžina (m);
• S – ploščina preseka (m²).

Ploščino preseka cevi, ki ima obliko kroga z znanim premerom, se izračuna po formuli:

S = π * d² / 4

Kjer je:

• π = 3.1415926;
• d – premer kroga (m).

Končna formula za prostornino cevi z znanim notranjim premerom in dolžino bo imela naslednjo obliko:

V = π * l * d² / 4

Če bo merska enota za dolžino in premer cevi drugačna (dm, cm ali mm), bo prostornina izražena v dm³, cm³ oziroma mm³.

Prav tako bi vam radi pokazali preprost način merjenja zunanjega premera cevi (D) brez kljunastega merila. D = L / π, kjer je L dolžina oboda:

Za pravilno izračun prostornine cevi je treba v preprosto formulo vstaviti dva parametra: dolžino in notranji premer. Kolikor natančno bosta izmerjena ali izračunana, toliko natančen bo dobljeni rezultat.

Pri izračunu notranje prostornine cevi bodo potrebne preproste geometrijske formule, ki jih v šoli uporabljajo pri pouku fizike, algebre, kemije, geometrije in drugih predmetov.

Praktični primeri izvajanja izračunov

Pomembno pomoč pri razčlenitvi načel izračunov in zaporedja dejanj pri izvajanju izračunov bodo dali konkretni primeri, ki bi si jih morali ogledati zainteresirani obiskovalci.

Naloga #1 – izračun prostornine potrebnega toplotnega nosilca

Za podeželsko hišo za začasno bivanje je treba izračunati prostornino nabavljenega propilenglikola – toplotnega nosilca, ki ne zmrzuje pri temperaturah do -30°C. Ogrevalni sistem je sestavljen iz peči s srajčko s prostornino 60 litrov, štirih aluminijastih radiatorjev po 8 segmentov vsak in 90 metrov cevi PN25 (20 x 3,4).

Cev standarda PN25 20 x 3,4 se najpogosteje uporablja za organizacijo majhnega ogrevalnega kroga z zaporedno povezavo radiatorjev. Njen notranji premer je 13,2 mm.

Prostornino tekočine v cevi je treba izračunati v litrih. Za to je treba kot mersko enoto vzeti decimeter. Formule za pretvorbo iz standardnih enot dolžine so naslednje: 1 m = 10 dm in 1 mm = 0,01 dm.

Prostornina srajčke kotla je znana. V₁ = 60 l.

V podatkovnem listu aluminijastega radiatorja Elegance EL 500 je navedeno, da je prostornina enega segmenta 0,36 l. Potem je V₂ = 4 * 8 * 0,36 = 11,5 l.

Izračunajmo skupno prostornino cevi. Njihov notranji premer d = 20 – 2 * 3.4 = 13.2 mm = 0.132 dm. Dolžina l = 90 m = 900 dm. Zato:

V₃ = π * l * d² / 4 = 3.1415926 * 900 * 0.132 * 0.132 / 4 = 12.3 dm³ = 12.3 l.

Tako lahko zdaj najdemo skupno prostornino:

V = V₁ + V₂ + V₃ = 60 + 11.5 + 12.3 = 83.8 l.

Odstotno razmerje količine tekočine v ceveh glede na celoten sistem znaša le 15 %. Če pa je dolžina komunikacij velika ali se uporablja sistem “vodno talno ogrevanje”, se prispevek cevi k skupni prostornini znatno poveča.

Na industrijskih in kmetijskih objektih pogosto nameščajo domače radiatorje za ogrevanje, urejene po tipu registrov. Če poznamo dimenzije cevi, lahko izračunamo njihovo prostornino.

Naloga #2 – izračun prostornine domačega radiatorja

Razložimo, kako izračunati klasičen domač radiator ogrevanja iz štirih vodoravnih cevi dolžine 2 m. Najprej je treba najti površino preseka. Zunanji premer lahko izmerimo s konca izdelka.

Naj bo 114 mm. Z uporabo tabele standardnih parametrov jeklenih cevi poiščemo debelino stene, značilno za to velikost – 4.5 mm.

Izračunajmo notranji premer:

d = 114 – 2 * 4.5 = 105 mm.

Določimo površino preseka:

S = π * d² / 4 = 8659 mm².

Skupna dolžina vseh odsekov je 8 m (8000 mm). Poiščimo prostornino:

V = l * S = 8000 * 8659 = 69272000 mm³.

Prostornino navpičnih povezovalnih cevčic lahko izračunamo na podoben način. Vendar lahko to vrednost zanemarimo, saj bo znašala manj kot 0.1 % celotne prostornine radiatorja ogrevanja.

Dobljena vrednost ni informativna, zato jo pretvorimo v litre. Ker je 1 dm = 100 mm, je 1 dm³ = 100 * 100 * 100 = 1000000 = 10⁶ mm³.

Zato V = 69272000 / 10⁶ = 69.3 dm³ = 69.3 l.

Veliki radiatorji ali ogrevalni sistemi (ki jih nameščajo na primer na kmetijah) zahtevajo znatne količine toplotnega nosilca.

Zato, ker bo treba izračunati prostornino cevi v m³, je treba vse dimenzije pred vstavljanjem v formulo takoj pretvoriti v metre.

Naloga #3 – izračun potrebne dolžine PP cevi

Vrednost dolžine odseka lahko dobimo z uporabo navadnega ravnila ali merilnega traku. Nepomembne upogibe in povešanje polimernih cevi lahko zanemarimo, saj ne bodo povzročili resne končne napake.

Pri takšnem ukrivljenju polimernih cevi bo njihova dolžina precej večja (za 10-15 %) od dolžine odseka, po katerem so položene.

Za natančnost je veliko pomembneje pravilno določiti začetek in konec fragmenta:

• Pri priključitvi cevi na dvižni vod je treba dolžino meriti od začetka vodoravnega fragmenta. Ni treba zajeti pripadajočega dela dvižnega voda, saj bi to povzročilo dvojno štetje istega volumna.
• Pri vstopu v radiator je treba dolžino meriti do njegovih cevk, pri čemer zajamemo ventile. Ti se ne upoštevajo pri določanju prostornine radiatorja po njegovih podatkovnih listih.
• Pri vstopu v kotel je treba meriti od plašča, pri čemer upoštevamo dolžino izhodnih cevk.

Zaobljene dele lahko merimo poenostavljeno – štejemo, da potekajo pod pravim kotom. Ta metoda je dopustna, ker je njihov skupni prispevek k dolžini cevi zanemarljiv.

Če je na voljo shema razporeditve talnega ogrevanja, lahko dolžino cevi s toplotnim nosilcem izračunamo po načrtu z vrisanim merilnim mrežnim sistemom.

Prostornino talnega ogrevanja izračunamo na podlagi dolžine nameščenih cevi.

Če podatki o dolžini ali shema manjkajo, vendar je znan razmak med cevkami, lahko izračun izvedemo po naslednji približni formuli (ne glede na način polaganja):

l = (n – k) * (m – k)/k

Kjer je:

• n – dolžina odseka talnega ogrevanja;
• m – širina odseka talnega ogrevanja;
• k – razmak med cevkami;
• l – končna dolžina cevk.

Kljub majhnemu prerezu cevi, ki jih uporabljamo za vodno talno ogrevanje, njihova skupna dolžina vodi do znatne prostornine vsebovanega toplotnega nosilca.

Tako bo za zagotovitev sistema, podobnega tistemu na zgornji sliki (dolžina – 160 m, zunanji premer – 20 mm), potrebnih 26 litrov tekočine.

Pridobitev rezultata z eksperimentalno metodo

V praksi se pojavljajo problematične situacije, ko ima hidravlični sistem zapleteno strukturo ali pa so nekateri njegovi deli položeni na skrit način. V tem primeru postane nemogoče določiti geometrijo njegovih delov in izračunati skupno prostornino. Tedaj je edina rešitev izvedba eksperimenta.

Uporaba razdelilnika in polaganje cevi pod estrih – napreden način skritega dovoda tople vode do ogrevalnih radiatorjev. Natančen izračun dolžine napeljav brez načrta ni mogoč.

Potrebno je izprazniti vso tekočino, vzeti kakšno merilno posodo (npr. vedro) in napolniti sistem do želene ravni. Polnjenje poteka skozi najvišjo točko: ekspanzijsko posodo odprtega tipa ali zgornji odzračevalni ventil. Pri tem morajo biti vsi ostali ventili odprti, da se prepreči nastanek zračnih mehurčkov.

Če gibanje vode v krogu zagotavlja črpalka, ji je treba dati eno ali dve uri delovanja brez ogrevanja hladilne tekočine. To bo pomagalo odstraniti preostale zračne mehurčke. Po tem je treba v krog ponovno doliti tekočino.

Ta metoda se lahko uporablja tudi za posamezne dele ogrevalnega kroga, na primer za talno ogrevanje. Za to ga je treba odklopiti od sistema in na enak način “preliti”.

Sklepi

Kljub temu da nam splet ponuja ogromen izbor programskih izdelkov za izračun prostornine hladilne tekočine, obstajajo GOST tabele za določanje notranje prostornine cevi, zato je treba poznati načela 'ročnih' izračunov.

Potrebni so tistim, ki se samostojno ukvarjajo z gradnjo in popravilom komunikacij, ter tistim, ki uporabljajo storitve projektnih in gradbenih organizacij. Koristne informacije bodo pomagale določiti porabo materiala pred namestitvijo sistema, natančno izračunati predračun in pridobiti predstavo o prihodnjih obratovalnih stroških.

Želite povedati, kako ste izračunali prostornino hladilne tekočine za avtonomni ogrevalni sistem na vikendu ali v podeželski hiši? Imate informacije, ki bi lahko koristile obiskovalcem spletnega mesta? Pišite, prosim, komentarje, objavite fotografije na temo članka, postavljajte vprašanja v spodaj nameščenem bloku.