Výpočet objemu rúry: princípy výpočtov a pravidlá vykonávania výpočtov v litroch a kubických metroch

Pri zisťovaní množstva potrebnej kvapaliny vo vykurovacom systéme je často potrebné vyriešiť samostatnú úlohu – vykonať výpočet objemu rúry so zadanými parametrami. Samotný výpočtový vzorec je jednoduchý. Avšak v praxi je potrebné ho na dosiahnutie presného výsledku používať opatrne.

Povieme vám, ako vypočítať vnútorný objem dôležitého komunikačného systému. V nami predloženom článku sú podrobne rozobrané varianty vykonávania výpočtov pre potrubie a vykurovacie zariadenia. S ohľadom na naše rady úlohu rýchlo vyriešite.

Geometrické parametre rúr

Na určenie objemu rúry je potrebné a postačujúce poznať iba dva jej ukazovatele: dĺžku a vnútorný (skutočný) priemer. Posledný parameter je dôležité nezameniť s vonkajším rozmerom, ktorý sa uvádza na správny výber tvaroviek a spojovacích prvkov.

Ak hodnota hrúbky steny nie je známa, namiesto výpočtového vnútorného priemeru možno použiť DN (priemer vnútorného priechodu). Sú približne rovnaké a hodnota DN je zvyčajne uvedená na označení, ktoré je umiestnené na vonkajšej strane výrobku.

Štandardná nomenklatúra polypropylénových rúr obsahuje vonkajší priemer a hrúbku steny v milimetroch. Podľa týchto dvoch parametrov možno vypočítať vnútorný priemer.

Predtým, ako sa pokúsite vypočítať objem akejkoľvek rúry, je potrebné vyhnúť sa bežnej chybe a uviesť všetky parametre do jednotnej mernej sústavy. Ide o to, že dĺžka sa zvyčajne vyjadruje v metroch a priemer v milimetroch. Pomer týchto dvoch jednotiek je nasledovný: 1 m = 1 000 mm.

V skutočnosti možno parametre uviesť aj na medzihodnoty – centimetre alebo decimetre. Niekedy je to dokonca výhodné, vzhľadom na to, že v tomto prípade počet desatinných miest alebo naopak núl nebude príliš veľký.

Vzájomná súvislosť jednotiek merania objemu. Pri prevode z jednej veličiny na druhú je potrebné vyhnúť sa chybe v počte núl alebo naopak desatinných miest.

Pre rúry vyrobené nie v Rusku (a nie pre Rusko) môže byť priemer vyjadrený v palcoch. V tomto prípade je potrebné vykonať prepočet, berúc do úvahy, že 1″ = 25,4 mm.

Vzorec pre jednu rúru

Z geometrického hľadiska predstavuje rúra priamy kruhový valec.

Objem takéhoto objektu sa rovná ploche prierezu vynásobenej dĺžkou:

V = l * S

Kde:

• V – objem (m³);
• l – dĺžka (m);
• S – plocha prierezu (m²).

Plocha prierezu rúry, ktorá má tvar kruhu so známym priemerom, sa vypočíta podľa vzorca:

S = π * d² / 4

Tu:

• π = 3.1415926;
• d – priemer kruhu (m).

Výsledný vzorec objemu rúry so známym vnútorným priemerom a dĺžkou bude mať nasledujúci tvar:

V = π * l * d² / 4

Ak jednotkou merania dĺžky a priemeru rúry bude iná veličina (dm, cm alebo mm), potom objem bude vyjadrený v dm³, cm³ alebo mm³.

Tiež by som vám rád ukázal jednoduchý spôsob merania vonkajšieho priemeru rúry (D) bez posuvného meradla. D = L / π, kde L – dĺžka obvodu:

Pre správny výpočet objemu rúr je potrebné dosadiť do jednoduchého vzorca dva parametre: dĺžku a vnútorný priemer. Nakoľko presne budú merané alebo vypočítané, natoľko presný bude získaný výsledok.

Pri výpočtoch vnútorného objemu rúry budú potrebné jednoduché geometrické vzorce, ktoré sa v škole používajú na hodinách fyziky, algebry, chémie, geometrie a ďalších predmetov.

Aplikačné príklady vykonávania výpočtov

Značnú pomoc pri rozbore princípov výpočtov a postupnosti krokov pri vykonávaní výpočtov poskytnú konkrétne príklady, s ktorými by sa mali oboznámiť zainteresovaní návštevníci.

Úloha #1 – výpočet objemu potrebného teplonosného média

Pre vidiecky dom na prechodné bývanie je potrebné vypočítať objem nakupovaného propylénglykolu – teplonosného média nezamŕzajúceho pri teplotách do -30°C. Vykurovací systém pozostáva z pece s plášťom na 60 litrov, štyroch hliníkových radiátorov po 8 sekcií každý a 90 metrov rúry PN25 (20 x 3,4).

Rúry štandardu PN25 20 x 3,4 sa najčastejšie používajú na organizáciu malého vykurovacieho okruhu so sériovým pripojením radiátorov. Jej vnútorný priemer je 13,2 mm.

Objem kvapaliny v rúre je potrebné vypočítať v litroch. Na tento účel je potrebné zobrať ako jednotku merania decimeter. Vzorce prechodu od štandardných jednotiek dĺžky sú nasledovné: 1 m = 10 dm a 1 mm = 0,01 dm.

Objem plášťa kotla je známy. V₁ = 60 l.

V pase hliníkového radiátora Elegance EL 500 je uvedené, že objem jednej sekcie je 0,36 l. Potom V₂ = 4 * 8 * 0,36 = 11,5 l.

Vypočítame celkový objem rúr. Ich vnútorný priemer d = 20 – 2 * 3.4 = 13.2 mm = 0.132 dm. Dĺžka l = 90 m = 900 dm. Preto:

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

Takto teraz možno nájsť celkový objem:

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

Percentuálny podiel množstva kvapaliny v rúrach v pomere k celému systému predstavuje iba 15 %. Ale ak je dĺžka potrubí veľká alebo sa používa systém “vodné podlahové kúrenie”, potom príspevok rúr k celkovému objemu výrazne narastá.

Na priemyselných a poľnohospodárskych objektoch sa často inštalujú svojpomocne vyrobené radiátory kúrenia, usporiadané podľa typu registrov. Pri znalosti rozmerov rúr je možné vypočítať ich objem.

Úloha #2 – výpočet objemu domáceho radiátora

Rozoberieme, ako vypočítať klasický svojpomocne vyrobený radiátor kúrenia zo štyroch horizontálnych rúr dĺžky 2 m. Najprv je potrebné nájsť plochu prierezu. Vonkajší priemer možno odmerať z čela výrobku.

Nech je 114 mm. Použitím tabuľky štandardných parametrov oceľových rúr nájdeme hrúbku steny, charakteristickú pre tento rozmer – 4.5 mm.

Vypočítame vnútorný priemer:

d = 114 – 2 * 4.5 = 105 mm.

Určíme plochu prierezu:

S = π * d² / 4 = 8659 mm².

Celková dĺžka všetkých fragmentov je 8 m (8000 mm). Nájdeme objem:

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

Objem vertikálnych spojovacích rúrok možno vypočítať analogickým spôsobom. Túto hodnotu však možno zanedbať, pretože bude tvoriť menej ako 0.1 % celkového objemu radiátora kúrenia.

Získaná hodnota nie je informatívna, preto ju prevedieme na litre. Keďže 1 dm = 100 mm, potom 1 dm³ = 100 * 100 * 100 = 1000000 = 10⁶ mm³.

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

Veľké batérie alebo vykurovacie systémy (ktoré sa inštalujú napríklad na farmách) vyžadujú značné objemy teplonosného média.

Pretože bude potrebné vypočítať objem rúr v m³, všetky rozmery bude potrebné pred dosadením do vzorca okamžite previesť na metre.

Úloha #3 – výpočet potrebnej dĺžky PP rúr

Hodnotu dĺžky fragmentu možno získať použitím bežného pravítka alebo pásma. Zanedbateľné ohyby a previsy polymérnych rúr možno zanedbať, pretože nevedú k závažnej konečnej chybe.

Pri takomto zakrivení polymérových rúr bude ich dĺžka výrazne väčšia (o 10-15 %) ako dĺžka úseku, po ktorom sú uložené.

Pre dodržanie presnosti je oveľa dôležitejšie správne určiť začiatok a koniec fragmentu:

• Pri pripájaní rúry k stúpačke treba merať dĺžku od začiatku horizontálneho fragmentu. Nie je potrebné zahrnúť priľahlú časť stúpačky, pretože by to viedlo k dvojitému započítaniu toho istého objemu.
• Pri vstupe do batérie treba merať dĺžku až po jej rúrky vrátane kohútikov. Tie sa pri určovaní objemu radiátora podľa jeho technických údajov nezohľadňujú.
• Pri vstupe do kotla treba merať od plášťa s prihliadnutím na dĺžku vystupujúcich rúrok.

Zaoblenia možno merať zjednodušene – považovať, že prebiehajú v pravom uhle. Táto metóda je prípustná, pretože ich celkový príspevok k dĺžke rúr je zanedbateľný.

Pri existencii schémy umiestnenia podlahového kúrenia možno dĺžku rúrok s teplonosnou látkou vypočítať podľa plánu s nanesenou mierkovou sieťou.

Objem podlahového kúrenia sa počíta podľa metráže inštalovaných rúr.

Ak údaje o dĺžke alebo schéma chýbajú, ale je známy rozstup medzi rúrkami, výpočet možno vykonať pomocou nasledujúceho približného vzorca (bez ohľadu na spôsob uloženia):

l = (n – k) * (m – k)/k

Tu:

• n – dĺžka úseku podlahového kúrenia;
• m – šírka úseku podlahového kúrenia;
• k – rozstup medzi rúrkami;
• l – výsledná dĺžka rúrok.

Napriek malému prierezu rúr, ktoré sa používajú na vodné podlahové kúrenie, ich celková dĺžka vedie k značnému objemu zadržiavaného teplonosného média.

Takže na zabezpečenie systému, analogického k uvedenému obrázku vyššie (dĺžka – 160 m, vonkajší priemer – 20 mm), bude potrebných 26 litrov kvapaliny.

Získanie výsledku experimentálnou metódou

V praxi vznikajú problematické situácie, keď hydraulický systém má zložitú štruktúru alebo niektoré jeho fragmenty sú uložené skrytým spôsobom. V tomto prípade nie je možné určiť geometriu jeho častí a vypočítať celkový objem. Potom jediným východiskom je vykonanie experimentu.

Použitie rozdeľovača a uloženie rúr pod poter – moderný spôsob skrytého prívodu horúcej vody k vykurovacím radiátorom. Presne vypočítať dĺžku potrubí pri absencii plánu nie je možné.

Je potrebné vypustiť všetku kvapalinu, vziať nejakú odmernú nádobu (napríklad vedro) a naplniť systém na požadovanú úroveň. Plnenie prebieha cez najvyšší bod: expanznú nádrž otvoreného typu alebo horný vypúšťací ventil. Pritom musia byť všetky ostatné ventily otvorené, aby sa zabránilo vzniku vzduchových vreciek.

Ak pohyb vody v okruhu zabezpečuje čerpadlo, je potrebné nechať ho hodinu alebo dve pracovať bez ohrevu teplonosnej látky. To pomôže odstrániť zvyškové vzduchové kopy. Potom je potrebné znova doplniť kvapalinu do okruhu.

Túto metódu možno použiť aj na jednotlivé časti vykurovacieho okruhu, napríklad na podlahové kúrenie. Na to je potrebné ho odpojiť od systému a rovnakým spôsobom “preliať”.

Závery

Napriek tomu, že na internete je ponúkaný obrovský výber softvérových produktov na vykonávanie výpočtov objemu teplonosnej látky, existujú gostovské tabuľky na určenie vnútorného objemu rúr, je potrebné poznať princípy „ručných“ výpočtov.

Sú potrebné pre tých, ktorí sa samostatne zaoberajú výstavbou a opravou komunikácií, a pre tých, ktorí využívajú služby projekčných a stavebných organizácií. Užitočné informácie pomôžu určiť spotrebu materiálu pred inštaláciou systému, presne vypočítať rozpočet a získať predstavu o budúcich prevádzkových nákladoch.

Chcete porozprávať o tom, ako ste vypočítali objem teplonosnej látky pre autonómny vykurovací systém na chate alebo vo vidieckom dome? Máte informácie, ktoré by sa mohli hodiť návštevníkom stránky? Napíšte, prosím, komentáre, zverejnite fotografie k téme článku, pýtajte sa v bloku nižšie.