A cső térfogatának kiszámítása: a számítások elvei és a számítások elvégzésének szabályai literben és köbméterben

A fűtési rendszerben szükséges folyadék mennyiségének meghatározásakor gyakran egy külön feladatot kell megoldani – ki kell számítani a megadott paraméterekkel rendelkező cső térfogatát. Maga a számítási képlet egyszerű. A gyakorlatban azonban óvatosan kell alkalmazni a pontos eredmény elérése érdekében.

Elmondjuk, hogyan számítsa ki egy fontos kommunikációs rendszer belső térfogatát. Az általunk bemutatott cikkben részletesen áttekintjük a csővezeték és a fűtőberendezések számítási lehetőségeit. Tanácsaink figyelembevételével Ön gyorsan megoldja a feladatot.

Csövek geometriai paraméterei

A cső térfogatának meghatározásához elegendő és szükséges ismerni annak mindössze két paraméterét: a hosszát és a belső (tényleges) átmérőjét. Fontos, hogy az utóbbi paramétert ne keverjük össze a külső mérettel, amelyet a szerelvények és csatlakozóelemek helyes kiválasztásához adnak meg.

Ha a falvastagság értéke ismeretlen, akkor a számított belső átmérő helyett használhatja a DN-t (belső átjáró átmérő). Ezek megközelítőleg egyenlők, és a DN értéke általában a termék külső oldalán elhelyezett jelölésen szerepel.

A polipropilén csövek szabványos nómenklatúrája tartalmazza a külső átmérőt és a falvastagságot milliméterben. E két paraméter alapján kiszámítható a belső átmérő.

Mielőtt bármilyen cső térfogatát kiszámítaná, el kell kerülnie egy gyakori hibát, és minden paramétert egységes mérési rendszerbe kell hoznia. A helyzet az, hogy a hosszúságot általában méterben, az átmérőt pedig milliméterben fejezik ki. E két egység aránya a következő: 1 m = 1000 mm.

Valójában a paramétereket köztes értékekre – centiméterekre vagy deciméterekre – is át lehet váltani. Ez néha még kényelmes is, tekintve, hogy ebben az esetben a tizedesvessző utáni számjegyek vagy éppen a nullák száma nem lesz túl nagy.

A térfogat mértékegységeinek összefüggései. Az egyik mértékegységről a másikra való áttéréskor el kell kerülni a nullák számában vagy éppen a tizedesvessző utáni számjegyekben való hibázást.

A nem Oroszországban gyártott (és nem Oroszország számára készült) csövek esetében az átmérő hüvelykben is megadható. Ekkor át kell számítani, figyelembe véve, hogy 1″ = 25,4 mm.

Egyetlen cső képlete

Geometriai szempontból a cső egy egyenes körhenger.

Egy ilyen objektum térfogata egyenlő a keresztmetszeti terület és a hossz szorzatával:

V = l * S

Ahol:

• V – térfogat (m³);
• l – hossz (m);
• S – keresztmetszeti terület (m²).

Az ismert átmérőjű kör alakú cső keresztmetszeti területének kiszámítása a következő képlettel történik:

S = π * d² / 4

Itt:

• π = 3.1415926;
• d – a kör átmérője (m).

Az ismert belső átmérőjű és hosszúságú cső térfogatának végső képlete a következő alakú:

V = π * l * d² / 4

Ha a cső hosszának és átmérőjének mértékegysége más érték (dm, cm vagy mm), akkor a térfogat rendre dm³, cm³ vagy mm³ mértékegységben lesz kifejezve.

Szeretnénk bemutatni Önnek egy egyszerű módszert a cső külső átmérőjének (D) tolómérő nélküli mérésére. D = L / π, ahol L – a kerület hossza:

A cső térfogatának helyes kiszámításához két paramétert kell behelyettesíteni az egyszerű képletbe: a hosszt és a belső átmérőt. Amennyire pontosan mérik vagy számítják ki őket, annyira pontos lesz a kapott eredmény.

A cső belső térfogatának kiszámításához egyszerű geometriai képletekre lesz szükség, amelyeket az iskolában használnak a fizika, algebra, kémia, geometria és más tantárgyak óráin.

Számítások elvégzésének gyakorlati példái

Jelentős segítséget nyújtanak a számítási elvek és a műveletek sorrendjének elemzésében azok a konkrét példák, amelyeket az érdeklődő látogatóknak érdemes megismerniük.

1. feladat – a szükséges hőhordozó térfogatának kiszámítása

Egy ideiglenes lakóhelyként szolgáló vidéki házhoz ki kell számítani a beszerzendő propilénglikol – hőhordozó térfogatát, amely nem fagy meg -30°C-ig. A fűtési rendszer egy 60 literes köpennyel ellátott kályhából, négy alumínium radiátorból (mindegyik 8 szekciós) és 90 méter PN25 (20 x 3,4) csőből áll.

A PN25 20 x 3,4 szabványú csöveket leggyakrabban kis fűtőkörök kialakításához használják radiátorok soros csatlakoztatásával. Belső átmérője 13,2 mm.

A csőben lévő folyadék térfogatát literben kell kiszámítani. Ehhez mértékegységként a decimétert kell használni. A szabványos hosszúságok átszámítási képletei a következők: 1 m = 10 dm és 1 mm = 0,01 dm.

A kazán köpenyének térfogata ismert. V₁ = 60 l.

Az Elegance EL 500 alumínium radiátor adatlapján az szerepel, hogy egy szekció térfogata 0,36 l. Ekkor V₂ = 4 * 8 * 0,36 = 11,5 l.

Számítsuk ki a csövek teljes térfogatát. Belső átmérőjük d = 20 – 2 * 3,4 = 13,2 mm = 0,132 dm. Hosszuk l = 90 m = 900 dm. Ebből következik:

V₃ = π * l * d² / 4 = 3,1415926 * 900 * 0,132 * 0,132 / 4 = 12,3 dm³ = 12,3 l.

Igy tehát most már meghatározható a teljes térfogat:

V = V₁ + V₂ + V₃ = 60 + 11,5 + 12,3 = 83,8 l.

A csövekben lévő folyadék aránya a teljes rendszerhez képest mindössze 15%. De ha a vezetékek hossza nagy, vagy “vizes padlófűtés” rendszert használnak, a csövek hozzájárulása a teljes térfogathoz jelentősen megnő.

Ipari és mezőgazdasági létesítményekben gyakran szerelnek be házi készítésű fűtőtesteket, amelyek regiszter típusúak. A csövek méreteinek ismeretében kiszámítható a térfogatuk.

2. feladat – a házi készítésű radiátor térfogatának kiszámítása

Elemezzük, hogyan számítható ki a klasszikus házi készítésű fűtőtest, amely négy darab 2 m hosszú vízszintes csőből áll. Először meg kell határozni a keresztmetszeti területet. A külső átmérő a termék végén mérhető.

Legyen 114 mm. A acélcsövek szabványos paramétereinek táblázatát használva megkeressük az erre a méretre jellemző falvastagságot – 4,5 mm.

Számítsuk ki a belső átmérőt:

d = 114 – 2 * 4,5 = 105 mm.

Határozzuk meg a keresztmetszeti területet:

S = π * d² / 4 = 8659 mm².

Az összes darab teljes hossza 8 m (8000 mm). Számítsuk ki a térfogatot:

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

A függőleges összekötő csövek térfogata hasonló módon számítható ki. De ez az érték elhanyagolható, mivel kevesebb, mint 0,1%-a a fűtőtest teljes térfogatának.

A kapott érték nem informatív, ezért váltsuk át literekbe. Mivel 1 dm = 100 mm, így 1 dm³ = 100 * 100 * 100 = 1000000 = 10⁶ mm³.

Ezért V = 69272000 / 10⁶ = 69,3 dm³ = 69,3 l.

A nagy radiátorok vagy fűtési rendszerek (amelyeket például farmokon telepítenek) jelentős hőhordozó mennyiséget igényelnek.

Ezért mivel a csövek térfogatát m³-ben kell kiszámítani, az összes méretet közvetlenül a képletbe való behelyettesítés előtt méterekre kell váltani.

3. feladat – a szükséges PP csőhossz kiszámítása

Az egyes darabok hosszának értékét közönséges vonalzóval vagy mérőszalaggal lehet megkapni. A polimer csövek kisebb hajlításai és megereszkedései elhanyagolhatók, mivel ezek nem vezetnek súlyos végső hibához.

Ilyen polimer csövek hajlítása esetén a hosszuk jelentősen nagyobb lesz (10-15%-kal), mint annak a szakasznak a hossza, amelyen keresztül fektetik őket.

A pontosság betartása szempontjából sokkal fontosabb a töredék kezdetének és végének helyes meghatározása:

• A cső felszállóhoz történő csatlakoztatásakor a hosszúságot a vízszintes szakasz elejétől kell mérni. Nem szabad megragadni a felszálló szomszédos részét, mert ez ugyanannak a térfogatnak a kétszeres számlálásához vezet.
• Az akkumulátor bemeneténél a hosszúságot a csövekig kell mérni, beleértve a csapokat is. Ezek nem számítanak bele a radiátor térfogatának adatlapja szerinti meghatározásába.
• A kazán bemeneténél a köpenytől kell mérni, figyelembe véve a kimenő csövek hosszát.

A lekerekítések egyszerűsítve is mérhetők – feltételezve, hogy derékszögben haladnak. Ez a módszer elfogadható, mivel ezek teljes hozzájárulása a csövek hosszához elhanyagolható.

A padlófűtés elhelyezkedési rajzának birtokában a hőhordozó csövek hossza kiszámítható a terv alapján, ha arra méretarányos rácsot helyezünk.

A padlófűtés térfogatát a beépített csövek hossza alapján számolják.

Ha a hosszra vonatkozó adatok vagy a rajz hiányoznak, de ismert a csövek közötti távolság, akkor a számítás a következő közelítő képlettel végezhető el (a fektetés módjától függetlenül):

l = (n – k) * (m – k)/k

Itt:

• n – a padlófűtési szakasz hossza;
• m – a padlófűtési szakasz szélessége;
• k – a csövek közötti távolság;
• l – a csövek végső hossza.

Annak ellenére, hogy a vízfűtéses padlófűtéshez használt csövek kis keresztmetszetűek, teljes hosszuk jelentős mennyiségű hőhordozó befogadásához vezet.

Így a fenti ábrán láthatóhoz hasonló rendszerhez (hossz: 160 m, külső átmérő: 20 mm) 26 liter folyadék szükséges.

Az eredmény meghatározása kísérleti módszerrel

A gyakorlatban előfordulnak olyan problémás helyzetek, amikor a hidraulikus rendszer bonyolult szerkezetű, vagy egyes részei rejtett módon vannak lefektetve. Ebben az esetben lehetetlenné válik az alkatrészek geometriájának meghatározása és a teljes térfogat kiszámítása. Ilyenkor az egyetlen kiút a kísérlet elvégzése.

A kollektor használata és a csövek aljzatba fektetése – a forró víz fűtőradiátorokhoz történő rejtett vezetésének korszerű módja. A kommunikáció hosszát a terv hiányában pontosan kiszámítani lehetetlen.

Ki kell engedni az összes folyadékot, vegyünk egy mérőedényt (például vödröt), és töltsük fel a rendszert a kívánt szintig. A feltöltés a legfelső ponton keresztül történik: nyitott típusú tágulási tartály vagy felső leeresztő szelep. Eközben az összes többi szelepnek nyitva kell lennie a légzsákok kialakulásának elkerülése érdekében.

Ha a szivattyú biztosítja a víz áramlását a körben, akkor hagyni kell neki egy-két órát dolgozni a fűtőközeg felmelegítése nélkül. Ez segít kiűzni a maradék légzárványokat. Ezt követően még egyszer fel kell tölteni a folyadékot a körbe.

Ez a módszer a fűtési kör egyes részeire is alkalmazható, például a padlófűtésre. Ehhez le kell választani a rendszerről, és ugyanígy “át kell öblíteni”.

Következtetések

Bár az interneten hatalmas választékot kínálnak szoftvertermékekből a fűtőközeg űrtartalmának kiszámításához, léteznek GOST-táblázatok a csövek belső térfogatának meghatározásához, és ismerni kell a „kézi” számítások alapelveit.

Ezek szükségesek azok számára, akik önállóan foglalkoznak a közművek építésével és javításával, valamint azok számára, akik tervező és kivitelező szervezetek szolgáltatásait veszik igénybe. A hasznos ismeretek segítenek meghatározni az anyagfelhasználást a rendszer kiépítése előtt, pontosan kiszámítani a költségvetést, és képet kapni a várható üzemeltetési kiadásokról.

Szeretné elmesélni, hogyan számította ki a fűtőközeg térfogatát a nyaralóban vagy a vidéki házban lévő autonóm fűtési rendszerhez? Rendelkezik olyan információval, ami hasznos lehet a webhely látogatói számára? Kérem, írjon megjegyzéseket, tegyen közzé fényképeket a cikk témájához kapcsolódóan, és tegyen fel kérdéseket az alábbi blokkban.