Cómo calcular varios parámetros de tuberías: fórmulas básicas y ejemplos de cálculo
Agua, calefacción, alcantarillado, chimenea, carcasa, cobre, acero, plástico, metal-plástico, tuberías angostas y anchas para diversos fines de diversos materiales que nos rodean en todas partes. La necesidad de construir nuevas comunicaciones o reemplazar las antiguas surge tanto durante la construcción de la casa como durante la reparación actual. Al preparar un proyecto para el próximo trabajo, no le hará daño armarse con una calculadora para calcular el peso de la tubería, su masa, volumen y otros parámetros.
Contenido
¿Por qué necesita calcular los parámetros de la tubería?
Un cálculo preliminar de los parámetros de las tuberías es necesario en muchos casos. Por ejemplo, para una comunicación adecuada de la tubería con otros elementos del sistema. Los diseñadores e instaladores cuando trabajan con tuberías usan indicadores como:
- permeabilidad de la tubería;
- pérdida de calor;
- cantidad de aislamiento;
- cantidad de material para proteger contra la corrosión;
- rugosidad de la superficie interna de la tubería, etc.
Como resultado, puede determinar el número exacto de tuberías necesarias para un sistema en particular, así como sus características óptimas. Los cálculos correctos le ahorran costos excesivos para la compra y el transporte de material, permiten que las sustancias que están en la tubería se muevan a una velocidad determinada para el uso más eficiente del sistema.
Esta tabla proporciona información útil sobre las características de los diferentes tipos de tuberías, lo que le ayudará a elegir las estructuras correctas necesarias para crear la tubería.
En sistemas de calefacción, el diámetro de las tuberías depende sustancialmente de la velocidad permitida. En el video se presenta un ejemplo de este tipo de cálculo:
Cálculos de varios parámetros de tubería.
Para calcular correctamente los parámetros principales de las tuberías, se deben determinar los siguientes indicadores:
- material del que está hecho el tubo;
- tipo de sección de tubería;
- diámetro interno y externo;
- Espesor de pared;
- longitud del tubo, etc.
Parte de los datos se pueden obtener simplemente midiendo el diseño. Se incluye mucha información útil en los documentos de certificación, así como en varios libros de referencia y especificaciones estándar estatales.
¿Cómo saber el diámetro y el volumen de la tubería?
Algunas fórmulas de cálculo son familiares para todos los estudiantes. Por ejemplo, si necesita aclarar el diámetro de una tubería en particular, debe medir su circunferencia. Para hacer esto, puede usar una cinta de centímetros, que usan las costureras. O debe envolver la tubería con otra cinta adecuada y luego medir el segmento resultante con una regla.
A continuación, usamos la fórmula para la circunferencia:
L = πD, donde:
- L es la circunferencia del círculo;
- π es un número constante "pi" igual a aproximadamente 3.14;
- D es el diámetro del círculo.
Es suficiente hacer una transformación simple para calcular el diámetro externo de la tubería usando esta fórmula:
D = L / π.
Al medir el grosor de las paredes de la tubería, también es fácil calcular el diámetro interno del círculo. Para hacer esto, duplique el valor del espesor de la pared de la tubería del valor del diámetro exterior de la tubería.
Cálculo de sección transversal de tubería
Para calcular la sección transversal de la tubería, calcule el área del círculo. Esto tiene en cuenta la diferencia entre el diámetro externo de la tubería y el grosor de sus paredes, en otras palabras, el diámetro interno de la tubería.
Esta figura muestra claramente indicadores tales como el diámetro exterior de la tubería y el grosor de su pared. La diferencia entre el diámetro exterior y el grosor le permite calcular el diámetro interior de la tubería.
La fórmula del área circular se ve así:
S = πR², donde:
- S es el área del círculo;
- π es el número de "pi";
- R es el radio del círculo, calculado como la mitad del diámetro.
Si usa información sobre el diámetro exterior y el grosor de la pared de la tubería, la fórmula puede verse así:
S = π (D / 2-T) ², donde:
- S es el área de la sección transversal;
- π es el número de "pi";
- D es el diámetro exterior de la tubería;
- T es el grosor de la pared de la tubería.
Supongamos que hay una tubería cuyo diámetro externo es de 1 metro y el espesor de la pared es de 10 mm. Primero debes acordar todas las unidades. El espesor de la pared será de 0.01 metros. De acuerdo con la fórmula anterior, calculamos la sección transversal de dicha tubería:
S = 3.14X (1m / 2-0.01m) ² = 0.75m²
Por lo tanto, la sección transversal de la tubería con los parámetros especificados será igual a 0,75 metros cuadrados. metro
Como sabe, la precisión de los cálculos con el número "pi" depende del número de decimales que se utilizan al aplicar esta constante. Sin embargo, la construcción generalmente no necesita cálculos ultraprecisos, y se supone que el número de pi es 3.14. El resultado final también tiene sentido redondear hasta dos decimales.
¿Cómo calcular el volumen de la tubería?
Este diagrama ilustra el uso de datos como el radio de la sección de la tubería y su longitud para determinar el volumen de la tubería.
Tampoco es difícil calcular el volumen de un segmento de tubería específico. Para hacer esto, primero debe encontrar la circunferencia de la tubería por su diámetro exterior de acuerdo con la fórmula anterior:
S = π (D / 2) ² o S = πR²
En este caso, D es el diámetro exterior de la tubería y R es el radio exterior, es decir, la mitad del diámetro. Después de esto, el valor obtenido debe multiplicarse por la longitud del segmento de tubería, una vez recibido el volumen, que se expresa en metros cúbicos. La fórmula para calcular el volumen de la tubería puede verse así:
V = SH, donde
- V es el volumen de la tubería, cúbico metro
- S - área de sección transversal externa, metros cuadrados;
- H es la longitud del segmento de tubería, m
Supongamos que hay una tubería con un diámetro externo de 50 cm y una longitud de 2 metros. Todas las unidades deben ser acordadas primero. D = 50 cm = 0.5 m. Sustituya este valor en la fórmula del área del círculo:
S = π (D / 2) ² = 3.14 (0.5 / 2) ² = 0.0625 m²
Ahora puedes calcular el volumen:
V = SH = 0.0625X2 = 0.125 m³.
Todos estos cálculos se pueden hacer fácilmente usando una calculadora convencional, pero es mucho más conveniente usar la computadora apropiada que realiza el cálculo en línea.
La calculadora realiza cálculos en función de los datos iniciales: pradio y altura de la base, diámetro y altura de la base, o área y altura de la base.
¿Cómo calcular el peso de la tubería?
La información sobre el peso de un número específico de tuberías es necesaria para predecir el costo de su transporte. Si se utiliza una estructura grande, su peso no hace daño para correlacionarse con la capacidad de carga de la base del conocimiento.
Esta tabla muestra datos de referencia sobre el peso de las tuberías de acero de varios tipos, teniendo en cuenta sus tamaños y características de la tecnología de producción.
Los estudiantes de secundaria saben muy bien que la masa de un objeto se puede encontrar multiplicando su volumen por la densidad de la sustancia en la que consiste este objeto. Los constructores están aliviados de los tediosos cálculos de la masa de un segmento de tubería en particular, ya que varias guías de construcción contienen información sobre el peso de un medidor lineal de una amplia variedad de tipos de tubería.La forma más fácil es calcular la masa de la tubería utilizando los GOST relevantes, utilizando información sobre:
- el material del que está hecho el tubo;
- su diámetro exterior;
- espesor de pared;
- diámetro interior, etc.
Habiendo descubierto el peso de un medidor de la tubería, multiplique el valor obtenido por el número total de medidores en funcionamiento. La complejidad de la tarea corresponde al nivel del cuarto al quinto grado de una escuela integral.
Para averiguar el peso de las tuberías, le sugerimos que use nuestra calculadora en línea. Ingrese la información necesaria en los campos apropiados, después de lo cual el programa muestra el valor de peso del número especificado de tuberías.
¿Cómo determinar la superficie exterior de la tubería?
Al instalar una amplia variedad de sistemas, puede ser necesario aislar la tubería. Para determinar con la mayor precisión posible la cantidad requerida de material de aislamiento térmico u otro revestimiento necesario (anticorrosión, impermeabilización, etc.), se recomienda calcular el área de la superficie exterior de la tubería.
Para calcular correctamente la cantidad de material requerido para el aislamiento de la tubería, calcule el área de su superficie exterior. Para esto, la circunferencia de la sección exterior debe multiplicarse por la longitud de la tubería.
Cualquier tubería de sección transversal circular se puede imaginar como un rectángulo que se ha enrollado en un tubo. El área de un rectángulo se define como el producto de su longitud y ancho. En el caso de una tubería, la longitud del rectángulo corresponderá a la longitud de la tubería y su ancho a la longitud de su circunferencia exterior.
La fórmula de la longitud del círculo ya se mencionó al principio, parece que L = ∏D. Denote la longitud del segmento de tubería como H. Entonces, el área de superficie externa de la tubería será igual a:
St = πDH, donde:
- St es el área de superficie externa de la tubería, metros cuadrados;
- π es un número constante pi igual a 3.14;
- D es el diámetro exterior de la tubería, m;
- H - longitud de la tubería, m
Por ejemplo, si hay una tubería con un diámetro de 30 cm y una longitud de 5 metros, su área de superficie será igual a:
St = πDH = 3.14X0.3X5 = 4.71 sq.m.
Usando las fórmulas anteriores, es posible calcular fácilmente el volumen del espacio interno de la tubería y el área de su superficie interna. Para hacer esto, en los cálculos es suficiente reemplazar el valor del diámetro externo de la tubería por el valor de su diámetro interno.
¿Y si la sección de la tubería no es redonda?
Todas las fórmulas y cálculos descritos anteriormente consideran exclusivamente tuberías con una sección transversal circular. De hecho, en la construcción moderna, tales estructuras se usan con mayor frecuencia. Sin embargo, hay tuberías con:
- rectangular;
- oval;
- sección trapezoidal, etc.
Para calcular tales tuberías no estándar, se recomienda utilizar una serie de fórmulas simples. Entonces, el área de una sección cuadrada o rectangular se define como el producto de largo y ancho. Multiplicando el área por la longitud del segmento de tubería, puede calcular el volumen de la tubería. Para encontrar el área de superficie de una tubería de sección rectangular, multiplique la longitud del segmento de tubería y el perímetro de la sección. El perímetro, como sabes, es la suma de todos los lados del rectángulo.
Las tuberías con una sección rectangular o trapezoidal se usan con mayor frecuencia para crear chimeneas y sistemas de alcantarillado. Para calcular los parámetros principales de tales tuberías, se utilizan varias fórmulas simples
El perímetro del trapecio también se calcula como la suma de todos sus lados. Multiplicamos estos datos por la longitud del segmento de tubería y obtenemos el área de superficie de la tubería. Para calcular el volumen de una tubería con una sección transversal trapezoidal, primero debe encontrar el área del trapezoide.Se calcula como el producto de la mitad de la suma de sus bases y altura:
S = 0.5 (A + B) H, donde:
- A y B: la longitud de las bases del trapecio, es decir, sus lados paralelos;
- H es la altura del trapecio, es decir, una perpendicular dibujada de una base a otra.
Multiplicando el área de la sección trapezoidal por la longitud del segmento de tubería, obtenemos su volumen.
Para calcular los parámetros de una tubería con una sección transversal ovalada, actúan aproximadamente de la misma manera. Se calcula la circunferencia del óvalo, así como su área. Multiplicando la circunferencia por la longitud del segmento de tubería, obtenemos la superficie de la tubería. El producto del área de sección transversal ovalada y la longitud del segmento de tubería da el valor del volumen de la tubería.
El óvalo tiene dos ejes: grande y pequeño. La circunferencia del óvalo (o elipse) se calcula como el producto del número pi por la suma de las longitudes de sus semiejes:
L = πX (A + B), donde:
- ∏ es un número constante pi igual a 3.14;
- A y B son la longitud de los semiejes del óvalo.
El área oval se calcula como el producto de sus semiejes y el número "pi":
S = πAB.
Para evitar cálculos complejos, puede usar numerosas calculadoras en línea que le permiten calcular los parámetros de tuberías de varias configuraciones.
