Объем трубы

Геометрия трубопроводов и емкостей в форме цилиндра часто затрудняет даже опытным строителям при попытке оценить "глазом" количество жидкости, которая находится внутри. Также расчет объема трубы часто требуется для работы с системами отопления, канализации и водопровода, где остаточное количество жидкости влияет на эффективность систем.

Как можно посчитать объем воды внутри трубы

Вычислить объем воды в трубе можно несколькими способами:

Использовать онлайн калькулятор или простейшую программку, набранную в Exele;
Рассчитать значение вручную, используя тригонометрическую формулу из курса школьных задачек;
Применить табличный вариант значений из справочника машиностроителя.

Чем проще метод расчета, тем меньше шансов допустить ошибку, даже если абсолютно уверены в правильности используемой методики.

Важно! Если полистать учебник тригонометрии, можно убедиться, что задачу, как рассчитать объем трубы, решают школьники уже не один десяток лет. Поэтому не стоит пытаться найти свое оригинальное решение и изобретать велосипед заново, просто воспользуйтесь методикой упрощенного расчета, составленной умным человеком.

Главное, перед тем как посчитать объем трубы, проверьте методику расчета на практике простейшим способом. Например, можно использовать небольшую цилиндрическую емкость или бак. Хорошим помощником может стать мерный стакан или цилиндрическая градуированная колба. Сравните рассчитанный и реальный объёмы воды в емкости.

Простейшие способы расчета объема заполнения трубы

Прежде всего, стоит определиться с исходными данными или параметрами трубы. Если речь идет об обычной цилиндрической трубе, то полный объем можно рассчитать простым арифметическим действием - умножить площадь сечения на длину трубы, V=S*L.

На практике вариантов расчета объема трубы в литрах или кубах может быть два:

Полный внутренний объем трубопровода. Чаще всего такой случай возникает при проливке системы тепло или водоснабжения, когда необходимо рассчитать потребное количество реактива, исходя из объема воды, полностью заполняющего трубы;
Более сложный случай – частичное заполнение цилиндрического объема. Например, в случаях, когда имеется цилиндрическая цистерна или пластиковая емкость, установленная горизонтально, и вода заполняет лишь небольшую часть бака.

К сведению! В первом случае потребуются специальные средства – штангельциркуль или, на худой конец, слесарная металлическая линейка и рулетка. Во втором случае будем использовать рулетку и мерный шест.

Измерения внутреннего объема трубопровода

Чтобы определить количество воды в трубе, измерим или возьмем из справочника внутренний диаметр трубопровода. Если искать справочные данные нет времени, можно измерить наружный диаметр и толщину стенки в миллиметрах. Далее вычитаем из наружного диаметра D удвоенную толщину стенки и получаем d- внутренний диаметр.

По формуле S=(3.14*d²)/4 рассчитываем площадь сечения внутреннего объема и умножаем на длину трубопровода V= S*L. Далее, чтобы получить объем в литрах, вычисленное значение необходимо разделить на 1000000.

Если расчет выполнялся для химической обработки или промывки трубопровода или теплообменника значительной длины, например, в несколько сот метров, то специалисты рекомендуют делать поправку на температуру. При высокой температуре металл расширяется, а значит, и увеличивается внутренний объем трубы.

Расчет для частичного заполнения трубы

Этот случай сложнее, и требует определенного понимания процесса. Первоначально необходимо определиться с тем, какой параметр реально можно измерить. Можно измерять высоту столба жидкости с помощью мерного шеста, или используя поплавковый уровнемер, определить расстояние от верхней стенки трубы до зеркала воды. Первый метод проще.

Чаще всего проблема нахождения объема воды, заполняющего емкость или трубу на относительно небольшом уровне, решается с помощью программного модуля. Его можно выбрать на сайте или сделать самому по приведенной ниже формуле и схеме.

Чтобы не возникало сомнений в правильности вычисления, один разочек посчитать объем можно вручную, для типового случая с мерным стаканом.

Если внимательно проанализировать приведенную методику, то можно увидеть, что в формуле используется тригонометрическая функция, но нет никаких других опорных данных, кроме высоты или уровня жидкости h и радиуса R. Чтобы не попасть впросак, следует понимать, что это радиус внутреннего пространства трубы. Поэтому величину R необходимо определить так: измерить по наружному диаметру, вычесть удвоенную толщину стенки и поделить на 2.

С помощью программки или сайта можно составить целую таблицу значений объема для различных уровней жидкости. Это будет полезным, если подобную задачу приходится решать довольно часто.

Для наиболее ленивых и смекалистых все подобные вычисления были неоднократно проделаны высококлассными инженерами и специалистами. Результаты расчетов сведены в таблицу и даже пересчитаны в относительные величины, чтобы сделать методику более универсальной.

Остается измерить высоту жидкости в трубе и подставить свое значение внутреннего диаметра.

Заключение

Разумеется, пользование тригонометрическими формулами или даже табличными методиками может показаться сложным. В этом случае придется слепо довериться сайту или онлайн-калькулятору. Подобные схемы упрощают жизнь, но за достоверность полученных результатов поручиться очень сложно.