Расчет трубы: как рассчитать вес, массу и объем трубы

Расчет веса стальной трубы при мощи формул

Довольно часто возникает потребность расчёта веса стального трубопроката, который собственно заключатся в расчёте веса одного погонного метра трубы.

В данной статье мы поможем сделать эти вычисления и узнать, вес трубы в зависимости от её характеристик.

Для расчёта веса трубы можно использовать несколько вариантов, одним из них является специальная таблица веса стальных труб, другим ГОСТ веса труб, а так же расчёт по специальным формулам.

Сегодня мы рассмотрим последний вариант, а именно расчёт веса трубы по формулам.

Данные формулы практически не отличаются по своим результатам, и вполне подходят для расчёта веса стального трубопроката.

Сразу стоит сказать, что имеющиеся две формулы расчёта массы трубы, не ограничиваются, какими то видами стальных труб, это могут быть и газовые и электросварочные трубы, расчёт их веса неизменен и результат будет верным (в пределах этих формул).

Зная формулы и необходимости расчёта веса стального металлопроката, в зависимости от его характеристик вы можете использовать одну из предложенных формул.

Теперь давайте перейдём непосредственно к формулам.

Первая формула по расчёту веса стального металлопроката:

Мп = ((Ду – Тс)/40,5)*Тс.

Ду – собственно диаметр стальной трубы, который измеряется в миллиметрах,

Тс – это толщина стенки стальной трубы, мера измерения миллиметры,

Мп – вес погонного метра трубы.

Теперь перейдём ко второй формуле расчёта веса труб из стали:

Вот собственно вторая наша формула: Мп = (Ду – Тс)*Тс*0,0246615,

Ду – диаметр стальной трубы, измеряемый в миллиметрах,

Тс – толщина стенки трубы из стали, единицы измерения миллиметры,

Мп – итоговый результат, как и в прошлой формуле, представляет собой вес одного погонного метра стальной трубы.

Как видите в данных формулах нет ничего сложного, для их использования и вычисления веса труб не требуется особых знаний и умений, достаточно знать формулы и иметь под ругой калькулятор.

Расчет веса стальной трубы при мощи формул Расчёт веста труб из стали с помощью специальных формул

Способы расчета удельного веса

длины;
высоты, ширины или диаметра;
толщины стенок.

Поэтому указывается как масса объема (в м. кв.) профильной или цилиндрической формы, наполненной однородной сталью с необходимой плотностью (в кг/м. куб.). Длина трубы при определении ее удельной массы равняется один метр. Для стального трубопроката, при любых расчетах, плотность состава, из которого он сделан, постоянно принимается за величину 7850кг/м. куб. Чтобы определить вес одного метра стальной трубы (удельный вес) выбирают один из таких способов:

по расчетным формулам;
при помощи таблиц, где искомые данные указаны для стандартных размеров трубного проката.

В любом случае полученные данные являются только теоретическим расчетом. Это объясняется следующими причинами:

при расчетах часто приходится округлять рассчитанные значения;
при расчетах форма трубы подразумевается геометрически правильной, то есть, не учитываются наплывы металла на сварочном стыке, закругления в углах (для профильного проката), уменьшение или превышение размеров относительно типовых в пределах допустимых ГОСТ;
плотность разных марок стали отличается от 7850 кг/м. куб. и для многих сплавов разница довольно значительна при определении веса большого количества трубной продукции.

При помощи специальных таблиц определяют максимально приближенный теоретический показатель удельного веса трубопроката, так как при их составлении использовались сложные математические формулы, которые максимально учитывали технологию производства и геометрию изделий. Чтобы воспользоваться данным вариантом расчета, вначале по имеющимся данным о трубопрокате определяют его тип. После находят в справочной литературе соответствующую этому металлопрокату таблицу или ГОСТ на этот сортамент.

Табличный вариант расчета хорош тем, что он не требует выполнения каких-то расчетов, что исключает при вычислениях вероятность допущения математической ошибки. Но этот способ подразумевает наличия специальной литературы. Наиболее универсальный вариант – это использование математических формул. Этот способ можно применять в любых условиях, даже, так сказать «полевых», вдали от возможностей и благ цивилизации.

Определение удельного веса трубы по формулам

Как уже выше говорилось, в основе расчета находится определение объема сырья, израсходованного для производства одного метра трубопроката. Затем данную величину нужно умножить на плотность состава (в случае со сталью на 7850кг/м3). Искомый объем определяют таким способом:

Рассчитывают объем части трубы длиной в один метр по ее внешним размерам. Для чего определяют площадь сечения трубы, которую умножают на длину, в нашем случае на 1 метр.
Рассчитывают объем полой части трубы длиной 1 метр. Для чего вначале определяют размеры полости (для круглого изделия внутренний диаметр рассчитывают, вычитая от внешнего диаметра двойную толщину стенки, а для профильного трубопроката – определяют высоту и ширину внутреннего диаметра, вычитая двойную толщину от внешних размеров). После, по полученным результатам делают расчет, аналогичный указанному в первом пункте.
В конце, от первого результата вычитают второй, это и является объемом трубы.

Все подсчеты делаются только после перевода исходных показателей в килограммы и метры. Определение объема круглого и цилиндрического сечения труб происходит по такой формуле:

V = RхRх3,14хL, где:

V – объем;
R – радиус;
L – длина.

Еще одна несложная формула, но уже для стальных круглых труб:

Вес =3.14х(D – T)хTхLхP, где:

D – внешний диаметр;
T – толщина стенки;
L – длина;
P – плотность стали.

данные нужно перевести в миллиметры

Удельный вес = (A–T)хTх0.0316

Для прямоугольных труб:

Удельный вес = (A+B–2хT)хTх0.0158

То есть, чтобы определить точный вес материала можно использовать специальные таблицы, где указана масса труб с учетом сечения, диаметра и иных показателей. Если под рукой нет этой таблицы, то всегда можно использовать специальный калькулятор, где для расчета искомых величин достаточно только ввести необходимые данные, такие как толщину стенок и тип сечения конструкции. Каким образом определять удельную массу каждый выбирает сам.

https://youtube.com/watch?v=z4AjL8HmOcw

Вспоминаем геометрию

Расчет массы круглой трубы

Рассчитываем длину окружности трубы . Она равна произведению наружного диаметра трубы на число пи.
Рассчитываем . Она равна произведению длины окружности на… тот самый один метр.
Рассчитываем объем вещества в погонном метре трубы . С достаточной точностью его можно считать равным произведению площади на толщину стенки.
Рассчитываем массу погонного метра трубы . Сталь имеет плотность 7850 кг/м3. Масса погонного метра будет равна произведению этого числа на рассчитанный нами объем вещества трубы.
Умножаем получившуюся массу погонного метра на длину трубопровода . В метрах, разумеется. Празднуем победу.

Давайте в качестве примера рассчитаем массу тех самых тысячи двухсот метров трубы диаметром 100 мм и со стенками толщиной 4 мм.

0,1*3,14159265=0,314159265 м.
0,314159265*1=0,314159265 м2. Честно говоря, эту операцию можно было и пропустить

Проведение расчетов

Следовательно, объем рассчитывается путем умножения площади внутреннего сечения трубы на ее длину.

Сечение трубопроводов чаще всего имеет форму круга, площадь которого равна произведению квадрата радиуса на число π = 3,14. Или, как вариант, произведению π на квадрат диаметра, поделенный на 4. Формула объема цилиндра (в нашем случае — воды) выглядит так:

Таким образом, объем воды в трубе равен произведению площади сечения на длину трубы в метрах. Полученная величина покажет количество воды в м3.

Рассмотрим, как рассчитать объем трубы не в кубометрах, а в литрах. Для расчета надо умножить ее объем на 1000, именно столько литров вмещает один кубометр. Можно сразу считать объем трубопровода в литрах, но для этого надо все измерения длины производить в дециметрах, площадь трубы также надо считать в квадратных дециметрах. Это неудобно и наверняка внесет путаницу, поэтому проще найти кубометры и умножить их на 1000. Посчитать объём трубы в м3 поможет рассмотренная формула или онлайн-калькулятор, которых много в сети Интернет. Все они действуют по единому принципу — в пустые графы надо внести свои данные, нажать кнопку, и система мгновенно выдаст правильный результат.

Площадь поперечного сечения

S = 0,785 × D2

При этом ситуация будет выглядеть несколько сложнее, чем это представляется поначалу. Дело в том, что для расчета нужен внутренний диаметр, который измеряется обычным штангенциркулем. Как найти объем жидкости, если неизвестна толщина стенок трубы, а доступен только наружный диаметр.

Если возможности измерить внутренний диаметр нет, то приходится либо использовать предполагаемое значение, либо делать два (или более) расчета, из которых выбирать наиболее подходящее значение.

Толщина стенок может составлять один или два миллиметра, для изделий большого диаметра толщина может быть до 5 мм. При большой длине объем трубопровода с толстыми стенками значительно отличается от объема тонкостенных труб. В некоторых ситуациях важно найти точное значение, например, рассчитывая количество теплоносителя в системе теплого пола, отопительном контуре дома

Для тех, кто затрудняется, как посчитать площадь трубы, создан онлайн-калькулятор (и не один). Его легко отыскать в сети Интернет и, подставляя в окошечки программы собственные данные, легко и быстро получить необходимые значения.

Сколько жидкости в системе

Рассмотрим, как посчитать количество воды или иной жидкости во всей системе. Самый простой вариант — вычислить площадь сечения и умножить ее на суммарную длину трубопровода. Однако систем, состоящих из одних только труб, не бывает. Кроме того, трубопроводы тоже разные, что способно изменить искомое значение в большую или меньшую сторону.

трубопроводы;
радиаторы, конвекторы или иные нагревательные приборы;
задвижки, шаровые краны, прочая запорная аппаратура.

Если речь идет о системе частного дома, то в расчет придется принимать дополнительные элементы:

котел отопления;
расширительный бак;
система теплого пола (если она есть);
коллектор отопления, регулировочный узел;
фитинги, переходники и прочие дополнительные элементы.

Таким образом рассчитывается вместимость всех участков трубопроводов. Внутреннюю емкость фитингов можно найти в сети или вычислить самостоятельно.

Для узлов регулировки, коллекторов и прочих приборов данные указываются в документации: техническом паспорте, руководстве пользователя или иных сопроводительных документах. Объем всей системы является суммой габаритов всех ее элементов.

Внутренний объем

Существенно облегчает расчет расчет объема воды в 1 метре трубы таблица, приведенная ниже. Она содержит параметры трубопроводов и объемы 1 и 10 погонных метров. Значения приведены именно в литрах, поскольку большинство проблем возникает именно на стадии перевода кубометров в литры. Вместо того, чтобы мучиться с калькулятором и считать количество воды в 1 погонном метре, таблица сразу выдает нужное значение, необходимо лишь измерить внутренний диаметр. Если это сделать невозможно, система собрана и уже функционирует, то можно вычесть из имеющегося диаметра 2 или 4 мм и найти необходимое значение.

Из таблицы можно получить данные о всех существующих типоразмерах труб с внутренним диаметром от 4 до 1000 мм. Это самые распространенные варианты, а другие вряд ли могут понадобиться. Данные достаточно точны, и могут обеспечить вполне качественный подсчет параметров системы или отдельной трубы.

Для каких целей определяется масса труб из стали

Стальные трубы широко используются в строительной сфере. В любом проекте можно встретить информацию о том, какую массу имеет водопроводная коммуникация, проложенная в постройке. То же самое касается других трубопроводных систем и конструкций, выполненных из профильного проката. Вес водогазопроводных стальных труб вычисляется несколькими способами. Для чего еще требуется расчет данного параметра?

Вычисление веса металлических труб производится перед транспортировкой изделий

Теоретическая масса необходима для продажи, так как реализация труб осуществляется с учетом массы, а не длины. Таким образом, определение этого показателя дает возможность вычислить стоимость отдельно взятой партии.

Расчет массы данных изделий используется в строительстве для определения прочности будущей конструкции. Этот параметр позволяет узнать, какие нагрузки сможет переносить каркас, изготовленный из труб.

И, наконец, вычисление веса металлических труб производится перед транспортировкой изделий. Перевозка должна производиться на специальном грузовом оборудовании с учетом возможной нагрузки. При заключении договора, в котором указывается количество изделий и их масса, следует быть уверенными, что транспортировка будет осуществлена за одну поездку.

Знать вес труб необходимо для продажи, так как реализация материала осуществляется с учетом массы, а не длины

Таким образом, знание массы стальных труб является необходимым условием при их приобретении. Безусловно, при покупке данных деталей поштучно нет необходимости в подобном расчете. Определение веса в такой ситуации может потребоваться только для того, чтобы рассчитать реальную стоимость изделий.

Калькулятор расчета объема и площади трубы

Инструкция для калькулятора онлайн расчета площади и объема трубы

Все параметры указываем в мм

L – Труба в длину.

D1 – Диаметр по внутренней части.

D2 – Диаметр по внешней части трубы.

При помощи данной программы, Вы сможете рассчитать объем воды или другой любой жидкости в трубе.

Для точного вычисления объема системы отопления к полученному результату необходимо прибавить объем отопительного котла и радиаторов. Как правило, эти параметры указаны в паспорте на изделии.

По результатам подсчетов, Вы узнаете объем трубопровода общий, на погонный метр, площадь поверхности трубы. Как правило, площадь поверхности применяется для подсчета требуемого количества лакокрасочного материала.

При вычислении необходимо указать наружный и внутренний диаметр трубопровода и его длину.

Программа выполняет вычисления поверхности труб по следующей формуле P=2*π*R2*L.

Вычисления объема трубы выполняется по формуле V=π*R1^2*L.

Где,

L— длина трубопровода.

R1— внутренний радиус.

R2— наружный радиус.

Как правильно выполняются вычисления объема тел

Расчет объема цилиндра, труб и других физических тел – классическая задача из прикладной науки и инженерной деятельности. Как правило, данная задача не является тривиальной. Согласно аналитическим формулам для вычисления объема жидкостей в различных телах и емкостях может оказаться очень затруднительным и громоздким. Но, в основном объем простых тел можно вычислить достаточно просто. К примеру, при помощи нескольких математических формул Вы сможете определить объем трубопровода. Как правило, количество жидкости в трубах определяется значением м3 или метры кубические. Однако в нашей программе, Вы получаете все расчеты в литрах, а площадь поверхности определяется в м2 – квадратных метрах.

Полезная информация

Размеры стальных трубопроводов для газоснабжения, отопления или водоснабжения указываются в целых дюймам (1″,2″) или его долях (1/2″, 3/4″). За 1″ согласно общепринятым меркам принимают 25,4 миллиметра. На сегодняшний день стальные трубы можно встретить в усиленном (с двойной стенкой) или в обычном исполнении.

Для усиленного и обычного трубопровода внутренние диаметры отличаются от стандартных – 25,4 миллиметра: так в усиленном, этот параметр составляет 25,5 миллиметров, а в стандартном или обычном – 27,1 миллиметр. Отсюда следует, что незначительно, но эти параметры отличаются, что тоже следует учесть при выборе труб для отопления или водоснабжения. Как правило, специалисты не особо вникают в эти подробности, так как для них важным условием является — Ду (Dn) или условный проход. Данная величина является безразмерной. Этот параметр можно определить с помощью специальных таблиц. Но нам не стоит вникать в эти подробности.

Стыковка различных стальных труб, размер которых представлен в дюймах с алюминиевыми, медными, пластиковыми и другими, данные которых представлены в миллиметрах, предусмотрены специальные переходники.

Как правило, данный вид расчета труб необходим в процессе вычисления размера расширительного бачка для отопительной системы. Объем воды в системе обогрева комнаты или дома, рассчитывается с помощью нашей программы в онлайн-режиме. Однако, зачастую, этими данными неопытные специалисты просто пренебрегают, что не стоит делать. Так как, для эффективного функционирования отопительной системы нужно учесть все параметры, чтобы правильно выбрать котел, насос и радиаторы. Также немаловажным объем жидкости в трубопроводе будет в том случае, когда вместо воды будет использовать антифриз в системе обогрева, который является достаточно дорогим и переплаты в этом случае будут излишни.

Чтобы определить объем жидкости необходимо правильно замерять наружный и внутренний диаметр трубопровода.

Важно! Не стоит пренебрегать результатами расчета при проектировании отопительной системы. В противном случае Вы рискуете не правильно выбрать котел по мощности, который будет неэффективным и неэкономичным в процессе эксплуатации, и как следствие помещения будут плохо обогреваться. Примерный расчет можно выполнить исходя из пропорции 15 л жидкости на 1 кВт мощности отопительного котла

Примерный расчет можно выполнить исходя из пропорции 15 л жидкости на 1 кВт мощности отопительного котла

К примеру, у Вас котел на 4 кВт, отсюда получаем объем всей системы равен 60 литров (4х15)

Мы привели точные значения объема жидкости для разных радиаторов в системе отопления.

Объем воды:

старая чугунная батарея в 1 секции – 1,7 литра;
новая чугунная батарея в 1 секции – 1 литр;
биметаллический радиатор в 1 секции – 0,25 литра;
алюминиевый радиатор в 1 секции – 0,45 литра.

Заключение

Преимущества и недостатки стального трубопроката

Мало какой материал по прочности можно сравнить со сталью, поэтому продукции из этого металлического сплава многие застройщики отдают предпочтение. О популярности стальных труб свидетельствует их широкий ассортимент, представленный в специализированных магазинах.

Изготавливают и реализуют трубный прокат из стали в погонных метрах. На складах данной продукции можно увидеть круглые, прямоугольные и нестандартной формы профили, которые продают как поштучно, так и связками.

Среди достоинств стальных труб следует отметить:

Механическую прочность. Данную продукцию используют при прокладке трубопроводов в тех случаях, когда они могут в процессе эксплуатации подвергаться извне значительным механическим воздействиям. Трубы из стали считаются лучшим выбором при обустройстве магистрали для транспортировки жидкостей под высоким давлением.
Доступную стоимость. Трубная продукция не относится к дешевым стройматериалам, но из подобных изделий она не самая дорогая. При этом удельный вес трубы не имеет определяющее значение.
Широкий ассортимент арматуры. Если при создании водопровода из полипропиленовых изделий фитинг нужной формы иногда непросто отыскать, то железные уголки и тройники всегда имеются в наличии в строительных магазинах;
Незначительный линейный коэффициент расширения. Такая величина этого параметра играет большую роль в тех случаях, когда магистраль трубопровода планируют помещать в стяжку или покрывать ее слоем штукатурки. Это означает, что при нагреве труб на финишном покрытии не возникнут трещины.

Недостатки трубопроката из металла:

Трудоемкость проведения монтажных работ и разборки.
Подверженность коррозийным процессам.
Уменьшение в процессе эксплуатации внутреннего просвета.
На всех этапах проведения строительных работ, начиная от доставки товара и вплоть до прокладки трубопроводов, вес металлической трубы за метр будет иметь для застройщика большое значение.