Výpočet objemu trubky: principy výpočtů a pravidla provádění výpočtů v litrech a krychlových metrech

Při určování množství potřebné kapaliny v otopné soustavě je často třeba vyřešit samostatný úkol – provést výpočet objemu trubky s danými parametry. Samotný výpočetní vzorec je jednoduchý. Avšak v praxi je pro získání přesného výsledku třeba jej používat opatrně.

Řekneme vám, jak vypočítat vnitřní objem důležité komunikační soustavy. V námi předloženém článku jsou podrobně rozebrány varianty provádění výpočtů pro potrubí a otopná tělesa. S přihlédnutím k našim radám úlohu rychle vyřešíte.

Geometrické parametry trubek

Pro určení objemu trubky je nutné a postačující znát pouze dva její údaje: délku a vnitřní (skutečný) průměr. Je důležité nezaměnit poslední parametr s vnějším rozměrem, který se uvádí pro správný výběr tvarovek a spojovacích prvků.

Pokud není známa hodnota tloušťky stěny, lze místo vypočteného vnitřního průměru použít DN (jmenovitý průměr). Jsou přibližně stejné a hodnota DN je obvykle uvedena na označení, které je umístěno na vnější straně výrobku.

Standardní nomenklatura polypropylenových trubek obsahuje vnější průměr a tloušťku stěny v milimetrech. Z těchto dvou parametrů lze vypočítat vnitřní průměr.

Než se pokusíte vypočítat objem libovolné trubky, je nutné se vyvarovat běžné chyby a uvést všechny parametry do jednotné soustavy měření. Jde o to, že délka se obvykle vyjadřuje v metrech a průměr v milimetrech. Vztah těchto dvou jednotek je následující: 1 m = 1000 mm.

Ve skutečnosti lze parametry uvést i do mezihodnot – centimetrů nebo decimetrů. Někdy je to dokonce výhodné, vzhledem k tomu, že v tomto případě počet desetinných míst nebo naopak nul nebude příliš velký.

Vzájemná souvislost jednotek měření objemu. Při převodu z jedné veličiny na druhou je nutné neudělat chybu v počtu nul nebo naopak desetinných míst.

U trubek vyrobených mimo Rusko (a ne pro Rusko) může být průměr vyjádřen v palcích. V tomto případě je nutné provést přepočet s ohledem na to, že 1″ = 25,4 mm.

Vzorec pro jednotlivou trubku

Z geometrického hlediska představuje trubka přímý kruhový válec.

Objem takového objektu se rovná ploše průřezu vynásobené délkou:

V = l * S

V něm:

• V – objem (m³);
• l – délka (m);
• S – plocha průřezu (m²).

Plocha průřezu trubky, která má tvar kruhu o známém průměru, se vypočítá podle vzorce:

S = π * d² / 4

Zde:

• π = 3,1415926;
• d – průměr kruhu (m).

Výsledný vzorec pro objem trubky se známým vnitřním průměrem a délkou bude mít následující tvar:

V = π * l * d² / 4

Pokud bude jednotkou měření délky a průměru trubky jiná veličina (dm, cm nebo mm), pak bude objem vyjádřen v dm³, cm³, nebo mm³.

Rovněž bychom Vám rádi ukázali jednoduchý způsob měření vnějšího průměru trubky (D) bez posuvného měřítka. D = L / π, kde L – délka obvodu:

Pro správný výpočet objemu trubek je nutné do jednoduchého vzorce dosadit dva parametry: délku a vnitřní průměr. Jak přesně budou změřeny nebo vypočteny, tak přesný bude získaný výsledek.

Při provádění výpočtů vnitřního objemu trubky budou potřeba jednoduché geometrické vzorce, které se ve škole používají v hodinách fyziky, algebry, chemie, geometrie a dalších předmětů.

Praktické příklady provádění výpočtů

Zásadní pomoc při rozboru principů výpočtů a posloupnosti úkonů při provádění výpočtů poskytnou konkrétní příklady, se kterými by se měli seznámit zainteresovaní návštěvníci.

Úloha č. 1 – výpočet objemu požadované teplonosné látky

Pro venkovský dům k dočasnému bydlení je třeba vypočítat objem nakupovaného propylenglykolu – teplonosného média, které nezamrzá při teplotách až do -30 °C. Topný systém se skládá z kamen s pláštěm o objemu 60 litrů, čtyř hliníkových radiátorů po 8 sekcích a 90 metrů trubky PN25 (20 x 3,4).

Trubky normy PN25 20 x 3,4 se nejčastěji používají pro uspořádání malého topného okruhu s postupným připojením radiátorů. Její vnitřní průměr je 13,2 mm.

Objem kapaliny v trubce je třeba vypočítat v litrech. K tomu je třeba jako jednotku měření vzít decimetr. Vzorce pro převod ze standardních jednotek délky jsou následující: 1 m = 10 dm a 1 mm = 0,01 dm.

Objem pláště kotle je známý. V₁ = 60 l.

V pasu hliníkového radiátoru Elegance EL 500 je uvedeno, že objem jedné sekce je 0,36 l. Potom V₂ = 4 * 8 * 0,36 = 11,5 l.

Vypočítáme celkový objem trubek. Jejich vnitřní průměr d = 20 – 2 * 3.4 = 13.2 mm = 0.132 dm. Délka l = 90 m = 900 dm. Tudíž:

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

Tím pádem nyní můžeme najít celkový objem:

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

Procentuální poměr množství kapaliny v trubkách vůči celému systému činí pouze 15%. Ale pokud je délka vedení velká nebo se používá systém “vodní podlahové vytápění”, pak se příspěvek trubek k celkovému objemu výrazně zvyšuje.

Na průmyslových a zemědělských objektech se často instalují domácí radiátory vytápění, uspořádané jako registry. Při znalosti rozměrů trubek lze vypočítat jejich objem

Úloha č. 2 – výpočet objemu vlastnoručně vyrobeného radiátoru

Rozebereme, jak vypočítat klasický domácí radiátor vytápění ze čtyř horizontálních trubek o délce 2 m. Nejprve je třeba najít plochu průřezu. Vnější průměr lze změřit z čela výrobku.

Nechť je 114 mm. Pomocí tabulky standardních parametrů ocelových trubek najdeme tloušťku stěny typickou pro tuto velikost – 4.5 mm.

Vypočítáme vnitřní průměr:

d = 114 – 2 * 4.5 = 105 mm.

Určíme plochu průřezu:

S = π * d² / 4 = 8659 mm².

Celková délka všech fragmentů je 8 m (8000 mm). Najdeme objem:

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

Objem vertikálních spojovacích trubiček lze vypočítat obdobným způsobem. Tuto hodnotu však lze zanedbat, protože bude činit méně než 0,1 % celkového objemu radiátoru vytápění.

Získaná hodnota není informativní, proto ji převedeme na litry. Protože 1 dm = 100 mm, pak 1 dm³ = 100 * 100 * 100 = 1000000 = 10⁶ mm³.

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

Velké baterie nebo topné systémy (které se instalují například na farmách) vyžadují značné objemy teplonosné látky.

Protože bude potřeba vypočítat objem trubek v m³, je třeba všechny rozměry před dosazením do vzorce okamžitě převádět na metry.

Úloha č. 3 – výpočet potřebné délky PP trubek

Hodnotu délky fragmentu lze získat pomocí obyčejného pravítka nebo metru. Nevýznamnými ohyby a prověšeními polymerových trubek lze zanedbat, protože nevedou k vážné konečné chybě.

Při takovém zakřivení polymerových trubek bude jejich délka výrazně větší (o 10-15 %) než délka úseku, po kterém jsou položeny.

Pro dodržení přesnosti je mnohem důležitější správně určit začátek a konec fragmentu:

• Při připojování trubky ke stoupačce je třeba měřit délku od začátku horizontálního fragmentu. Není třeba zahrnovat přilehlou část stoupačky, protože by to vedlo k dvojímu započtení stejného objemu.
• Při vstupu do baterie je třeba měřit délku až k jejím trubkám, včetně kohoutů. Ty se nezapočítávají při určování objemu radiátoru podle jeho technických údajů.
• Při vstupu do kotle je třeba měřit od pláště, včetně délky vystupujících trubek.

Zakřivení lze měřit zjednodušeně – předpokládat, že probíhají v pravém úhlu. Tato metoda je přípustná, protože jejich celkový příspěvek k délce trubek je zanedbatelný.

Pokud existuje schéma rozmístění podlahového topení, lze délku trubek s nosičem tepla vypočítat z plánu s vyznačenou měřítkovou sítí.

Objem podlahového topení se počítá podle metráže instalovaných trubek.

Pokud údaje o délce nebo schéma chybí, ale je znám rozestup mezi trubkami, lze výpočet provést podle následujícího přibližného vzorce (bez ohledu na způsob pokládky):

l = (n – k) * (m – k)/k

Zde:

• n – délka úseku podlahového topení;
• m – šířka úseku podlahového topení;
• k – rozestup mezi trubkami;
• l – výsledná délka trubek.

Navzdory malému průřezu trubek, které se používají pro vodní podlahové topení, jejich celková délka vede k značnému objemu pojímaného nosiče tepla.

Takže pro zajištění systému podobného výše uvedenému obrázku (délka – 160 m, vnější průměr – 20 mm) bude zapotřebí 26 litrů kapaliny.

Získání výsledku experimentální metodou

V praxi nastávají problematické situace, kdy hydraulický systém má složitou strukturu nebo některé jeho fragmenty jsou položeny skrytým způsobem. V tomto případě není možné určit geometrii jeho částí a vypočítat celkový objem. Pak jediným východiskem je provedení experimentu.

Použití rozdělovače a pokládka trubek pod potěr – pokročilý způsob skrytého přivádění teplé vody k radiátorům topení. Přesně vypočítat délku vedení při absenci plánu není možné.

Je třeba vypustit veškerou kapalinu, vzít nějakou odměrnou nádobu (např. kbelík) a naplnit systém na požadovanou úroveň. Plnění probíhá přes nejvyšší bod: expanzní nádrž otevřeného typu nebo horní vypouštěcí ventil. Přitom všechny ostatní ventily musí být otevřeny, aby se zabránilo vzniku vzduchových kapes.

Pokud pohyb vody v okruhu zajišťuje čerpadlo, je třeba mu nechat hodinu nebo dvě pracovat bez ohřevu teplonosného média. To pomůže vytlačit zbytkové vzduchové kapsy. Poté je třeba znovu doplnit kapalinu do okruhu.

Tuto metodu lze použít i pro jednotlivé části topného okruhu, například pro podlahové topení. K tomu je nutné jej odpojit od systému a stejným způsobem “propláchnout”.

Závěry

Navzdory tomu, že nám síť nabízí obrovský výběr softwarových produktů pro výpočet objemu teplonosného média, existují gostovské tabulky pro určení vnitřního objemu trubek, a je nutné znát principy „ručních“ výpočtů.

Jsou nezbytné pro ty, kdo se samostatně zabývají výstavbou a opravou komunikací, a pro ty, kdo využívají služeb projekčních a stavebních organizací. Užitečné informace pomohou rozhodnout o spotřebě materiálu před instalací systému, přesně spočítat rozpočet a získat představu o budoucích provozních nákladech.

Chcete se podělit o to, jak jste vypočítali objem teplonosného média pro autonomní topný systém na chalupě nebo v domě mimo město? Máte informace, které by se mohly hodit návštěvníkům webu? Pište prosím komentáře, publikujte fotografie k tématu článku, pokládejte dotazy v bloku níže.