- Parámetros geométricos de tuberías.
- Fórmula para un solo tubo.
- Cálculos aplicados
- Obtención del resultado de un método experimental.
- Conclusiones
Cuando se encuentra la cantidad de fluido requerido en el sistema de calefacción, a menudo es necesario resolver un problema aparte: calcular el volumen de la tubería con los parámetros dados. La fórmula computacional en sí es simple. Sin embargo, en la práctica, para obtener un resultado preciso, debe aplicarse con cuidado.
Hablaremos sobre cómo calcular el volumen interno de un sistema de comunicación importante. En el artículo presentado por nosotros, las opciones para realizar cálculos para la tubería y los dispositivos de calefacción se explican en detalle. Con nuestro consejo, solucionas rápidamente el problema.
Parámetros geométricos de tuberías.
Para determinar el volumen de una tubería, es necesario y suficiente conocer solo dos de sus parámetros: la longitud y el diámetro interior (real). El último parámetro es importante para no confundirlo con el tamaño externo, que conduce a la selección adecuada de los accesorios y elementos de conexión.
Si se desconoce el valor del espesor de la pared, en lugar del diámetro interno calculado, puede utilizar DN (diámetro del paso interno). Son aproximadamente iguales, y el valor de DN generalmente se indica en la etiqueta, que se coloca en el exterior del producto.
La nomenclatura estándar de los tubos de polipropileno contiene el diámetro externo y el espesor de la pared en milímetros. Estos dos parámetros se pueden utilizar para calcular el diámetro interno.Antes de intentar calcular el volumen de cualquier tubería, debe evitar un error común y llevar todos los parámetros a un solo sistema de medición. El hecho es que la longitud se expresa generalmente en metros y el diámetro en milímetros. La relación de estas dos unidades es la siguiente: 1 m = 1000 mm.
De hecho, puede llevar los parámetros a valores intermedios: centímetros o decímetros. A veces es incluso conveniente, dado que en este caso el número de decimales o, a la inversa, los ceros no serán muy grandes.
La relación de las unidades de medida del volumen. Al transferir de un valor a otro, es necesario no cometer un error en el número de ceros o, por el contrario, en lugares decimalesPara tuberías producidas no en Rusia (y no para Rusia), el diámetro puede expresarse en pulgadas. En este caso, debe volver a calcularlo, dado que 1 ″ = 25.4 mm.
Fórmula para un solo tubo.
Desde el punto de vista de la geometría, el tubo es un cilindro circular recto.
El volumen de tal objeto es igual al área de la sección multiplicada por la longitud:
V = l * s
En ella
- V es el volumen (m 3 );
- l - longitud (m);
- S es el área de la sección transversal (m 2 ).
El área de la sección transversal de una tubería que tiene la forma de un círculo con un diámetro conocido se calcula mediante la fórmula:
S = π * d 2/4
Aquí:
- π = 3, 1415926;
- d es el diámetro del círculo (m).
La fórmula final para el volumen de una tubería con un diámetro y longitud internos conocidos será la siguiente:
V = π * l * d 2/4
Si la unidad de medida de la longitud y el diámetro del tubo es otro valor (dm, cm o mm), entonces el volumen se expresará en dm 3, cm 3 o mm 3, respectivamente.
Además, quería mostrarle una forma sencilla de medir el diámetro externo de la tubería ( D ) sin calibradores. D = L / π, donde L es la circunferencia:
Para calcular correctamente el volumen de las tuberías, es necesario sustituir dos parámetros en una fórmula simple: longitud y diámetro interno. La precisión con la que se medirán o calcularán, de manera precisa será el resultado.
En el cálculo del volumen interno de la tubería, se requerirán fórmulas geométricas simples, que la escuela utiliza en las lecciones de física, álgebra, química, geometría y otras materias.Cálculos aplicados
La asistencia sustancial en el análisis de los principios de los cálculos y la secuencia de acciones en la ejecución de los cálculos se proporcionará mediante ejemplos concretos, que valen la pena para los visitantes conocidos.
Tarea # 1 - cálculo del volumen de refrigerante requerido
Para una casa de campo para residencia temporal, es necesario calcular el volumen de propilenglicol comprado, el portador de calor que no se congela a temperaturas de hasta -30 ° C. El sistema de calefacción consiste en un horno con una camisa de 60 litros, cuatro baterías de aluminio de 8 secciones cada una y 90 metros de tubería PN25 (20 x 3, 4).
Las tuberías del estándar PN25 20 x 3.4 se utilizan con mayor frecuencia para organizar un pequeño circuito de calefacción con una conexión en serie de radiadores. Su diámetro interno es de 13, 2 mm.El volumen de fluido en la tubería debe calcularse en litros. Para esto, el decímetro debe tomarse como la unidad de medida. Las fórmulas de transición para las longitudes estándar son las siguientes: 1 m = 10 dm y 1 mm = 0.01 dm.
El volumen de la camisa de la caldera es conocido. V 1 = 60 l.
El pasaporte del radiador de aluminio Elegance EL 500 indica que el volumen de una sección es de 0.36 l. Entonces V 2 = 4 * 8 * 0, 36 = 11, 5 l.
Calcular el volumen total de tuberías. Su diámetro interno es d = 20 - 2 * 3.4 = 13.2 mm = 0.132 dm. Longitud l = 90 m = 900 dm. Por lo tanto:
V 3 = π * l * d 2/4 = 3.1415926 * 900 * 0.132 * 0.132 / 4 = 12.3 dm 3 = 12.3 l.
Así, ahora puedes encontrar la cantidad total:
V = V 1 + V 2 + V 3 = 60 + 11.5 + 12.3 = 83.8 l.
El porcentaje de la cantidad de fluido en las tuberías en relación con todo el sistema es solo del 15%. Pero si la longitud de las comunicaciones es grande o se usa el sistema de "piso con calefacción por agua", la contribución de las tuberías al volumen total aumenta significativamente.
En las instalaciones industriales y agrícolas a menudo se instalan radiadores improvisados, dispuestos de acuerdo con el tipo de registros. Sabiendo el tamaño de las tuberías, puedes calcular su volumen.Tarea # 2 - calcular el volumen de un radiador casero
Analicemos cómo calcular el clásico radiador de calefacción hecho en casa a partir de cuatro tuberías horizontales con una longitud de 2 m. Primero debe encontrar el área de la sección transversal. Puede medir el diámetro exterior desde el final del producto.
Deja que sea 114 mm. Utilizando la tabla de parámetros estándar de los tubos de acero, encontramos el espesor de pared característico de este tamaño: 4, 5 mm.
Calcula el diámetro interior:
d = 114 - 2 * 4.5 = 105 mm.
Determine el área de la sección transversal:
S = π * d 2/4 = 8659 mm 2 .
La longitud total de todos los fragmentos es de 8 m (8000 mm). Encuentra el volumen:
V = l * S = 8000 * 8659 = 69272000 mm 3 .
El volumen de los tubos de conexión vertical se puede calcular de manera similar. Pero este valor también puede descuidarse, ya que será menos del 0, 1% del volumen total del radiador de calefacción.
El valor resultante no es informativo, así que conviértalo en litros. Dado que 1 dm = 100 mm, entonces 1 dm 3 = 100 * 100 * 100 = 1000000 = 10 6 mm 3 .
Por lo tanto, V = 69272000/10 6 = 69.3 dm 3 = 69.3 l.
Las baterías grandes o los sistemas de calefacción (que se instalan, por ejemplo, en granjas) requieren cantidades significativas de refrigerante.
Por lo tanto, dado que será necesario calcular el volumen de tuberías en m 3, todas las dimensiones deben convertirse inmediatamente en metros antes de insertarse en la fórmula.
Tarea # 3 - Cálculo de la longitud requerida de tuberías de PP
Puede obtener la longitud de un fragmento utilizando una regla ordinaria o una cinta de medir. Las curvas leves y la flacidez de las tuberías de polímero pueden descuidarse, ya que no provocarán un error final grave.
Con tal curvatura de las tuberías de polímero, su longitud será significativamente más larga (en un 10-15%) que la longitud de la sección a lo largo de la cual se colocan.Para mayor precisión, es mucho más importante identificar correctamente el principio y el final del fragmento:
- Cuando conecte una tubería a un tubo ascendente, mida la longitud desde el principio del fragmento horizontal. No es necesario agarrar la parte adyacente del elevador, ya que esto resultará en un doble conteo del mismo volumen.
- En la entrada de la batería, debe medir la longitud hasta sus tubos agarrando los grifos. No se tienen en cuenta al determinar el volumen del radiador de acuerdo con los datos de su pasaporte.
- En la entrada de la caldera debe medirse desde la camisa, teniendo en cuenta la longitud de los tubos de salida.
La curvatura se puede medir de forma simple: suponga que se encuentran en un ángulo recto. Tal método es admisible, ya que su contribución total a la longitud de la tubería es insignificante.
En presencia de un diseño de piso cálido, es posible calcular la longitud de los tubos con refrigerante de acuerdo con el plan con una rejilla de escala aplicada.La cantidad de calefacción por suelo radiante se considera de acuerdo con el área métrica de las tuberías instaladas.
Si los datos sobre la longitud o el esquema no están disponibles, pero se conoce el espaciado entre los tubos, el cálculo se puede realizar utilizando la siguiente fórmula aproximada (independientemente del método de instalación):
l = (n - k) * (m - k) / k
Aquí:
- n es la longitud de la sección del suelo calentado;
- m es el ancho del piso caliente;
- k - espaciado entre tubos;
- l es la longitud total de los tubos.
A pesar de la pequeña sección transversal de las tuberías, que se utilizan para un piso calentado por agua, su longitud total conduce a un volumen significativo de portador de calor acomodado.
Por lo tanto, para proporcionar un sistema similar al de la figura anterior (longitud - 160 m, diámetro exterior - 20 mm), se necesitarán 26 litros de líquido.
Obtención del resultado de un método experimental.
En la práctica, hay situaciones problemáticas en las que el sistema hidráulico tiene una estructura compleja o algunos de sus fragmentos se colocan de manera secreta. En este caso, es imposible determinar la geometría de sus partes y calcular el volumen total. Entonces la única salida es realizar un experimento.
El uso de un colector y la colocación de tuberías debajo de la regla es un método avanzado para suministrar agua caliente de forma encubierta a los radiadores. Es imposible calcular con precisión la longitud de las comunicaciones en ausencia de un planEs necesario drenar todo el líquido, tomar cualquier recipiente dimensional (por ejemplo, un cubo) y llenar el sistema al nivel deseado. El llenado se produce a través del punto más alto: un tanque de expansión de tipo abierto o una válvula de liberación superior. Al mismo tiempo, todas las demás válvulas deben estar abiertas para evitar los cierres de aire.
Si el movimiento del agua a lo largo del contorno se realiza mediante una bomba, entonces es necesario dejar que funcione durante una hora o dos sin calentar el medio de calentamiento. Esto ayudará a expulsar los grupos de aire residual. Después de esto, es necesario volver a agregar líquido al circuito.
Este método también se puede utilizar para partes individuales del circuito de calefacción, por ejemplo, calefacción por suelo radiante. Para hacer esto, desconéctelo del sistema y "deshágalo" de la misma manera.
Conclusiones
A pesar de que la red ofrece una gran selección de productos de software para producir cálculos para el desplazamiento del refrigerante, existen tablas Gostov para determinar el volumen interno de las tuberías, debe conocer los principios de los cálculos "manuales".
Son necesarios para quienes se dedican de forma independiente a la construcción y reparación de comunicaciones, y para aquellos que utilizan los servicios de organizaciones de diseño y construcción. La información útil ayudará a determinar el consumo de material antes del sistema, calcular con precisión la estimación y tener una idea de los próximos pagos operativos.
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