Расчет объема воды по сечению трубы
Расчет потребления воды по внутреннему сечению трубы: формулы и прочие методы
Расчет потребления воды по сечению водопроводной трубы выступает в качестве отправного пункта в сложной системе гидродинамических вычислений. При постройке или реконструкции здания, при обустройстве системы пожаротушения крайне необходимо просчитать, сколько воды будет поступать на объект при известной величине давления в системе, если установить трубы определенного сечения.
При расчете расхода воды принимаются во внимание несколько факторов, одни из важнейших — это сечение подающей трубы и давление в системе
Какие факторы принимают в расчет, проводя вычисление расхода воды
Определение расхода воды по диаметру трубы позволяет получить данные, весьма приближенные к реальным, но далеко не всегда. На реальном расходе, помимо диаметра трубы, сказывается целый ряд факторов:
- уровень давления. При более высоком давлении в системе трубопровода потребители будут получать больший объем воды. Расчет расхода воды по диаметру трубы и давлению позволяет получить более точные данные, чем при использовании только одного параметра. Опираясь на эти величины, определяется необходимая толщина стенки трубы;
- напор воды в системе зависит от изменения диаметра труб, изгибов и поворотов, разветвлений, наличия запорной арматуры. Чем сложнее конфигурация водопровода, тем сложнее определить реальные показатели расхода воды через трубу при давлении, указанном согласно СНиП;
- силой трения, препятствующей движению водного потока, при большей протяженности системы расход воды через трубу существенно снижается, так как падает скорость движения жидкости;
- шероховатость внутренних стенок водопровода. Современные полимерные конструкции обладают примерно на десять процентов более высокой пропускной способностью, чем самые новые изделия из традиционных материалов – бетона, чугуна и стали;
- при длительной эксплуатации внутреннюю поверхность трубопровода засоряют различные отложения. Изменение внутреннего рельефа вследствие засоренности вряд ли возможно просчитать с помощью математических формул. Так что, точно определить количество проходящей через трубу воды окажется невозможно. Новые полимерные материалы позволяют не принимать фактор постепенной закупорки системы в расчет, так как образование наростов на их внутренней поверхности практически исключается.
Расход воды будет зависеть конфигурации водопровода, а также типа труб, из которых смонтирована сеть
Так что, проводя расчеты давления воды в зависимости от диаметра трубы, не принимая во внимание другие факторы, сказывающиеся на реальном расходе жидкости, можно допустить существенные ошибки.
Методы расчета количества воды по сечению трубы
Пропускную способность трубопровода можно просчитать, используя несколько различных методик. Можно воспользоваться:
- физическими методами расчета по специальным формулам, отличным при проведении вычислений для водопровода и канализации;
- табличными методами расчета, приводящими приближенные значения, чего в большинстве случаев достаточно для принятия последующих решений. Для получения точных значений пользуются таблицами Шевелевых. В этих таблицах помимо внутреннего сечения учтен целый ряд других параметров, влияние которых сказывается на пропускной способности трубопровода;
- специальными бесплатными онлайн-калькуляторами;
- специальными компьютерными программами для расчета различных параметров, связанных с эксплуатацией трубопроводной системы. Крупные российские компании используют платную отечественную программу «Гидросистема». В интернете можно найти ссылки, позволяющие воспользоваться программой «TAScope», получившей широкое распространение во многих странах.
Расчет расхода воды по диаметру и другим параметрам
Получение расчетных данных расхода воды позволяет определиться:
- с подбором труб нужного диаметра, который увязывается с предполагаемой пропускной способностью;
- с толщиной их стенок, связанной с предполагаемым внутренним давлением;
- с материалами, которые будут использованы при прокладке трубопровода;
- с технологией монтажа магистрали.
Расчет потребления воды позволяет правильно выбрать тип труб и их диаметр
Рассчитать объем потребляемой воды возможно по несложной формуле:
В приведенной формуле использованы параметры: d – внутреннего диаметра трубы; V – скорости течения водного потока; q – величина расхода воды.
Обратите внимание! Для расчета не имеют значения особенности скорости водного потока, которая может быть как естественной, при самотечном движении, так и созданной искусственно при помощи нагнетающего внешнего источника.
В безнапорной системе, где вода движется самотеком от водонапорной башни, скорость водного потока находится в пределах от 0,7 м/с до 1,9 м/с (в системе городского водопровода водный поток обычно перемещается со скоростью полтора метра в секунду). При использовании внешнего источника для нагнетания придаваемую им скорость определяют по паспортным данным нагнетателя.
Приведенная формула включает три параметра и позволяет, зная два из них, определить третий.
Определение расхода воды при возможном падении напора
Рассмотренная формула для определения расхода воды по внутреннему диаметру трубы и скорости водного потока, считается упрощенной. Ею не учитывается изменение напора под воздействием обстоятельств, которые могут привести к более низкому или высокому давлению в трубопроводной системе. Формула Дарси позволяет произвести расчет, учитывающий потери на крайних точках трубопровода. Выглядит она так:
В формуле Дарси учтены такие параметры:
P – вязкость; λ – коэффициент трения, величина которого определяется:
- конфигурацией трубопровода, прямолинейного или имеющего сложные повороты и изгибы;
- турбулентностью течения водного потока;
- шероховатостью внутренней поверхности труб;
- наличием препятствий в виде участков с применением запорной арматуры.
На коэффициент трения влияет наличие запорных элементов и их количество
L – длина труб; D — величина внутреннего сечения; V – скорость перемещения водного потока; g – ускорение свободного падения.
Упрощенные расчеты
Формулу Дарси применяют при проведении сложных гидродинамических расчетов. В большинстве случаев вполне достаточно использования обычной формулы для определения расхода воды. Сложных расчетов можно избежать, прибегнув к использованию таблиц, построенных на сочетании четырех параметров:
- величины внутреннего сечения — D;
- расхода жидкости — q;
- скорости течения — V;
- уклона труб – i.
Частным случаем гидродинамических расчетов является определение расхода воды через отверстие крана. Используется формула q = SV, в которой помимо величин расхода воды и скорости водного потока введено значение площади сечения отверстия крана. Она определяется так:
Если скорость водного потока неизвестна, ее определяют по формуле Торичелли V = 2gh. В формуле Торичелли: g – величина ускорения свободного падения; h – высота столба воды над отверстием крана.
Рассчитать потребление воды, опираясь на известную величину внутреннего сечения трубы вполне возможно. Точность этого расчета будет зависеть от воздействия некоторых других факторов. В ряде случаев, когда не требуется получения идеально точных значений, ими вполне позволительно пренебречь. Естественно, что для сложных гидродинамических расчетов упрощенные формулы использовать нежелательно.
Формулы для расчета объема воды в трубе
Существующие материалы для создания водопроводных сетей
Перед тем, как рассчитать диаметр трубы для водопровода, необходимо выбрать для него материал. Это может быть:
- металл (сталь, медь, чугун, их различные соединения);
- полимерные материалы — пластик, полиэтилен, металлопластик, ПВХ;
- комбинации металлических и пластиковых конструкций.
Какими бы характеристиками не отличались материалы, размеры будут тоже важны. В частности, диаметр пластиковых труб для водопровода (металлических и металлопластиковых тоже) разделяют на внешний и внутренний, от него и толщины стенок как раз и зависит проходимость трубопровода.
На уровень рабочего давления влияют также и определенные особенности материала. В частности, сталь характеризуется надежностью и прочность, но подвержена коррозии, а также отличается большим весом, в связи с чем монтаж системы затруднен. Также внутри стального трубопровода может скапливаться известковый налет — следовательно, диаметр будет уменьшаться, и проходимость системы падать.
Для пластика характерен небольшой вес, простой и легкий монтаж. Такие трубы не накапливают внутри налет и не ржавеют, они недороги и пластичны. Если трубы пластиковые, без металлического слоя, то они могут расширяться из-за нагрева, а вот в металлопластиковых изделиях этот недостаток исключен.
Как высчитать площадь поперечного сечения
Если труба круглая, площадь сечения считать надо по формуле площади круга: S = π*R2. Где R — радиус (внутренний), π — 3,14. Итого, надо возвести радиус в квадрат и умножить его на 3,14.
Например, площадь сечения трубы диаметром 90 мм. Находим радиус — 90 мм / 2 = 45 мм. В сантиметрах это 4,5 см. Возводим в квадрат: 4,5 * 4,5 = 2,025 см2, подставляем в формулу S = 2 * 20,25 см2 = 40,5 см2.
Площадь сечения профилированного изделия считается по формуле площади прямоугольника: S = a * b, где a и b — длины сторон прямоугольника. Если считать сечение профиля 40 х 50 мм, получим S = 40 мм * 50 мм = 2000 мм2 или 20 см2 или 0,002 м2.
Внутренний объем погонного метра трубы в литрах таблица
Таблица показывает внутренний объем погонного метра трубы в литрах. То есть сколько потребуется воды, антифриза или другой жидкости (теплоносителя), чтобы заполнить трубопровод. Взят внутренний диаметр труб от 4 до 1000 мм.
| Внутренний диаметр,мм | Внутренний объем 1 м погонного трубы, литров | Внутренний объем 10 м погонных трубы, литров |
|---|---|---|
| 4 | 0.0126 | 0.1257 |
| 5 | 0.0196 | 0.1963 |
| 6 | 0.0283 | 0.2827 |
| 7 | 0.0385 | 0.3848 |
| 8 | 0.0503 | 0.5027 |
| 9 | 0.0636 | 0.6362 |
| 10 | 0.0785 | 0.7854 |
| 11 | 0.095 | 0.9503 |
| 12 | 0.1131 | 1.131 |
| 13 | 0.1327 | 1.3273 |
| 14 | 0.1539 | 1.5394 |
| 15 | 0.1767 | 1.7671 |
| 16 | 0.2011 | 2.0106 |
| 17 | 0.227 | 2.2698 |
| 18 | 0.2545 | 2.5447 |
| 19 | 0.2835 | 2.8353 |
| 20 | 0.3142 | 3.1416 |
| 21 | 0.3464 | 3.4636 |
| 22 | 0.3801 | 3.8013 |
| 23 | 0.4155 | 4.1548 |
| 24 | 0.4524 | 4.5239 |
| 26 | 0.5309 | 5.3093 |
| 28 | 0.6158 | 6.1575 |
| 30 | 0.7069 | 7.0686 |
| 32 | 0.8042 | 8.0425 |
| 34 | 0.9079 | 9.0792 |
| 36 | 1.0179 | 10.1788 |
| 38 | 1.1341 | 11.3411 |
| 40 | 1.2566 | 12.5664 |
| 42 | 1.3854 | 13.8544 |
| 44 | 1.5205 | 15.2053 |
| 46 | 1.6619 | 16.619 |
| 48 | 1.8096 | 18.0956 |
| 50 | 1.9635 | 19.635 |
| 52 | 2.1237 | 21.2372 |
| 54 | 2.2902 | 22.9022 |
| 56 | 2.463 | 24.6301 |
| 58 | 2.6421 | 26.4208 |
| 60 | 2.8274 | 28.2743 |
| 62 | 3.0191 | 30.1907 |
| 64 | 3.217 | 32.1699 |
| 66 | 3.4212 | 34.2119 |
| 68 | 3.6317 | 36.3168 |
| 70 | 3.8485 | 38.4845 |
| 72 | 4.0715 | 40.715 |
| 74 | 4.3008 | 43.0084 |
| 76 | 4.5365 | 45.3646 |
| 78 | 4.7784 | 47.7836 |
| 80 | 5.0265 | 50.2655 |
| 82 | 5.281 | 52.8102 |
| 84 | 5.5418 | 55.4177 |
| 86 | 5.8088 | 58.088 |
| 88 | 6.0821 | 60.8212 |
| 90 | 6.3617 | 63.6173 |
| 92 | 6.6476 | 66.4761 |
| 94 | 6.9398 | 69.3978 |
| 96 | 7.2382 | 72.3823 |
| 98 | 7.543 | 75.4296 |
| 100 | 7.854 | 78.5398 |
| 105 | 8.659 | 86.5901 |
| 110 | 9.5033 | 95.0332 |
| 115 | 10.3869 | 103.8689 |
| 120 | 11.3097 | 113.0973 |
| 125 | 12.2718 | 122.7185 |
| 130 | 13.2732 | 132.7323 |
| 135 | 14.3139 | 143.1388 |
| 140 | 15.3938 | 153.938 |
| 145 | 16.513 | 165.13 |
| 150 | 17.6715 | 176.7146 |
| 160 | 20.1062 | 201.0619 |
| 170 | 22.698 | 226.9801 |
| 180 | 25.4469 | 254.469 |
| 190 | 28.3529 | 283.5287 |
| 200 | 31.4159 | 314.1593 |
| 210 | 34.6361 | 346.3606 |
| 220 | 38.0133 | 380.1327 |
| 230 | 41.5476 | 415.4756 |
| 240 | 45.2389 | 452.3893 |
| 250 | 49.0874 | 490.8739 |
| 260 | 53.0929 | 530.9292 |
| 270 | 57.2555 | 572.5553 |
| 280 | 61.5752 | 615.7522 |
| 290 | 66.052 | 660.5199 |
| 300 | 70.6858 | 706.8583 |
| 320 | 80.4248 | 804.2477 |
| 340 | 90.792 | 907.9203 |
| 360 | 101.7876 | 1017.876 |
| 380 | 113.4115 | 1134.1149 |
| 400 | 125.6637 | 1256.6371 |
| 420 | 138.5442 | 1385.4424 |
| 440 | 152.0531 | 1520.5308 |
| 460 | 166.1903 | 1661.9025 |
| 480 | 180.9557 | 1809.5574 |
| 500 | 196.3495 | 1963.4954 |
| 520 | 212.3717 | 2123.7166 |
| 540 | 229.0221 | 2290.221 |
| 560 | 246.3009 | 2463.0086 |
| 580 | 264.2079 | 2642.0794 |
| 600 | 282.7433 | 2827.4334 |
| 620 | 301.9071 | 3019.0705 |
| 640 | 321.6991 | 3216.9909 |
| 660 | 342.1194 | 3421.1944 |
| 680 | 363.1681 | 3631.6811 |
| 700 | 384.8451 | 3848.451 |
| 720 | 407.1504 | 4071.5041 |
| 740 | 430.084 | 4300.8403 |
| 760 | 453.646 | 4536.4598 |
| 780 | 477.8362 | 4778.3624 |
| 800 | 502.6548 | 5026.5482 |
| 820 | 528.1017 | 5281.0173 |
| 840 | 554.1769 | 5541.7694 |
| 860 | 580.8805 | 5808.8048 |
| 880 | 608.2123 | 6082.1234 |
| 900 | 636.1725 | 6361.7251 |
| 920 | 664.761 | 6647.6101 |
| 940 | 693.9778 | 6939.7782 |
| 960 | 723.8229 | 7238.2295 |
| 980 | 754.2964 | 7542.964 |
| 1000 | 785.3982 | 7853.9816 |
Если у вас специфическая конструкция или труба, то в формуле выше показано как вычислить точные данные для правильного расхода воды или иного теплоносителя.
Расчет объема воды, находящейся во всей системе
Для определения такого параметра, необходимо в формулу подставить значение внутреннего радиуса. Однако сразу появляется проблема. А как рассчитать полный объем воды в трубе всей отопительной системы, в которую входят:
- Радиаторы;
- Расширительный бачок;
- Котел отопления.
Сначала рассчитывается объём радиатора. Для этого открывается его технический паспорт и выписывается значения объема одной секции. Этот параметр умножается на число секций в конкретной батарее. Например, одна равен 1,5 литрам.
Когда установлен биметаллический радиатор, это значение намного меньше. Количество воды в котле можно узнать из паспорта устройства.
Для определения объема расширительного бака, его заполняют измеренным заранее, количеством жидкости.
Очень просто определяется объём труб. Имеющиеся данные для одного метра, определенного диаметра, нужно просто умножить на длину всего трубопровода.
Заметим что в глобальной сети и справочной литературе, можно увидеть специальные таблицы. Они показывают ориентировочные данные изделия. Погрешность приведенных данных достаточно мала, поэтому приведенные в таблице значения, можно смело использовать для вычисления объема воды.
Надо сказать, что при расчете значений, нужно учитывать некоторые характерные отличия. Металлические трубы, имеющие большой диаметр, пропускают количество воды, значительно меньше, чем такие же полипропиленовые трубы.
Причина кроется в гладкости поверхности труб. У стальных изделий она выполнена с большой шероховатостью. ППР трубы не имеют шероховатости на внутренних стенках. Однако при этом стальные изделия имеют больший объем воды, чем в других трубах, одинакового сечения. Поэтому чтобы убедиться, что расчет объема воды в трубах произведен верно, нужно несколько раз перепроверить все данные и подкрепить результат онлайн-калькулятором.
Как рассчитать объем воды в трубе
Расчет объема воды в трубах необходим для определения достаточного количества теплоносителя, мощности котла, вместимости бака для компенсации расширения жидкости. Расчет сводится к использованию одной простой формулы. Для этого достаточно произвести замеры труб, подставить их в формулу и подсчитать результат.
- По какой формуле проводится расчет
- Как высчитать площадь поперечного сечения
- Расчет объема воды, находящейся во всей системе
По какой формуле проводится расчет
Перед тем, как рассчитать объем воды в трубе и вычислить реальную вместимость трубопровода, надо определить площадь сечения и длину, а потом эти значения перемножить. Формула, по которой выполняется расчет, имеет следующий вид:
Длину отопительного трубопровода определяют еще во время проектирования. Предполагаемую трассу обозначают на стенах квартиры мелом по натянутой бечевке. После нанесения разметки рулеткой замеряют длину веревки.
Если планируется использование труб с разными внутренними размерами, то длину каждого участка определяют отдельно и записывают результаты.
Площадь сечения трубопровода вычисляют через его внутренний диаметр, который замеряют штангенциркулем.
Таким образом нужно узнать внутренние диаметры на всех участках с разными параметрами труб. Полученные значения записывают рядом с соответствующими значениями длины трубопровода для дальнейших подсчетов.
В случае возникновения трудностей с самостоятельным расчетом используют уже готовые результаты из интернета или считают объем с помощью онлайн-калькуляторов.
В случае отсутствия на штангенциркуле приспособления для измерения внутренних размеров надо определить наружный диаметр трубы и толщину стенки. Ее можно определить и по маркировке. Внутренний диаметр высчитывают следующим способом — толщину стенки умножают на два, и полученное число вычитают из значения наружного размера.
Если нет штангенциркуля, то вокруг трубы наматывают нить.
Один виток равен длине окружности трубы. Разделив это значение на 3,14, получаем наружный размер. Внутренний определяем способом, описанным выше.
Протяженность участков трубопровода и внутренний размер надо приводить к одной единице измерения. Например, только к миллиметрам или только к метрам. В противном случае объем будет посчитан неправильно. Теперь переходим к следующему этапу вычислений.
Как высчитать площадь поперечного сечения
Поскольку трубы, применяемые для отопительных систем, круглые, площадь их поперечного сечения высчитывается умножением числа «пи» на радиус трубы, возведенный в квадрат:
Так как радиус равен половине диаметра, обозначаемого латинской буквой D, эта формула приобретает такой вид:
Результат получается в квадратных единицах используемого измерения. Взяв данные из ранее сделанных записей, высчитывают объем трубопровода.
Если внутренний размер составляет 20 мм, а протяженность труб 10 м, то расчет площади сечения выполняется так:
Значение сечения умножаем на длину:
V= 314 × 10 000 = 3 140 000 мм²
Для конвертирования кубических миллиметров в кубические метры надо разделить этот результат на 1 млрд:
V= 3 140 000 : 1 000 000 000 = 0,00 314 м³
Умножив количество кубических метров на 1000, получим количество жидкости в литрах:
V= 0,00 314 × 1 000 = 3,14 л
Кроме труб объем теплоносителя надо считать в радиаторах, бойлерах, котлах.
Расчет объема воды, находящейся во всей системе
Полное количество воды считают сложением объемов всех составляющих систему отопления элементов:
- трубопровода;
- батарей;
- котла отопления;
- бойлера;
- бака для компенсации расширения воды.
Сколько жидкости вмещают батареи, котел и бойлер, написано в технических характеристиках этих изделий. Если радиаторы набираются самостоятельно, то их вместимость определяется путем умножения нормативного объема секции, указанного в паспорте, на количество элементов, смонтированных в одном блоке.
В случае отсутствия документации можно заполнить одну секцию водой с помощью мерного сосуда. Определив полную вместимость сети, устанавливают размер расширителя — он составляет десятую часть от количества воды во всей сети.
Делаем расчет объема воды в трубах
В некоторых случаях важным расчетным параметром может стать показатель объема воды в трубе. Например, при проектировании системы отопления такой параметр будет актуальным для выбора оборудования, к примеру, расширительного бачка. Также объем будет необходимо знать и в случае использования антифриза. Это вещество, как правило, продается двух видов: в разбавленном и неразбавленном.
Первый характерен тем, что не замерзает до минус 65 градусов, а второй – до минус 30 градусов. Поэтому необходимое количество можно купить, зная объем теплоносителя. Это значит, к примеру, при объеме теплоносителя в 70 литров неразбавленного антифриза понадобится всего 35 литров. Ведь он разбавляется водой в пропорции 50 на 50.
Показатель объема воды в трубе
Вопрос только состоит в том, как рассчитать этот параметр? Сделать это достаточно просто, нужно провести лишь небольшое количество математических действий. Труба представляет собой геометрическое тело – цилиндр. Эта фигура имеет две параллельные плоскости и цилиндрическую поверхность. И тогда расчет будет выполнятся так.
Формула расчета объема трубы
Чтобы приступить к расчетам, следует узнать исходные данные. Например, понадобится радиус трубы. Отсюда можно получить показатель того, сколько занимает труба или сколько она вмещает в себя. Для нашего случая (определения вместительности воды) подойдет второй вариант.
Как узнать радиус? Достаточно знать диаметр трубы, который необходимо разделить на два. В нашем случае речь идет о внутреннем диаметре. Если по каким-то причинам этот параметр неизвестен, тогда можно ориентироваться по длине окружности. Для этого при помощи гибкого метра замеряем этот показатель, а затем делим его на 2Пи, что приблизительно равняется 6,28.
Также потребуется определить и площадь сечения изделия. Для этого снова используем число Пи, которое нужно умножить на квадрат радиуса. При этом данный параметр мы получим в той же единице измерения, в которой был взят радиус. Это значит, что если радиус был представлен в метрах, то и площадь сечения мы получим в квадратных метрах.
В итоге остается подставить полученные значения в основную формулу, умножив площадь сечения трубы на длину.
Расчет объема воды в трубе и системе
Чтобы определить этот параметр, в указанную выше формулу нужно подставить данные внутреннего радиуса трубы. Но как быть, если нужно подсчитать весь объем системы отопления, которая состоит еще и из радиаторов, и из котла отопления, и из расширительного бака?
Нужно вычислить объем радиатора. Сделать это достаточно просто. Нужно узнать из технического паспорта, каков объем одной секции, а затем умножить это число на количество секций в определенной батарее. Так, зачастую в чугунных радиаторах эта цифра для одной секции составляет порядка 1,5 литра. Если радиатор биметаллический, тогда эта цифра может быть в десять раз меньше.
Расчет трубы — веса, массы, диаметра
Что касается объема воды в котле, то эти данные также имеются в паспорте.
Чтобы измерить вместительность расширительного бака, нужно заполнить его измеренным количеством воды.
С трубами, как уже говорилось, также просто. Полученные значения для каждого метра определенного диаметра необходимо лишь умножить на метраж этого диаметра труб. Нужно отметить, что в соответствующей литературе, а также в Сети имеются специальные таблицы, которые позволяют определить данные, исходя из других параметров, учитывая материал и особенности изделий. Только необходимо понимать, что эти цифры ориентировочные. Однако погрешность будет незначительной, если принять их для расчета объема воды.
Нельзя не отметить в этом вопросе одну характерную особенность. Стальные трубы большего диаметра пропускают воды меньше, чем полипропиленовые трубы аналогичного диаметра. Это связано с тем, что последние имеют более гладкую внутреннюю поверхность, а стальные – шероховатую. Однако при этом стальные изделия имеют больший объем воды, чем в аналогичных по пропускному сечению остальных видах труб.
Как правильно высчитать объем воды в трубе
При строительстве водопровода, септика или газопроводной магистрали нужно провести вычисление объема воды заполняемого трубопровода. Этот показатель поможет правильно подобрать расширительный бачок, вместимость которого должна быть не более 10% всей воды, находящейся в трубах. В маркировке изделий размеры могут указываться в дюймах, поэтому перед расчетами их переводят в сантиметры.
- Зачем может понадобиться расчет воды в трубе
- Для канализации
- Для скважины
- Как правильно рассчитать объем воды в трубе
Зачем может понадобиться расчет воды в трубе
Правильный расчет объема воды в трубе важен при проектировании системы отопления
В водопроводной системе частного дома находятся магистраль из труб, радиаторы, запасник для жидкости – мембранный бак, а также бойлеры, котел и другие приборы. Теплый пол представляет собой систему из выложенной металлопластиковой магистрали, содержащей теплоноситель в определенном объеме. Чтобы полностью заполнить систему и знать, сколько купить дистиллированной воды, нужно заранее посчитать ее общий объем.
При заполнении отопительной системы антифризом или другой незамерзающей жидкостью в целях экономии необходимо знать объем трубы. При покупке концентрированного антифриза его нужно будет разбавить наполовину, поэтому большее количество жидкости обойдется дороже, да и концентрация будет рассчитана неправильно.
При расчете объема используется:
- внутренний диаметр стенок труб;
- длина участка или всей магистрали.
Распределительный узел отопления многоквартирного дома
Кроме магистрали необходимо учитывать внутренний объем следующих приборов:
- Мембранного бака. Эту информацию можно прочитать в техническом паспорте либо проверить самостоятельно, залив в него определенное количество жидкости.
- Радиаторов. Эти данные также находятся в паспорте изделия. Объем одной секции умножают на их количество по всему дому.
- Различные узлы, сложные разводки, коллекторы также содержат некоторый объем жидкости, который трудно посчитать из-за большого количества арматуры, переходников, кранов.
Третий показатель обычно не учитывают, так как это количество считается погрешностью и особо не влияет на работу водопроводной и отопительной системы.
Для канализации
Зависимость диаметра канализационных труб от области использования
Важно посчитать объем воды в трубе и потенциальные возможности магистрали при обустройстве септика, так как недостаток диаметра может привести к плохому оттоку жидкости из дома и засорению канализации. Если количество бытовых приборов в доме по расходу воды превышает возможности канализационных труб, жидкость будет заполнять магистраль полностью. Если они при этом не утеплены, зимой возможно замерзание стоков внутри и блокировка магистрали. Ледяная пробка также может спровоцировать разрыв трубы в слабом месте, например, на стыках или резких поворотах. Объем чугунных канализационных труб должен быть больше, так как чугунная поверхность шершавая изнутри и постепенно в ней накапливается ил – слой органики, который сужает просвет и влияет на пропускную способность магистрали. Пластиковые трубы в этом отношении лучше – они идеально гладкие внутри, органические частицы не могут прикрепиться к стенкам, поэтому расчетный объем можно дополнительно не увеличивать.
Для скважины
Формула расчета объема скважины
Важно рассчитать объем жидкости в скважине, так как ее дебит (производительность) должен обеспечивать нужный объем за единицу времени, иначе бытовые приборы будут работать плохо. Нужно учитывать количество кранов в доме — каждый из них за час способен выдать половину кубометра жидкости. Объем скважины учитывается при подборе мощности насоса – если дебит меньше производительности насосной станции, она будет выкачивать воду полностью. Так можно привести оборудование в негодность. По правилам мощность насоса не должна превышать дебит скважины.
Дебит способен меняться в зависимости от времени года: летом жидкости меньше, если скважина питается от верховодки; меньше меняется, если труба заложена в грунтовые воды и практически не меняется, если бурение проводилось на известняк — скважина глубокая артезианская.
Как правильно рассчитать объем воды в трубе
Расчет объема трубы
При расчетах рекомендуется самостоятельно проверять размеры внутреннего сечения труб с помощью штангенциркуля. Если измерительное устройство не предназначено для измерения внутреннего диаметра, тогда меряют отдельно внешний и толщину стенки, а затем из большего вычитают меньшее – это и будет искомое число. Его и нужно использовать в расчетной формуле. Объем жидкости вычисляют с помощью следующих чисел:
- r – радиус внутренней окружности, диаметр делят на 2;
- число π (пи) – постоянная математическая величина, которая является отношением длины окружности к ее диаметру и равняется 3,14;
- 100 см – длина участка трубы, по которому проводится расчет, можно взять другое значение.
Формула определения площади сечения неполностью заполненных труб
Объем вычисляют в метрах кубических по формуле: V=100 x πr2. По такой же формуле можно высчитать внутренний объем септика цилиндрической формы или мембранного бака.
Чтобы перевести длину участка водопроводной трубы в литры, нужно объем умножить на 1000, так как в 1 кубометре 1000 литров воды. Вес воды в трубе объемом 1 кубический метр равняется 1 тонне.
При расчетах фактических показателей нужно иметь ввиду, что пропускная способность трубы зависит также от материала, из которого она изготовлена. Например, пластиковые изделия имеют большую пропускную способность, а стальные на порядок меньше из-за наличия шероховатостей внутри. Поэтому вычисления делаются на каждый участок отдельно, если они изготовлены из разных материалов.
Еще один важный показатель – единица измерения. В трубопрокате используются две: в миллиметрах и дюймах. Дюйм – это 25,4 мм или 2,54 см.
Таблица размеров труб в дюймах/миллиметрах:
| Размер трубы в дюймах | Внешний диаметр | Внутренний диаметр |
| 1 | 33,5 | 25 |
| 3/4 | 26,8 | 20 |
| 1/2 | 21,3 | 15 |
| 3/8 | 17 | 10 |
| 1/4 | 13,5 | 8 |
| 2 | 60 | 50 |
| 3 | 88,5 | 80 |
Если планируется только строить водопровод, расчеты проводят заранее, чтобы соизмерить их с мощностью насоса и дебитом скважины, а также объемом канализационных труб.
Когда водопроводная система уже находится в эксплуатации и есть потребность, к примеру, увеличить септик, можно воспользоваться таблицей, которая без калькулятора дает точное значение объема. При этом измерить можно будет только внешний диаметр, хотя для подсчета количества жидкости в трубах нужен именно внутренний. Для этого берут среднюю толщину стенки пластиковой или металлической трубы, исходя из ее диаметра и вычитают из размера внешнего диаметра. Можно получить значение объема на 1 погонный метр. Если магистраль длинная, на 10 или 100м. Эти расчеты актуальны для подпольного отопления, где металлопластиковые или медные трубы укладываются близко друг к другу.
Таблица соотношения внутреннего диаметра и объема жидкости в литрах:
| Внутренний диаметр | В 1 метре | В 10 м | В 100 м |
| 8 | 0,0503 | 0,503 | 5,03 |
| 10 | 0,0785 | 0,785 | 7,85 |
| 12 | 0,1131 | 1,131 | 11,31 |
| 14 | 0,1539 | 1,539 | 15,39 |
| 16 | 0,2011 | 2,011 | 20,11 |
| 18 | 0,2545 | 2,545 | 25,45 |
| 20 | 0,3142 | 3,142 | 31,42 |
| 22 | 0,3801 | 3,801 | 38,01 |
| 24 | 0,4524 | 4,524 | 45,24 |
| 26 | 0,5309 | 5,309 | 53,09 |
| 28 | 0,6158 | 6,158 | 61,58 |
| 30 | 0,7069 | 7,069 | 70,69 |
| 32 | 0,8042 | 8,042 | 80,42 |
| 34 | 0,9079 | 9,079 | 90,79 |
| 36 | 1,0179 | 10,179 | 101,79 |
| 38 | 1,1341 | 11,341 | 113,41 |
| 40 | 1,2566 | 12,566 | 125,66 |
| 42 | 1,3854 | 13,854 | 138,54 |
| 44 | 1,5205 | 15,205 | 152,05 |
| 46 | 1,6619 | 16,619 | 166,19 |
| 48 | 1,8096 | 18,096 | 180,96 |
| 50 | 1,9635 | 19,635 | 196,35 |
| 52 | 2,1237 | 21,237 | 212,37 |
| 54 | 2,2902 | 22,902 | 229,02 |
| 56 | 2,4630 | 24,630 | 246,30 |
| 100 | 7,8540 | 78,540 | 785,40 |
| 110 | 8,6590 | 86,590 | 856,90 |
Трубы с диаметром больше 110 мм редко применяются при подводе и отводе воды из частного дома, поэтому значения их объема не указаны. Такие трубы используются в городских канализациях и для отвода стоков из многоквартирного дома. При этом объем жидкости рассчитывается с учетом дополнительных параметров, например, сопротивления труб из стали или чугуна.
Рекомендуется при подсчете объема воды для частного дома округлять величины в сторону увеличения на случай, если придется устанавливать дополнительные точки водозабора.
