Como calcular vários parâmetros de tubos: fórmulas básicas e exemplos de cálculo
Água, aquecimento, esgoto, chaminé, revestimento, cobre, aço, plástico, metal-plástico, tubos estreitos e largos para diversos fins, de vários materiais, nos cercam por toda parte. A necessidade de construir novas comunicações ou substituir as antigas surge tanto durante a construção da casa quanto durante o reparo atual. Ao preparar um projeto para o próximo trabalho, não será necessário armar-se com uma calculadora para calcular o peso do tubo, sua massa, volume e outros parâmetros.
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Por que você precisa calcular os parâmetros do tubo?
Um cálculo preliminar dos parâmetros dos tubos é necessário em muitos casos. Por exemplo, para comunicação adequada do pipeline com outros elementos do sistema. Designers e instaladores ao trabalhar com tubos usam indicadores como:
- perviedade do oleoduto;
- perda de calor;
- quantidade de isolamento;
- quantidade de material a proteger contra corrosão;
- rugosidade da superfície interna do tubo, etc.
Como resultado, você pode determinar o número exato de tubos necessários para um sistema específico, bem como suas características ideais. Os cálculos corretos evitam custos excessivos com a compra e o transporte de material, permitem que as substâncias que estão na tubulação se movam a uma determinada velocidade para o uso mais eficiente do sistema.
Esta tabela fornece algumas informações úteis sobre as características dos diferentes tipos de tubos, que ajudarão você a escolher as estruturas certas necessárias para criar o pipeline
Nos sistemas de aquecimento, o diâmetro dos tubos depende substancialmente da velocidade permitida. Um exemplo desse tipo de cálculo é apresentado no vídeo:
Cálculos de vários parâmetros de tubo
Para calcular corretamente os principais parâmetros dos tubos, devem ser determinados os seguintes indicadores:
- material de que o tubo é feito;
- tipo de seção de tubo;
- diâmetro interno e externo;
- Espessura da parede;
- comprimento do tubo, etc.
Parte dos dados pode ser obtida simplesmente medindo o design. Muitas informações úteis estão contidas nos documentos de certificação, bem como em vários livros de referência e especificações padrão do estado.
Como saber o diâmetro e o volume do tubo?
Algumas fórmulas de cálculo são familiares a todos os alunos. Por exemplo, se você precisar esclarecer o diâmetro de um tubo específico, deve medir sua circunferência. Para fazer isso, você pode usar uma fita de centímetro, usada pelas costureiras. Ou você deve enrolar o tubo com outra fita adequada e medir o segmento resultante com uma régua.
Em seguida, use a fórmula para a circunferência:
L = πD, em que:
- L é a circunferência do círculo;
- π é um número constante "pi" igual a cerca de 3,14;
- D é o diâmetro do círculo.
Basta fazer uma transformação simples para calcular o diâmetro externo do tubo usando esta fórmula:
D = L / π.
Medindo a espessura das paredes do tubo, também é fácil calcular o diâmetro interno do círculo. Para fazer isso, dobre o valor da espessura da parede do tubo do valor do diâmetro externo do tubo.
Cálculo da seção transversal do tubo
Para calcular a seção transversal do tubo, calcule a área do círculo. Isso leva em consideração a diferença entre o diâmetro externo do tubo e a espessura de suas paredes, ou seja, o diâmetro interno do tubo.
Esta figura ilustra indicadores como o diâmetro externo do tubo e a espessura de sua parede. A diferença entre o diâmetro externo e a espessura permite calcular o diâmetro interno do tubo
A fórmula da área do círculo fica assim:
S = πR², em que:
- S é a área do círculo;
- π é o número "pi";
- R é o raio do círculo, calculado como metade do diâmetro.
Se você usar informações sobre o diâmetro externo e a espessura da parede do tubo, a fórmula poderá ser assim:
S = π (D / 2-T) ², em que:
- S é a área da seção transversal;
- π é o número "pi";
- D é o diâmetro externo do tubo;
- T é a espessura da parede do tubo.
Suponha que exista um tubo cujo diâmetro externo seja de 1 metro e a espessura da parede seja de 10 mm. Primeiro você precisa concordar com todas as unidades. A espessura da parede será de 0,01 metros. De acordo com a fórmula acima, calculamos a seção transversal desse tubo:
S = 3,14X (1m / 2-0,01m) ² = 0,75m²
Assim, a seção transversal do tubo com os parâmetros especificados será igual a 0,75 metros quadrados. m
Como você sabe, a precisão dos cálculos com o número "pi" depende do número de casas decimais usadas na aplicação dessa constante. No entanto, a construção geralmente não precisa de cálculos ultra-precisos, e o número de pi é assumido como 3,14. O resultado final também faz sentido para arredondar até duas casas decimais.
Como calcular o volume do tubo?
Este diagrama ilustra o uso de dados como o raio da seção do tubo e seu comprimento para determinar o volume do tubo
Também não é difícil calcular o volume de um segmento de tubo específico. Para fazer isso, primeiro você precisa encontrar a circunferência do tubo pelo seu diâmetro externo, de acordo com a fórmula acima:
S = π (D / 2) ² ou S = πR²
Nesse caso, D é o diâmetro externo do tubo e R é o raio externo, ou seja, metade do diâmetro. Depois disso, o valor obtido deve ser multiplicado pelo comprimento do segmento do tubo, tendo recebido o volume, expresso em metros cúbicos. A fórmula para calcular o volume do tubo pode ser assim:
V = SH, onde
- V é o volume do tubo, cúbico m
- S - área transversal externa, m2;
- H é o comprimento do segmento do tubo, m
Suponha que exista um tubo com um diâmetro externo de 50 cm e um comprimento de 2 metros. Todas as unidades devem ser acordadas primeiro. D = 50 cm = 0,5 M. Substitua esse valor na fórmula da área do círculo:
S = π (D / 2) ² = 3,14 (0,5 / 2) ² = 0,0625 m²
Agora você pode calcular o volume:
V = SH = 0,0625X2 = 0,125 m³.
Todos esses cálculos podem ser feitos facilmente usando uma calculadora convencional, mas é muito mais conveniente usar o computador apropriado que realiza o cálculo on-line.
A calculadora realiza cálculos dependendo dos dados iniciais: praio e altura da base, diâmetro e altura da base ou área e altura da base.
Como calcular o peso do tubo?
Informações sobre o peso de um número específico de tubulações são necessárias para prever o custo de seu transporte. Se uma estrutura grande é usada, seu peso não prejudica a correlação com a capacidade de suporte da base do conhecimento.
Esta tabela mostra dados de referência sobre o peso de tubos de aço de vários tipos, levando em consideração seus tamanhos e características da tecnologia de produção
Os alunos do ensino médio estão bem conscientes de que a massa de um objeto pode ser encontrada multiplicando seu volume pela densidade da substância na qual esse objeto consiste. Os construtores são dispensados dos cálculos tediosos da massa de um segmento de tubo específico, pois vários diretórios de construção contêm informações sobre o peso por metro de uma ampla variedade de tipos de tubo.A maneira mais fácil é calcular a massa do tubo usando os GOSTs relevantes, usando informações sobre:
- o material de que o tubo é feito;
- seu diâmetro externo;
- espessura da parede;
- diâmetro interno, etc.
Depois de descobrir o peso de um medidor de corrida do tubo, multiplique o valor obtido pelo número total de medidores de corrida. A complexidade da tarefa corresponde ao nível da quarta à quinta série de uma escola abrangente.
Para descobrir o peso dos tubos, sugerimos que você use nossa calculadora on-line. Insira as informações necessárias nos campos apropriados, após os quais o programa exibe o valor do peso do número especificado de tubos.
Como determinar a superfície externa do tubo?
Ao instalar uma ampla variedade de sistemas, pode ser necessário isolamento da tubulação. Para determinar com a maior precisão possível a quantidade necessária de material isolante térmico ou outro revestimento necessário (anticorrosivo, impermeabilizante etc.), recomenda-se calcular a área da superfície externa do tubo.
Para calcular corretamente a quantidade de material necessário para o isolamento do tubo, calcule a área de sua superfície externa. Para isso, a circunferência da seção externa deve ser multiplicada pelo comprimento do tubo
Qualquer tubo de seção transversal circular pode ser imaginado como um retângulo que foi enrolado em um tubo. A área de um retângulo é definida como o produto de seu comprimento e largura. No caso de um tubo, o comprimento do retângulo corresponderá ao comprimento do tubo e sua largura ao comprimento de sua circunferência externa.
A fórmula do comprimento do círculo já foi mencionada no início, parece L = ∏D. Indique o comprimento do segmento do tubo como H. Em seguida, a área da superfície externa do tubo será igual a:
St = πDH, onde:
- St - a área da superfície externa do tubo, m²;
- π é um número constante pi igual a 3,14;
- D é o diâmetro externo do tubo, m;
- H - comprimento do tubo, m
Por exemplo, se houver um tubo com um diâmetro de 30 cm e um comprimento de 5 metros, sua área de superfície será igual a:
St = πDH = 3,14X0,3X5 = 4,71 m².
Usando as fórmulas acima, é possível calcular facilmente o volume do espaço interno do tubo e a área de sua superfície interna. Para fazer isso, nos cálculos é suficiente substituir o valor do diâmetro externo do tubo pelo valor do seu diâmetro interno.
E se a seção do tubo não for redonda?
Todas as fórmulas e cálculos descritos anteriormente consideram exclusivamente tubos com uma seção transversal circular. De fato, na construção moderna, essas estruturas são mais frequentemente usadas. No entanto, existem pipelines com:
- retangular;
- oval;
- seção trapezoidal, etc.
Para calcular esses tubos não padrão, é recomendável usar várias fórmulas simples. Portanto, a área de uma seção quadrada ou retangular é definida como o produto de comprimento e largura. Multiplicando a área pelo comprimento do segmento do tubo, você pode calcular o volume do tubo. Para encontrar a área de superfície de um tubo de seção retangular, multiplique o comprimento do segmento de tubo e o perímetro da seção. O perímetro, como você sabe, é a soma de todos os lados do retângulo.
Tubos com seção retangular ou trapezoidal são mais frequentemente usados para criar chaminés e sistemas de esgoto. Para calcular os principais parâmetros desses tubos, várias fórmulas simples são usadas
O perímetro trapezoidal também é calculado como a soma de todos os seus lados. Nós multiplicamos esses dados pelo comprimento do segmento do tubo e obtemos a área de superfície do tubo. Para calcular o volume de um tubo com uma seção trapezoidal, você deve primeiro encontrar a área do trapézio.É calculado como o produto de metade da soma de suas bases e altura:
S = 0,5 (A + B) H, em que:
- A e B - o comprimento das bases do trapézio, isto é, seus lados paralelos;
- H é a altura do trapézio, isto é, uma perpendicular traçada de uma base para outra.
Multiplicando a área da seção trapezoidal pelo comprimento do segmento do tubo, obtemos seu volume.
Para calcular os parâmetros de um tubo com seção transversal oval, eles agem aproximadamente da mesma maneira. A circunferência do oval, bem como sua área, é calculada. Multiplicando a circunferência pelo comprimento do segmento do tubo, obtemos a superfície do tubo. O produto da área de seção transversal oval e o comprimento do segmento de tubo fornece o valor do volume do tubo.
O oval tem dois eixos: grandes e pequenos. A circunferência da oval (ou elipse) é calculada como o produto do número pi pela soma dos comprimentos de seus semi-eixos:
L = πX (A + B), em que:
- ∏ é um número constante pi igual a 3,14;
- A e B são o comprimento dos semi-eixos da oval.
A área oval é calculada como o produto de seus semiaxos e o número "pi":
S = πAB.
Para evitar cálculos complexos, você pode usar várias calculadoras on-line que permitem calcular os parâmetros de tubos de várias configurações.
