Prierez potrubia a jeho vnútorný objem: výpočtové metódy

Dnes máme malú exkurziu do školských programov geometrie a fyziky. Pripomíname, ako sa vypočítava prierezová plocha potrubia a jeho vnútorný objem. Okrem toho musíme zistiť, ako zmeny v priemere potrubia pôsobia na tlak v prietoku tekutiny. Tak choď.

Vypočítajte prierezovú plochu

Samozrejme, vzorec pre prierezovú plochu potrubia bude závisieť od tvaru tohto úseku. Aké možnosti sú možné?

kolo

Oblasť kruhu je S = Pi R ^ 2, kde:

• S je požadovaná hodnota;
• Pi je počet pi, ktorý je obyčajne zaokrúhľovaný na 3,14;
• R je polomer kruhu (pre potrubie, polovicu jeho vnútorného priemeru).

Napríklad vypočítajte vnútornú plochu prierezu guľatého potrubia s vnútorným priemerom 100 milimetrov.

1. Polomer bude samozrejme 50 mm alebo 0,05 metra.
2. Oblasť sa bude rovnať 3,14 x 0,05 ^ 2 = 0,00785 m2.

Upozorňujeme, že pri výpočte prietoku gravitačných prietokových potrubí (napríklad domácej odpadovej vody) je skutočná, nie toľko, ale takzvaná živá časť toku obmedzená na priemernú hladinu vody.

Kde môžem získať údaje o vnútornom priemere trubiek GVP používaných pri inštalácii vnútorných komunikačných budov? Predajcovia zvyčajne uvádzajú iba diaľkové ovládanie (podmienený priechod) a typ je ľahký, bežný alebo zosilnený.

Všetky potrebné informácie nájdete v norme GOST 3262-75, podľa ktorej sa tieto výrobky vyrábajú.

Ako môžete vypočítať skutočný vnútorný priemer z tejto tabuľky sami?

Pokyn je jednoduchý a vo všeobecnosti zjavný.

1. Vyberte vhodné produkty, ktoré vás zaujímajú, a typ.
2. Odpočítajte od vonkajšieho priemeru dvojnásobok hrúbky steny.

Tip: Online kalkulátor prierezu akéhokoľvek typu potrubia sa často nachádza na webovej stránke výrobcu alebo predajcov.

námestie

Profilové potrubia sa používajú relatívne zriedkavo na prepravu kvapalín: ide o oblasti s prioritným využitím kruhových rúr.

Prečo?

• Kruh má minimálnu dĺžku steny s maximálnou plochou všetkých geometrických tvarov.. Odtiaľ - praktický dôsledok: s konštantnou hrúbkou steny, okrúhle potrubie bude mať maximálnu priepustnosť. Alebo inými slovami, s pevnou nosnosťou, cena za bežný meter okrúhleho potrubia bude minimálna.
• Na základe toho istého znaku má okrúhla rúrka maximálnu pevnosť v ťahu.. Tlak nie je márne nameraný v kilogramoch na centimeter štvorcový: čím väčšia je plocha stien rúr, tým väčšia je sila pôsobiaca na ne pri pevnom tlaku vo vnútri potrubia.

Avšak v niektorých prípadoch je potrebné vypočítať vnútorný prierez proftrub. V prípade štvorcovej trubice sa rovná štvorcu rozdielu medzi vonkajším rozmerom rúrky a jej dvojitou hrúbkou. Pre produkt s rozmermi 100 x 100 mm so stenami o hrúbke 4 mm, výpočet bude mať formu (100 - (4 x 2)) ^ 2 = 8464 mm2.

Venujte pozornosť! Väčšina vzorcov používa plochu vyjadrenú v metroch štvorcových. Prepočítací koeficient mm2 na m2 je 1: 1 000 000, čo znamená, že v uvedenom prípade získame 0,008464 m2.

obdĺžnikový

Schéma výpočtu je takmer totožná so schémou opísanou pre štvorcové potrubia. Jediný rozdiel je, že steny nie sú rovnaké; Násobíme ich rozmery mínus áno, opäť dvojnásobok hrúbky stien.

Takže pri obdĺžnikovej trubici s rozmermi 150x180 mm s hrúbkou steny 6 mm bude požadovaná hodnota (150 - (6x2)) x (180 - 6 x 2) = 23184 mm2 alebo 0,023184 m2.

objem

Všetko tu je jednoduché. Objem rúry akéhokoľvek druhu sa rovná súčinu jeho dĺžky (tvarovanie) v oblasti prierezu. V poslednom príklade bude vnútorný objem 25-metrového potrubia 0.023184 x 25 = 0.5796 m2.

Prierez a tlak

Žijúci v slávnom šľachticí 18. storočia Daniel Bernoulli. Žil, žil a formuloval medzi časom zákon, ktorý neskôr označil začiatok modernej hydrodynamiky a bol pomenovaný po ňom.

Ak preložíme suchý jazyk vzorcov do ruštiny, na ktorú sme zvyknutí, potom to môže byť formulované nasledovne: prietok je nepriamo úmerný statickému tlaku kvapaliny alebo plynu v ňom.

Z praktického hľadiska to znamená, že pri prechode priemeru potrubia sa prietok správa na rozdiel od zdravého rozumu: zvýšenie priečneho rezu spôsobuje zvýšenie tlaku, zatiaľ čo pokles a pridružené zrýchlenie pohybu kvapaliny alebo plynu sa zvyšuje.

V súčasnosti je tento účinok široko používaný v mechanizmoch na rôzne účely.

Uveďme niekoľko najzreteľnejších príkladov, ktoré sme sa stretli s niekým z nás.

• Hlavným prvkom vykurovacej jednotky v domácnosti je výťah, ide o dýzu, v ktorej je tryska vody s vyššou teplotou a tlakom z prívodného potrubia vstrekovaná do objemu naplneného chladnejšou vodou s nízkym tlakom z návratu. Vďaka poklesu statického tlaku v prúde čerpá časť vody z vratného potrubia cez nasávanie určenú na tento účel do recirkulácie. (Pozri tiež článok Ako ohýbať profilové potrubie: funkcie.)

• Airbrush a airbrush používajú rovnaký účinok: rýchly prúd vzduchu v dôsledku vytvoreného vákua vytiahne farbu z nádrže, rozdrví ju, premení ju na aerosól a uloží ju na povrch, ktorý je natretý.

záver

Dúfame, že čitateľa nebudú obťažovať množstvom čísel, vzorcov a výpočtov. Ako vždy, ďalšie materiály o témach, ktoré sme študovali, nájdete vo videu v tomto článku. Veľa šťastia!