Напречно сечение на тръбата и неговия вътрешен обем: методи
Днес имаме кратка екскурзия в училищните програми по геометрия и физика. Ще си припомним как се изчислява площта на напречното сечение на тръбата и нейния вътрешен обем. Освен това трябва да разберем как промените в диаметъра на тръбопровода действат върху налягането в течността. Така че, по някакъв начин.
Изчислете площта на секцията
Очевидно формулата за напречното сечение на тръбата ще зависи от формата на тази секция. Какви опции са възможни?
кръг
Площта на кръга има формата S = Pi R ^ 2, където:
- S - искомое значение;
- Pi - число "пи", которое обычно округляют до 3,14;
- R - радиус круга (применительно к трубе - половина ее внутреннего диаметра).
Като пример, нека изчислим вътрешната част на кръгъл тръбопровод с вътрешен диаметър от 100 милиметра.
- Радиусът очевидно ще бъде равен на 50 мм или 0.05 метра.
- Площта ще бъде 3.14 х 0.05 ^ 2 = 0.00785 m2.
Обърнете внимание: при изчисляване на пропускливостта на гравитационните тръбопроводи (например, битови канали), действително не пълното, но така нареченото напречно сечение на живия поток, ограничено от средното ниво на водата.
Где взять данные о внутреннем диаметре ВГП труб, использующихся при монтаже внутренних коммуникаций зданий? Продавцами обычно указывается лишь ДУ (условный проход) и тип - легкая, обыкновенная или усиленная.
Цялата необходима информация може да се намери в GOST 3262-75, според която тези продукти се произвеждат.
| ДУ, мм | Външен диаметър, мм | Дебелина на стената на тръбата, mm | ||
| светлина | обикновен | засили | ||
| 15 | 21,ли | 2,5 | 2,8 | ли,2 |
| 20 | 26,8 | 2,5 | 2,8 | ли,2 |
| 25 | зз,ш | 2,8 | ли,2 | ч,0 |
| 32 | 42,ли | 2,8 | ли,2 | ч,0 |
| 40 | 48,0 | ли,0 | ли,5 | ч,0 |
| 50 | 60,0 | ли,0 | ли,5 | ч,5 |
| 65 | 75,5 | ли,2 | ч,0 | ч,5 |
| 80 | 88,5 | ли,5 | ч,0 | ч,5 |
| 90 | 101,ли | ли,5 | ч,0 | ч,5 |
| 100 | 11ч,0 | ч,0 | ч,5 | 5,0 |
| 125 | 140,0 | ч,0 | ч,5 | 5,5 |
| 150 | 165,0 | ч,0 | ч,5 | 5,5 |
Как можем да изчислим действителния вътрешен диаметър въз основа на тази таблица?
Инструкциите са прости и по принцип очевидни.
- Изберете съответните продукти, представляващи интерес за вас и типа.
- Извадете от външния диаметър два пъти дебелината на стената.
Съвет: Онлайн калкулаторът за всякакъв вид тръби често може да бъде намерен на уебсайта или дилърите на производителя.
квадрат
Профилните тръби са относително рядко използвани за транспортиране на течности: това са области на приоритетно използване на кръгови тръбопроводи.
Защо?
- Кръгът има минимална дължина на стената с максимална площ от всички геометрични фигури. Отсюда - практическое следствие: при постоянной толщине стенок именно круглая труба будет обладать максимальной пропускной способностью. Или, иначе говоря, при фиксированной пропускной способности цена погонного метра круглой трубы будет минимальной.
- Поради тази характеристика кръглата тръба има максимална якост на опън. Давление недаром измеряется в килограммах на квадратный сантиметр: чем больше площадь стенок трубы - тем большее усилие воздействует на них при фиксированном давлении внутри трубопровода.
Тем не менее, в ряде случаев приходится рассчитывать и внутреннее сечение профтруб. В случае квадратной трубы оно равно квадрату разности наружного размера трубы и удвоенной толщины ее стенок. Так, для изделия размером 100х100 мм со стенками толщиной 4 мм расчет приобретет вид (100 - (4 х 2)) ^2 = 8464 мм2.
Обратите внимание! В большинстве формул используется площадь, выраженная в квадратных метрах. Коэффициент пересчета мм2 в м2 - 1:1000000, то есть в приведенном выше случае мы получим 0,008464 м2.
правоъгълен
Схема расчетов практически идентична описанной для квадратных профтруб. Разница лишь в том, что стенки неодинаковы; соответственно, мы перемножаем их размеры за вычетом… да-да, опять-таки удвоенной толщины стенок.
Так, для прямоугольной профтрубы размером 150х180 мм при толщине стенки 6 мм искомое значение будет равным (150 - (6 х 2)) х (180 - (6 х 2)) = 23184 мм2, или 0,023184 м2.
обем
Здесь все совсем просто. обем трубы любого типа равен произведению ее длины (погонажа) на площадь сечения. В последнем примере внутренний объем 25-метрового трубопровода будет равным 0,023184 х 25 = 0,5796 м2.
Напречно сечение и налягане
Живее и е в славния 18-ти век Швейцария Даниел Бернули. Той живее, живее и формулира закон между случая, който по-късно постави основите на съвременната хидродинамика и бе кръстен на него.
Ако преведем сухия език на формулите в руски език, който е познат за нас, то може да бъде формулиран както следва: скоростта на потока е обратно пропорционална на статичното налягане на течността или на газа в него.
С практической стороны это означает, что на переходах диаметра трубопровода поток ведет себя вопреки здравому смыслу: увеличение сечения вызывает увеличение давления, а уменьшение и связанное с ним ускорение движения жидкости или газа - рост.
В наше време този ефект се използва широко в механизмите на различни цели.
Ето някои от най-очевидните примери, които всеки от нас срещна.
- Основният елемент на термичната единица на къщата е асансьорът - дюзата, в която се впръсква струя вода с по-висока температура и налягане от захранващия тръбопровод в обем, напълнен с по-студена вода с ниско налягане от връщането. Поради спада на статичното налягане в струята, тя включва част от водата от връщащата линия през рециркулацията, предназначена за тази цел. (Вж. Също и статията Как да огънете профилна тръба: функции.)
- Пистолетът и аерографът използват същия ефект: бърз въздушен поток, дължащ се на създадения в него вакуум, извлича боя от резервоара, раздробява го, превръща го в аерозол и утаява върху повърхността, която ще се боядисва.
Заключение
Надяваме се, че не сме изчерпали читателя с изобилие от цифри, формули и изчисления. Както винаги, допълнителните материали по темата, която проучваме, могат да бъдат намерени във видеоклипа в тази статия. Успех!