Beräkning av rörvolym: principer för beräkning och regler för utförande av beräkningar i liter och kubikmeter

När man bestämmer mängden nödvändig vätska i ett värmesystem måste man ofta lösa en separat uppgift – att beräkna volymen av ett rör med givna parametrar. Själva beräkningsformeln är enkel. Men i praktiken måste den tillämpas noggrant för att få ett exakt resultat.

Vi berättar om hur man beräknar den inre volymen av ett viktigt kommunikationssystem. I vår artikel har vi i detalj analyserat olika beräkningsalternativ för rörledningar och värmeapparater. Med våra råd löser du uppgiften snabbt.

Geometriska parametrar för rör

För att bestämma rörvolymen är det nödvändigt och tillräckligt att känna till endast två parametrar: längden och den inre (faktiska) diametern. Det är viktigt att inte förväxla den senare parametern med den yttre storleken, som anges för korrekt val av kopplingar och anslutningselement.

Om väggtjockleken är okänd kan man använda DN (nominell diameter) istället för den beräknade inre diametern. De är ungefär lika, och DN-värdet anges vanligtvis på märkningen som finns på produktens utsida.

Standardnomenklaturen för polypropenrör anger ytterdiameter och väggtjocklek i millimeter. Med dessa två parametrar kan man beräkna innerdiametern.

Innan man försöker beräkna volymen av ett rör måste man undvika ett vanligt misstag och omvandla alla parametrar till samma måttenhet. Anledningen är att längden vanligtvis anges i meter och diametern i millimeter. Förhållandet mellan dessa två enheter är: 1 m = 1000 mm.

Egentligen kan man omvandla parametrarna till mellanliggande enheter – centimeter eller decimeter. Ibland är det till och med bekvämt, med tanke på att antalet decimaler eller nollor i så fall inte blir särskilt stort.

Samband mellan volymenheter. Vid omvandling från en enhet till en annan måste man undvika fel i antalet nollor eller decimaler.

För rör som inte är tillverkade i Ryssland (och inte för Ryssland) kan diametern anges i tum. I så fall måste du räkna om, med tanke på att 1″ = 25.4 mm.

Formel för ett enskilt rör

Ur geometrisk synvinkel är ett rör en rak cirkulär cylinder.

Volymen av ett sådant objekt är lika med tvärsnittsarean multiplicerad med längden:

V = l * S

I den:

• V – volym (m³);
• l – längd (m);
• S – tvärsnittsarea (m²).

Tvärsnittsarean för ett rör som har formen av en cirkel med känd diameter beräknas med formeln:

S = π * d² / 4

Här:

• π = 3.1415926;
• d – cirkelns diameter (m).

Den slutgiltiga formeln för volymen av ett rör med känd innerdiameter och längd ser ut så här:

V = π * l * d² / 4

Om måttenheten för rörets längd och diameter är en annan (dm, cm eller mm), kommer volymen att uttryckas i dm³, cm³ eller mm³ respektive.

Vi vill också visa dig ett enkelt sätt att mäta rörets ytterdiameter (D) utan skjutmått. D = L / π, där L är omkretsen:

För att korrekt beräkna rörets volym måste du ersätta två parametrar i den enkla formeln: längd och innerdiameter. Ju noggrannare de mäts eller beräknas, desto noggrannare blir resultatet.

Vid beräkning av rörets innervolym behövs enkla geometriska formler, som används i skolan på lektioner i fysik, algebra, kemi, geometri och andra ämnen

Tillämpade exempel på beräkningar

Konkreta exempel, som intresserade besökare bör bekanta sig med, kommer att vara till stor hjälp för att förstå beräkningsprinciperna och arbetsordningen vid utförande av beräkningar.

Uppgift #1 – beräkning av erforderlig värmeöverföringsmedievolym

För ett fritidshus för tillfälligt boende måste du beräkna volymen av inköpt propylenglykol – värmebärare som inte stelnar vid temperaturer ner till -30°C. Värmesystemet består av en spis med mantel på 60 liter, fyra aluminiumradiatorer med 8 sektioner var och 90 meter rör PN25 (20 x 3.4).

Rör av standard PN25 20 x 3.4 används oftast för att skapa en liten värmekrets med seriekopplade radiatorer. Dess innerdiameter är 13,2 mm

Vätskevolymen i röret måste beräknas i liter. För detta måste du använda decimeter som måttenhet. Omvandlingsformlerna från standardlängdenheter är: 1 m = 10 dm och 1 mm = 0,01 dm.

Volymen på koppans mantel är känd. V₁ = 60 l.

I databladet för aluminiumradiatorn Elegance EL 500 anges att volymen för en sektion är 0,36 l. Då är V₂ = 4 * 8 * 0,36 = 11,5 l.

Vi beräknar rörens totalvolym. Deras innerdiameter d = 20 – 2 * 3.4 = 13.2 mm = 0.132 dm. Längden l = 90 m = 900 dm. Därför:

V₃ = π * l * d² / 4 = 3.1415926 * 900 * 0.132 * 0.132 / 4 = 12.3 dm³ = 12.3 l.

Således kan vi nu beräkna den totala volymen:

V = V₁ + V₂ + V₃ = 60 + 11.5 + 12.3 = 83.8 l.

Procentandelen vätska i rören i förhållande till hela systemet är bara 15%. Men om kommunikationerna är långa eller om man använder ett “vattengolvvärmesystem”, så ökar rörens bidrag till den totala volymen avsevärt.

På industri- och jordbruksanläggningar installeras ofta hemmagjorda värmeradiatorer av registertyp. Genom att känna till rörens dimensioner kan man beräkna deras volym.

Uppgift #2 – beräkning av volym för en hemmagjord radiator

Vi går igenom hur man beräknar en klassisk hemmagjord värmeradiator med fyra horisontella rör på 2 m vardera. Först måste man bestämma tvärsnittsarean. Ytterdiametern kan mätas från änden av produkten.

Anta att den är 114 mm. Med hjälp av tabellen över standardparametrar för stålrör finner vi väggtjockleken som är typisk för denna storlek – 4.5 mm.

Beräkna innerdiametern:

d = 114 – 2 * 4.5 = 105 mm.

Bestäm tvärsnittsarean:

S = π * d² / 4 = 8659 mm².

Totala längden av alla fragment är 8 m (8000 mm). Beräkna volymen:

V = l * S = 8000 * 8659 = 69272000 mm³.

Volymen för de vertikala anslutningsrören kan beräknas på samma sätt. Men detta värde kan försummas, eftersom det kommer att utgöra mindre än 0.1% av radiatorns totala volym.

Det resulterande värdet är inte informativt, så vi omvandlar det till liter. Eftersom 1 dm = 100 mm, så är 1 dm³ = 100 * 100 * 100 = 1000000 = 10⁶ mm³.

Därför V = 69272000 / 10⁶ = 69.3 dm³ = 69.3 l.

Stora radiatorer eller värmesystem (som installeras till exempel på gårdar) kräver betydande volymer av värmebärare.

Därför, eftersom man behöver beräkna rörens volym i m³, måste alla mått innan de sätts in i formeln omedelbart omvandlas till meter.

Uppgift #3 – beräkning av erforderlig längd på PP-rör

Man kan få fram fragmentets längd med hjälp av en vanlig linjal eller ett måttband. Små böjar och hängningar hos polymerrören kan försummas, eftersom de inte leder till något allvarligt slutligt fel.

Vid sådan krökning av polymerrör blir deras längd betydligt längre (10-15%) än den sträcka de är lagda över.

För noggrannhetens skull är det mycket viktigare att korrekt bestämma fragmentets början och slut:

• När röret ansluts till stigröret ska längden mätas från början av den horisontella delen. Du bör inte ta med den angränsande delen av stigröret, eftersom det leder till dubbelräkning av samma volym.
• Vid inloppet till batteriet ska längden mätas fram till dess rör, inklusive ventilerna. Dessa räknas inte med när radiatorns volym bestäms enligt dess specifikationsdata.
• Vid inloppet till pannan ska mätning göras från manteln, med hänsyn till längden på utgående rör.

Böjningar kan mätas förenklat – antag att de går i rät vinkel. Denna metod är acceptabel eftersom deras totala bidrag till rörlängden är obetydligt.

Om det finns ett schema över golvvärmens placering kan rörlängden med värmebärare beräknas från planen med en skala-rutnät applicerat.

Volymen golvvärme beräknas utifrån längden på installerade rör.

Om data om längd eller schema saknas, men avståndet mellan rören är känt, kan beräkningen göras med följande ungefärliga formel (oavsett läggningssätt):

l = (n – k) * (m – k)/k

Här:

• n – längden på golvvärmeområdet;
• m – bredden på golvvärmeområdet;
• k – avståndet mellan rören;
• l – slutgiltig rörlängd.

Trots den lilla tvärsnittsarean på rören som används för vattenburen golvvärme, leder deras totala längd till en betydande volym av värmebäraren.

Så, för att tillhandahålla ett system som liknar figuren ovan (längd – 160 m, ytterdiameter – 20 mm), kommer 26 liter vätska att behövas.

Erhållande av resultat genom experimentell metod

I praktiken uppstår problematiska situationer när ett hydraulsystem har en komplex struktur eller vissa delar är dolda. I sådana fall blir det omöjligt att bestämma geometrin för dess delar och beräkna den totala volymen. Den enda utvägen är då att utföra ett experiment.

Användning av fördelare och läggning av rör under golvgjutning – en avancerad metod för dold framledning av varmvatten till värmeradiatorer. Det är omöjligt att exakt beräkna kommunikationernas längd utan en plan.

Det är nödvändigt att tappa ur all vätska, ta någon mätbehållare (t.ex. en hink) och fylla systemet till önskad nivå. Påfyllning sker via den högsta punkten: öppen expansionskärl eller övre avtappningsventil. Alla andra ventiler måste vara öppna för att undvika luftfickor.

Om vattencirkulationen i kretsen sköts av en pump, låt den då arbeta i en eller två timmar utan uppvärmning av värmemediet. Detta hjälper till att driva ut kvarvarande luftansamlingar. Därefter måste man fylla på mer vätska i kretsen.

Denna metod kan även användas för enskilda delar av värmekretsen, till exempel golvvärme. För att göra detta måste man koppla bort den från systemet och på samma sätt “spola igenom”.

Slutsatser

Trots att det finns ett stort utbud av programvaror på nätet för beräkningar av värmemediets volym, finns det GOST-tabeller för att bestämma rörens innervolym. Man måste känna till principerna för manuella beräkningar.

De är nödvändiga för dem som själva bygger och reparerar installationer, och för dem som använder tjänster från projekterings- och byggföretag. Användbar information hjälper dig att bestämma materialåtgången innan du installerar systemet, göra en exakt kostnadsberäkning och få en uppfattning om framtida driftskostnader.

Vill du berätta om hur du beräknade volymen på värmemediet för ett autonomt värmesystem i sommarstugan eller på landet? Har du information som kan vara användbar för webbplatsens besökare? Skriv gärna kommentarer, publicera bilder relaterade till artikeln, ställ frågor i blocket nedan.