Presjek cijevi i unutarnji volumen: metode proračuna

Danas imamo mali izlet u školske programe geometrije i fizike. Podsjetit ćemo kako se izračunavaju površine presjeka cijevi i njezin unutarnji volumen. Osim toga, moramo shvatiti kako promjene promjera cjevovoda djeluju na tlak u protoku tekućine. Idemo.

Izračunajte područje poprečnog presjeka

Očito je da formula za područje poprečnog presjeka cijevi ovisi o obliku ovog odjeljka. Koje mogućnosti su moguće?

oko

Područje kruga je S = Pi R ^ 2, gdje:

• S je željena vrijednost;
• Pi je broj pi, koji je obično zaokružen na 3,14;
• R je polumjer kruga (za cijev, polovica unutarnjeg promjera).

Kao primjer, izračunavamo unutarnju površinu presjeka okruglog cijevi s unutarnjim promjerom od 100 milimetara.

1. Radijus će očito biti 50 mm ili 0,05 m.
2. Područje će biti jednako 3,14 x 0,05 ^ 2 = 0,00785 m2.

Napomena: Prilikom izračuna brzine protoka cjevovoda za transport gravitacije (na primjer, domaća kanalizacija), stvarni, ne toliko, ali takozvani životni dio protoka ograničen je na prosječnu razinu vode.

Gdje mogu dobiti podatke o unutarnjem promjeru GVP cijevi korištenih u instalaciji unutarnjih komunikacija u graditeljstvu? Prodavači obično označavaju samo daljinski upravljač (uvjetni prolaz), a tip je lagan, običan ili ojačan.

Sve potrebne informacije mogu se naći u GOST 3262-75, prema kojem su ti proizvodi proizvedeni.

Kako možete sami izračunati stvarni unutarnji promjer iz ove tablice?

Uputa je jednostavna i općenito je očigledna.

1. Odaberite odgovarajuće proizvode od interesa za vas i vrstu.
2. Oduzmite od vanjskog promjera dva puta debljini stijenki.

Savjet: online kalkulator poprečnog presjeka bilo koje vrste cijevi često se može naći na web mjestu proizvođača ili dilera.

kvadrat

Cijevi profila relativno rijetko se koriste za transport tekućina: to su područja primarne upotrebe za kružne cijevi.

Zašto?

• Krug ima minimalnu duljinu zida s maksimalnom površinom svih geometrijskih oblika.. Odavde - praktična posljedica: s konstantnom debljinom zidova, okrugla cijev će imati maksimum propusnosti. Ili, drugim riječima, s fiksnim nosivim kapacitetom, cijena po radnom metru okruglog cijevi će biti minimalna.
• Na temelju ove iste značajke, okrugla cijev ima najveću čvrstoću rastezljivosti.. Tlak nije uzalud mjeren u kilogramima po kvadratnom centimetru: što je veće površine zidova cijevi, to je veća sila koja se na njih primjenjuje pri fiksiranom pritisku unutar cjevovoda.

Međutim, u nekim je slučajevima potrebno izračunati unutarnji poprečni presjek propuštine. U slučaju kvadratne cijevi, jednak je kvadrantu razlike između vanjske dimenzije cijevi i njezine dvostruke debljine svojih zidova. Dakle, za proizvod veličine 100x100 mm sa zidovima debljine 4 mm, izračun će biti u obliku (100 - (4 x 2)) ^ 2 = 8464 mm2.

Obratite pažnju! Većina formula koristi površinu izraženu u četvornom metru. Pretvorbeni faktor od mm2 do m2 je 1: 1.000.000, tj. U gornjem slučaju dobivamo 0,008464 m2.

pravokutan

Izračunska shema je gotovo identična onoj koja je opisana za četvrtaste cjevovode. Jedina je razlika u tome što zidovi nisu isti; sukladno tome, razmnožavamo njihove dimenzije minus da, opet, dva puta debljina zidova.

Dakle, za pravokutnu cijev veličine 150x180 mm s debljinom stjenke od 6 mm, tražena vrijednost će biti (150 - (6 x 2)) x (180 - (6 x 2)) = 23184 mm2 ili 0,023184 m2.

volumen

Ovdje je sve jednostavno. Volumen cijevi bilo koje vrste jednak je proizvodu svoje duljine (oblikovanje) po sekcijskom području. U posljednjem primjeru, unutarnji volumen plinovoda od 25 metara bit će 0,023184 x 25 = 0,5796 m2.

Presjek i pritisak

Tamo je živio u veličanstvenom 18. stoljeću Švicarac Daniel Bernoulli. Živio je, živio i formulirao između vremena zakona, koji je kasnije označio početak moderne hidrodinamike i dobio je ime po njemu.

Ako prevodimo suhi jezik formula u ruski na koji smo navikli, onda se može formulirati na sljedeći način: brzina protoka je obrnuto proporcionalna statičkom pritisku tekućine ili plina u njemu.

Na praktičnoj strani, to znači da pri prijelazima promjera cjevovoda protok se ponaša suprotno zdravom razumu: povećanje poprečnog presjeka uzrokuje povećanje tlaka, a smanjenje i pridruženi ubrzanje kretanja tekućine ili plina povećavaju.

Danas, ovaj efekt je široko korišten u mehanizmima raznih namjena.

Dajte nam nekoliko najočitijih primjera s kojima smo se susreli.

• Glavni element grijaće jedinice kod kuće je dizalo. To je mlaznica u kojoj se mlaz vode s većom temperaturom i tlakom iz cijevi za dovod ubrizgava u volumen pun hladne vode s niskim tlakom od povratka. Zbog pada statičkog tlaka u mlazu, dio vode iz povratne cijevi vuče kroz usis koji je napravljen za tu svrhu u ponovnu cirkulaciju. (Vidi također članak Kako savijati cijev profila: značajke.)

• Airbrush i airbrush koriste isti učinak: brz protok zraka uslijed vakuuma stvorenog u njoj izvlači bočicu iz spremnika, zgnječuje ga, pretvara ga u aerosol i nanosi ga na površinu koja se oslikava.

zaključak

Nadamo se da oni nisu umorili čitatelja s obiljem brojeva, formula i izračuna. Kao i uvijek, u ovom članku videozapisa možete pronaći dodatne materijale o temama koje smo proučavali. Sretno!