Beregning af rørets volumen: beregningsprincipper og regler for udførelse af beregninger i liter og kubikmeter

Når man finder den nødvendige mængde væske i et varmesystem, skal man ofte løse en særskilt opgave – at beregne rørvolumen med givne parametre. Beregningsformlen i sig selv er enkel. Men i praksis skal den anvendes omhyggeligt for at opnå et præcist resultat.

Vi fortæller om, hvordan man beregner det indvendige volumen af et vigtigt kommunikationssystem. I den af os præsenterede artikel gennemgås detaljeret beregningsvarianter for rørledning og varmeapparater. Med vores råd vil du hurtigt løse opgaven.

Geometriske parametre for rør

For at bestemme rørvolumen er det nødvendigt og tilstrækkeligt at kende kun to parametre: længde og indvendig (faktisk) diameter. Det er vigtigt ikke at forveksle den sidste parameter med ydre størrelse, som angives for korrekt valg af fittings og forbindelseselementer.

Hvis vægtykkelsen er ukendt, kan man i stedet for den beregnede indvendige diameter bruge DN (indvendig gennemgangsdiameter). De er omtrent lige store, og DN-værdien er normalt angivet på mærkningen, som placeres på ydersiden af produktet.

Standardnomenklatur for polypropylenrør indeholder ydre diameter og vægtykkelse i millimeter. Ud fra disse to parametre kan man beregne den indvendige diameter.

Før du forsøger at beregne volumen af et rør, skal du undgå en almindelig fejl og bringe alle parametre til en fælles måleenhed. Sagen er, at længden normalt udtrykkes i meter, og diameteren i millimeter. Forholdet mellem disse to enheder er: 1 m = 1000 mm.

Faktisk kan man også omregne parametrene til mellemværdier – centimeter eller decimeter. Det er nogle gange endda praktisk, da antallet af decimaler eller nuller i så fald ikke bliver for stort.

Sammenhæng mellem volumenmåleenheder. Ved omregning fra en størrelse til en anden må man undgå fejl i antallet af nuller eller omvendt decimaler.

For rør, der ikke er fremstillet i Rusland (og ikke til Rusland), kan diameteren være angivet i tommer. I så fald skal der foretages en omregning, da 1″ = 25.4 mm.

Formel for et enkelt rør

Geometrisk set er et rør en ret cirkulær cylinder.

Volumenet af et sådant objekt er lig med tværsnitsarealet ganget med længden:

V = l * S

Heri:

• V – volumen (m³);
• l – længde (m);
• S – tværsnitsareal (m²);

Tværsnitsarealet af et rør med form som en cirkel med kendt diameter beregnes efter formlen:

S = π * d² / 4

Her:

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

Den endelige formel for volumenet af et rør med kendt indre diameter og længde ser således ud:

V = π * l * d² / 4

Hvis måleenheden for rørets længde og diameter er en anden (dm, cm eller mm), vil volumenet blive udtrykt i dm³, cm³ eller mm³ hhv.

Jeg vil også gerne vise dig en simpel metode til at måle rørets ydre diameter (D) uden skydelære. D = L / π, hvor L er omkredsen:

For korrekt beregning af rørvolumen skal du indsætte to parametre i den simple formel: længde og indre diameter. Jo mere præcist de måles eller beregnes, desto mere præcist bliver resultatet.

Ved beregning af rørets indre volumen kræves simple geometriske formler, som man bruger i skolen i fysik, algebra, kemi, geometri og andre fag.

Praktiske eksempler på beregninger

Konkrete eksempler vil være til stor hjælp for at forstå beregningsprincipperne og rækkefølgen af handlinger ved udførelse af beregninger, og det er værd at sætte sig ind i dem for interesserede besøgende.

Opgave #1 – beregning af volumen af nødvendig varmebærer

For et landsted til midlertidig beboelse skal man beregne volumen af den indkøbte propylenglykol – varmebærer, der ikke fryser ved temperaturer ned til -30°C. Varmesystemet består af en ovn med en kappe på 60 liter, fire aluminiumsradiatorer med 8 sektioner hver og 90 meter rør PN25 (20 x 3,4).

Rør af standard PN25 20 x 3,4 anvendes oftest til et lille varmekreds med serieforbindelse af radiatorer. Dens indre diameter er 13,2 mm.

Væskens volumen i røret skal beregnes i liter. Til dette skal måleenheden være decimeter. Omregningsformlerne fra standard længdeenheder er: 1 m = 10 dm og 1 mm = 0,01 dm.

Kedlens kappe volumen er kendt. V₁ = 60 l.

I databladet for aluminiumsradiatoren Elegance EL 500 står der, at volumen af en sektion er 0,36 l. Derfor V₂ = 4 * 8 * 0,36 = 11,5 l.

Vi beregner rørenes samlede volumen. Deres indre diameter d = 20 – 2 * 3,4 = 13,2 mm = 0,132 dm. Længden l = 90 m = 900 dm. Derfor:

V₃ = π * l * d² / 4 = 3,1415926 * 900 * 0,132 * 0,132 / 4 = 12,3 dm³ = 12,3 l.

Således kan man nu finde det samlede volumen:

V = V₁ + V₂ + V₃ = 60 + 11,5 + 12,3 = 83,8 l.

Procentforholdet af væskemængden i rørene i forhold til hele systemet er kun 15%. Men hvis kommunikationens længde er stor, eller man bruger systemet “vandbårent gulvvarme”, så øges rørenes bidrag til det samlede volumen betydeligt.

På industri- og landbrugsanlæg installeres ofte hjemmelavede varme radiatorer, der er konstrueret som registre. Ved at kende rørenes dimensioner kan man beregne deres volumen.

Opgave #2 – beregning af volumen af en hjemmelavet radiator

Lad os se, hvordan man beregner en klassisk hjemmelavet varme radiator med fire vandrette rør på 2 m. Først skal man finde tværsnitsarealet. Uddiameteren kan måles fra produktets ende.

Antag den er 114 mm. Ved hjælp af tabellen over standardparametre for stålrør finder vi vægtykkelsen, der er typisk for denne størrelse – 4,5 mm.

Beregn indre diameter:

d = 114 – 2 * 4,5 = 105 mm.

Bestem tværsnitsarealet:

S = π * d² / 4 = 8659 mm².

Den samlede længde af alle fragmenter er 8 m (8000 mm). Find volumen:

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

Volumenet af de lodrette forbindelsesrør kan beregnes på samme måde. Men denne størrelse kan ignoreres, da den vil udgøre mindre end 0,1% af varmradiatorens samlede volumen.

Den opnåede værdi er ikke informativ, så vi konverterer den til liter. Da 1 dm = 100 mm, er 1 dm³ = 100 * 100 * 100 = 1000000 = 10⁶ mm³.

Derfor V = 69272000 / 10⁶ = 69,3 dm³ = 69,3 l.

Store batterier eller varmesystemer (som installeres fx på gårde) kræver betydelige mængder varmemedium.

Derfor, da man skal beregne rørenes volumen i m³, skal alle dimensioner straks omregnes til meter, før de indsættes i formlen.

Opgave #3 – beregning af nødvendig længde af PP-rør

Man kan få værdien af fragmentets længde ved hjælp af en almindelig lineal eller målebånd. Ubetydelige bøjninger og nedhængninger af polymerrør kan ignoreres, da de ikke vil føre til en alvorlig endelig fejl.

Ved en sådan krumning af polymerrør vil deres længde være betydeligt større (10-15 %) end længden af det stræk, de er lagt over.

For at sikre nøjagtighed er det langt vigtigere at bestemme starten og slutningen af fragmentet korrekt:

• Ved tilslutning af røret til stigrøret skal længden måles fra begyndelsen af den vandrette sektion. Man bør ikke medtage den tilstødende del af stigrøret, da det vil føre til dobbeltoptælling af samme volumen.
• Ved indgangen til radiatoren skal længden måles frem til dens rør, idet hanerne medtages. De indgår ikke i bestemmelsen af radiatorens volumen i henhold til dens datablad.
• Ved indgangen til kedlen skal målingen foretages fra kappen under hensyntagen til længden af de udgående rør.

Bøjninger kan måles forenklet – man betragter dem som om de forløber i ret vinkel. Denne metode er tilladelig, da deres samlede bidrag til rørlængden er ubetydelig.

Ved tilstedeværelse af et layoutdiagram for gulvvarmen kan længden af rørene med varmebæreren beregnes ud fra planen med påført skalagitter.

Gulvvarmens volumen beregnes ud fra antallet af meter installerede rør.

Hvis oplysninger om længde eller diagram ikke foreligger, men afstanden mellem rørene er kendt, kan beregningen udføres med følgende omtrentlige formel (uanset lægningsmetode):

l = (n – k) * (m – k)/k

Her:

• n – længden af gulvvarmeområdet;
• m – bredden af gulvvarmeområdet;
• k – afstanden mellem rørene;
• l – den samlede længde af rørene.

På trods af rørenes lille tværsnit, som anvendes til vandbårent gulvvarme, fører deres samlede længde til et betydeligt volumen af den indeholdte varmebærer.

Til et system svarende til det ovenfor viste (længde – 160 m, yderdiameter – 20 mm) vil der således være behov for 26 liter væske.

Opnåelse af resultat ved eksperimentel metode

I praksis opstår der problematiske situationer, hvor det hydrauliske system har en kompleks opbygning, eller nogle af dets dele er lagt skjult. I så fald bliver det umuligt at bestemme delenes geometri og beregne det samlede volumen. Den eneste udvej er da at udføre et eksperiment.

Brug af manifold og lægning af rør under afretningslag er en avanceret metode til skjult tilførsel af varmt vand til radiatorer. En præcis beregning af ledningslængden er umulig uden en plan.

Al væske skal tømmes, og der skal tages en målebeholder (f.eks. en spand), hvorefter systemet fyldes til det nødvendige niveau. Påfyldning sker via det højeste punkt: en åben ekspansionsbeholder eller den øverste drænventil. Alle andre ventiler skal være åbne for at forhindre luftlommer.

Hvis vandcirkulationen i kredsen foretages af en pumpe, skal den have en time eller to til at arbejde uden opvarmning af varmebæreren. Dette hjælper med at fjerne resterende luftlommer. Derefter skal du fylde væske i kredsen igen.

Denne metode kan også bruges til individuelle dele af varmekredsen, for eksempel gulvvarme. For at gøre dette skal du afbryde den fra systemet og 'skylle' den på samme måde.

Konklusioner

Selvom nettet tilbyder os et stort udvalg af softwareprodukter til beregning af varmebærervolumen, findes der GOST-tabeller til bestemmelse af rørets indre volumen, og du skal kende principperne for 'manuelle' beregninger.

De er nødvendige for dem, der selv står for opbygning og reparation af kommunikation, og for dem, der bruger tjenester fra design- og byggeorganisationer. Nyttige oplysninger hjælper med at bestemme materialeforbruget før installation af systemet, beregne budgettet præcist og få en idé om fremtidige driftsomkostninger.

Vil du fortælle om, hvordan du beregnede varmebærervolumen til et autonomt varmesystem i et sommerhus eller et landsted? Har du oplysninger, der kan være nyttige for besøgende på siden? Skriv endelig kommentarer, offentliggør billeder relateret til artiklens emne, og stil spørgsmål i blokken nedenfor.