Berekening van het volume van een buis: principes van berekeningen en regels voor het uitvoeren van berekeningen in liters en kubieke meters

Bij het bepalen van de benodigde hoeveelheid vloeistof in een verwarmingssysteem is het vaak nodig om een apart probleem op te lossen: het berekenen van het volume van een buis met gegeven parameters. De berekeningsformule zelf is eenvoudig. In de praktijk moet u deze echter voorzichtig toepassen om een nauwkeurig resultaat te krijgen.

Wij vertellen u hoe u het interne volume van een belangrijk communicatiesysteem kunt berekenen. In het door ons gepresenteerde artikel worden de berekeningsopties voor leidingen en verwarmingsapparaten in detail besproken. Met onze tips lost u het probleem snel op.

Geometrische parameters van buizen

Om het volume van een buis te bepalen, hoeft u slechts twee parameters te kennen: de lengte en de interne (werkelijke) diameter. Het is belangrijk de laatste parameter niet te verwarren met de externe maat, die wordt vermeld voor de juiste selectie van fittingen en verbindingselementen.

Als de waarde van de wanddikte onbekend is, kunt u in plaats van de berekende binnendiameter de DN (nominale diameter) gebruiken. Deze zijn ongeveer gelijk en de DN-waarde staat meestal aangegeven op de markering die aan de buitenzijde van het product is aangebracht.

De standaard nomenclatuur van polypropyleen buizen bevat de buitendiameter en de wanddikte in millimeters. Met deze twee parameters kunt u de binnendiameter berekenen.

Voordat u probeert het volume van een buis te berekenen, moet u een veelgemaakte fout voorkomen en alle parameters naar één meetsysteem omzetten. De lengte wordt namelijk meestal uitgedrukt in meters en de diameter in millimeters. De verhouding van deze twee eenheden is: 1 m = 1000 mm.

In feite kunt u de parameters ook omzetten naar tussenliggende waarden – centimeters of decimeters. Soms is dat zelfs handig, aangezien het aantal decimalen of nullen in dat geval niet erg groot zal zijn.

Verband tussen volume-eenheden. Bij het omrekenen van de ene eenheid naar de andere moet u een fout in het aantal nullen of decimalen voorkomen.

Voor buizen die niet in Rusland zijn geproduceerd (en niet voor Rusland bestemd zijn) kan de diameter in inches worden uitgedrukt. In dat geval moet u een omrekening uitvoeren, rekening houdend met het feit dat 1″ = 25,4 mm.

Formule voor een afzonderlijke buis

Vanuit geometrisch oogpunt is een buis een rechte cirkelcilinder.

Het volume van een dergelijk object is gelijk aan het oppervlak van de doorsnede vermenigvuldigd met de lengte:

V = l * S

Hierin:

• V – volume (m³);
• l – lengte (m);
• S – oppervlakte van de doorsnede (m²).

Het oppervlak van de doorsnede van een buis in de vorm van een cirkel met een bekende diameter wordt berekend met de formule:

S = π * d² / 4

Hier:

• π = 3,1415926;
• d – diameter van de cirkel (m).

De uiteindelijke formule voor het volume van een buis met bekende binnendiameter en lengte is als volgt:

V = π * l * d² / 4

Als de meeteenheid van lengte en diameter van de buis een andere grootheid is (dm, cm of mm), dan wordt het volume uitgedrukt in dm³, cm³ of mm³ respectievelijk.

Ook wil ik u een eenvoudige manier tonen om de buitendiameter (D) van een buis te meten zonder schuifmaat. D = L / π, waarbij L de omtrek is:

Voor een correcte berekening van het volume van buizen moet u twee parameters in de eenvoudige formule invullen: de lengte en de binnendiameter. Hoe nauwkeurig deze worden gemeten of berekend, des te nauwkeuriger het verkregen resultaat zal zijn.

Voor het berekenen van het inwendige volume van een buis zijn eenvoudige geometrische formules nodig, die op school worden gebruikt bij natuurkunde, algebra, scheikunde, meetkunde en andere vakken.

Toepassingsvoorbeelden van berekeningen

Concrete voorbeelden, die geïnteresseerde bezoekers moeten bekijken, zullen aanzienlijke hulp bieden bij het analyseren van de rekenprincipes en de volgorde van handelingen bij het uitvoeren van berekeningen.

Probleem #1 – berekening van het volume van de benodigde koelvloeistof

Voor een vakantiehuis voor tijdelijk verblijf moet het volume worden berekend van de aan te schaffen propyleenglycol – een warmtedrager die niet bevriest bij temperaturen tot -30°C. Het verwarmingssysteem bestaat uit een kachel met een mantel van 60 liter, vier aluminium radiatoren met elk 8 secties en 90 meter buis PN25 (20 x 3.4).

Buizen van standaard PN25 20 x 3.4 worden het meest gebruikt voor het organiseren van een kleine verwarmingsketen met serieschakeling van radiatoren. De binnendiameter is 13,2 mm.

Het vloeistofvolume in de buis moet in liters worden berekend. Hiervoor moet u de decimeter als meeteenheid nemen. De omrekenformules van standaard lengte-eenheden zijn: 1 m = 10 dm en 1 mm = 0,01 dm.

Het volume van de ketelmantel is bekend. V₁ = 60 l.

In het gegevensblad van de aluminium radiator Elegance EL 500 staat dat het volume van één sectie 0,36 l is. Dan V₂ = 4 * 8 * 0,36 = 11,5 l.

Laten we het totale volume van de buizen berekenen. Hun binnendiameter d = 20 – 2 * 3,4 = 13,2 mm = 0,132 dm. Lengte l = 90 m = 900 dm. Derhalve:

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

Zo kan men nu het totale volume vinden:

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

Het procentuele aandeel van de vloeistof in de buizen ten opzichte van het gehele systeem bedraagt slechts 15%. Maar als de lengte van de leidingen groot is of als men een “vloerverwarming” gebruikt, dan neemt de bijdrage van de buizen aan het totale volume aanzienlijk toe.

In industriële en agrarische objecten worden vaak zelfgemaakte verwarmingsradiatoren geïnstalleerd, die zijn ingericht als registers. Door de afmetingen van de buizen te weten, kan men het volume ervan berekenen.

Probleem #2 – berekening van het volume van een zelfgemaakte radiator

Men zal uitleggen hoe u een klassieke zelfgemaakte verwarmingsradiator van vier horizontale buizen met een lengte van 2 m berekent. Eerst moet men de dwarsdoorsnede vinden. De buitendiameter kan aan het uiteinde van het product worden gemeten.

Stel dat deze 114 mm is. Met behulp van een tabel met standaardparameters van stalen buizen vindt men de wanddikte die kenmerkend is voor deze maat – 4,5 mm.

Men berekent de binnendiameter:

d = 114 – 2 * 4,5 = 105 mm.

Men bepaalt de dwarsdoorsnede:

S = π * d² / 4 = 8659 mm².

De totale lengte van alle fragmenten is 8 m (8000 mm). Men vindt het volume:

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

Het volume van de verticale verbindingsbuizen kan op vergelijkbare wijze worden berekend. Maar deze grootheid kan worden verwaarloosd, aangezien deze minder dan 0,1% van het totale volume van de verwarmingsradiator zal bedragen.

De verkregen waarde is niet informatief, daarom zet men deze om in liters. Aangezien 1 dm = 100 mm, is 1 dm³ = 100 * 100 * 100 = 1000000 = 10⁶ mm³.

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

Grote radiatoren of verwarmingssystemen (die bijvoorbeeld op boerderijen worden geïnstalleerd) vereisen aanzienlijke volumes warmtedrager.

Daarom, omdat men het volume van de buizen in m³ moet berekenen, moeten alle afmetingen vóór het invoegen in de formule onmiddellijk in meters worden omgezet.

Probleem #3 – berekening van de benodigde lengte van PP-buizen

De lengte van een fragment kan worden verkregen met behulp van een gewone liniaal of meetlint. Kleine bochten en doorbuigingen van polymeerbuizen kunnen worden verwaarloosd, omdat ze niet tot een ernstige uiteindelijke fout zullen leiden.

Bij dergelijke kromming van polymeerbuizen zal hun lengte aanzienlijk groter zijn (met 10-15%) dan de lengte van het traject waarover ze zijn gelegd.

Voor het waarborgen van de nauwkeurigheid is het veel belangrijker om het begin en einde van het fragment correct te bepalen:

• Bij het aansluiten van de buis op de stijgleiding moet de lengte worden gemeten vanaf het begin van het horizontale fragment. Het is niet nodig om het aangrenzende deel van de stijgleiding mee te nemen, omdat dit leidt tot dubbeltelling van dezelfde hoeveelheid.
• Bij de ingang van de radiator moet de lengte worden gemeten tot aan de buizen, inclusief de kranen. Deze worden niet meegenomen bij het bepalen van het volume van de radiator volgens zijn specificaties.
• Bij de ingang van de ketel moet worden gemeten vanaf de mantel, rekening houdend met de lengte van de uitgaande buizen.

Afgeronde bochten kunnen vereenvoudigd worden gemeten – ga ervan uit dat ze haaks lopen. Deze methode is aanvaardbaar omdat hun totale bijdrage aan de buislengte gering is.

Als er een schema van de vloerverwarming aanwezig is, kan de lengte van de leidingen met warmtedrager worden berekend aan de hand van de plattegrond met een daarop aangebracht schaalraster.

Het volume van de vloerverwarming wordt berekend op basis van de lengte van de geïnstalleerde leidingen.

Als er geen gegevens over de lengte of een schema zijn, maar de afstand tussen de buizen is bekend, dan kan de berekening worden uitgevoerd met de volgende benaderende formule (ongeacht de aanlegmethode):

l = (n – k) * (m – k)/k

Hier:

• n – lengte van het vloerverwarmingsgedeelte;
• m – breedte van het vloerverwarmingsgedeelte;
• k – afstand tussen de buizen;
• l – totale lengte van de buizen.

Ondanks de kleine doorsnede van de buizen die worden gebruikt voor watergedragen vloerverwarming, leidt hun totale lengte tot een aanzienlijk volume aan warmtedrager.

Zo zal voor een systeem vergelijkbaar met dat in de bovenstaande afbeelding (lengte – 160 m, buitendiameter – 20 mm) 26 liter vloeistof nodig zijn.

Het verkrijgen van het resultaat met de experimentele methode

In de praktijk doen zich problematische situaties voor wanneer een hydraulisch systeem een complexe structuur heeft of sommige delen ervan verborgen zijn aangelegd. In dat geval wordt het onmogelijk om de geometrie van de onderdelen te bepalen en het totale volume te berekenen. Dan is de enige uitweg het uitvoeren van een experiment.

Het gebruik van een verdeler en het leggen van buizen onder de dekvloer is een geavanceerde methode voor het verborgen aanvoeren van warm water naar verwarmingsradiatoren. Het is onmogelijk om de lengte van de leidingen exact te berekenen zonder een plattegrond.

Het is noodzakelijk om alle vloeistof af te tappen, een maatbak (bijvoorbeeld een emmer) te nemen en het systeem tot het gewenste niveau te vullen. Het vullen gebeurt via het hoogste punt: open expansievat of bovenste aftapkraan. Alle andere kleppen moeten daarbij open staan om luchtbellen te voorkomen.

Als de watercirculatie in het circuit door een pomp wordt verzorgd, moet deze een uur of twee werken zonder verwarming van het medium. Dit helpt restluchtbellen te verdrijven. Daarna moet er opnieuw vloeistof aan het circuit worden toegevoegd.

Deze methode kan ook worden gebruikt voor afzonderlijke delen van het verwarmingscircuit, bijvoorbeeld vloerverwarming. Hiervoor moet het worden losgekoppeld van het systeem en op dezelfde manier “doorgespoeld”.

Conclusies

Ondanks dat er online een enorme keuze aan softwareproducten wordt aangeboden voor het berekenen van het volume van het verwarmingsmedium, zijn er GOST-tabellen voor het bepalen van het interne volume van buizen, en is het nodig om de principes van 'handmatige' berekeningen te kennen.

Ze zijn nodig voor degenen die zelf communicatie aanleggen en repareren, en voor degenen die gebruikmaken van de diensten van ontwerp- en bouworganisaties. Nuttige informatie helpt bij het bepalen van het materiaalverbruik voordat het systeem wordt geïnstalleerd, het nauwkeurig opstellen van een begroting en het krijgen van een idee van de toekomstige operationele kosten.

Wilt u vertellen hoe u het volume van het verwarmingsmedium voor een autonoom verwarmingssysteem in een datsja of landhuis heeft berekend? Beschikt u over informatie die nuttig kan zijn voor bezoekers van de site? Schrijf dan alstublieft reacties, publiceer foto's over het onderwerp van het artikel, stel vragen in het onderstaande blok.