Термин «площадь поверхности трубы» из курса геометрии приобретает жизненное значение во время монтажа и строительства. Этикетка банки с краской содержит прямую или косвенную информацию о расходе материала на 1 квадратный метр поверхности.
Расчёт квадратуры поверхности пола, стен и дверей выполняют умножением длины объекта на ширину. Измерение габаритов помещения рулеткой даст мастеру полезную информацию для вычислений.
Но, кроме прямоугольных поверхностей, в доме подведены сети воды, тепла и газа. Определить финансирование мероприятия под названием «покраска труб» поможет расчет площади поверхности.
Где применяют объёмные металлические элементы
В России выпускают трубы шести классов:
Класс изделия | Область применения |
1 | Транспортировка воды и газа под низким давлением. Изготовление вспомогательных конструкций в строительстве. |
2 | Транспортировка воды и газа под высоким и низким давлением |
3 | Обвязка агрегатов с режимом работы при высокой температуре и под давлением |
4 | Комплектация бурильных установок на нефтяном месторождении |
5 | Несущие элементы конструкции автомобилей, вагонов, кранов |
6 | Заготовки деталей машиностроительной отрасли: ресиверов, подшипников, цилиндров инжекторов. |
Налажено производство изделий из металла и пластмассы, железобетона и поливинилхлорида. При разнообразии материалов 90 процентов инженерных конструкций для пропуска воды, тепла и газа в России изготавливают из стали. Металл требует защиты от коррозии. Для расчета количества защитного покрытия ведут расчет площади поверхности трубы.
Применение формулы расчета
Сведения о квадратуре наружной поверхности круглой фигуры необходимы проектировщикам, сметчикам, монтажникам и мастерам профилактики и ремонта оборудования, например, при решении задач:
1. Объём тепловой энергии конструкции «тёплый пол» или радиаторов отопления.
2. Потери тела при транспортировке от точки поставки до границы балансовой принадлежности сетей.
3. Сумма затрат на защиту металла от коррозии. Магистральные элементы покрывают краской и битумным лаком. Точный расчет площади пресечет нецелевое использование краски.
4. Количество и стоимость изолирующего материала. Например, расстояние от коллектора ТЭЦ до жилого поселка составляет 2 километра. Протяженность жилого массива - три километра. Итого 5 километров магистральных сетей потребуют изоляционного материала. Площадь требуется рассчитать без напрасной траты финансов на закупку минеральной ваты, стеклоткани и алюминиевой фольги.
Изнутри трубу не красят и не изолируют. Но для расчета скорости движения воды знать внутреннюю площадь нужно. В магистральных водопроводах диаметром 1,4 м трением воды о внутренние стенки можно пренебречь. Но на конструкциях диаметром 20-30 см через 10 лет эксплуатации фиксируются отложения солей. Коррозия ухудшает состояние внутренних стенок, скорость движения потока воды снижается.
Цилиндрические конструкции
Привычный вид путепровода – цилиндр с одинаковым диаметром в начале и в окончании. Расчет площади поверхности трубы для окраски и теплоизоляции проведём, мысленно распилив конструкцию вдоль, получим прямоугольник с параметрами:
Т – длина фигуры, равная протяженности изделия.
Ш – ширина фигуры, равная длине окружности конструктива.
Протяженность измеряется, диаметр Д промаркирован у торца трубы несмываемой краской или клеймлением.
Длина окружности цилиндра вычисляется умножением диаметра Д на константу «Пи». Число «Пи» примем с точностью до пятого знака после запятой 3,14159. Найдём площадь П цилиндрической трубы.
П = Ш * Т
П = 3,14159 * Д * Т
Для магистрали длиной 5 километров и диаметром 1,0 м понадобится покрасить площадь
3,14159 * 1,0 * 5000 = 15708 кв.м.
Заинтересованный читатель может создать электронную табличку в программе EXCEL для расчета площади поверхности окраски труб, чтобы не доставать постоянно калькулятор.
Деталь в виде усеченного конуса
Трубы используются не только круглого сечения, но и прямоугольные, и овальные в сечении. Размеры одного торца могут отличаться от параметров второго торца, например, в трубе в виде усеченного конуса. Примером усеченного конуса представляется обычное ведро. Диаметр дна у ведра меньше диаметра верха.
Наука геометрия и здесь придёт на помощь. Стандартная формула площади поверхности трубы в виде усеченного конуса выглядит так:
П = 3,14159 * (Р + р) * Т, где
П – искомая площадь поверхности;
Р – радиус большего диаметра;
р – радиус меньшего диаметра;
Т – протяженность изделия.
Радиус – это половина диаметра. Помним, что на торцах расположена маркировка.
Пусть трубопровод изготовлен по индивидуальному заказу с параметрами Р=1,0 м и р= 0,8 м. Протяженность примем 1 километр. Тогда площадь наружной поверхности трубы равна:
Пн = 3,1415 * (1,0 + 0,8) * 1000 = 2827 кв.м.
Внутренняя поверхность детали
Внутренний диаметр промаркирован в торцевой части. При отсутствии заводской метки диаметр внутри трубы «В» вычисляется по формуле:
В = Д – 2*С, где С – толщина стенок.
Далее расчет площади внутренней поверхности трубы проводят по уже известной формуле, только вместо параметра Д используют параметр «В».
Пв = 3,1415 * В * Т.
Вернёмся к рассмотренному примеру с цилиндром. К известным параметрам добавим толщину стенок С=0,1м. Тогда площадь поверхности внутреннего конуса равна
Пв = 3,14159 * (1,0 – 0,1*2) * 5000 = 12566 кв.м.
Сохранение тепла
Утепление отопительных труб уменьшает потери тепла не только в центральной магистрали, но и в объёмном помещении, где трасса между отопительным котлом и жилыми комнатами проходит по холодным вспомогательным помещениям.
Отличие утеплителей по теплопроводности и способу установки требует выбора с учетом места монтажа и свойств материала. Производители предлагают несколько видов утепляющего элемента:
- стекловата в отрезных рулонах; после оборачивания вокруг трубы затягивается проволокой и укрывается сверху алюминиевой фольгой или рубероидом;
- базальтовая вата в пластинах; технология монтажа как у стекловаты;
- гибкая труба из вспененного фольгированного полиэтилена с разрезом вдоль изделия для монтажа; используют для внутренних инженерных сетей;
- жидкая теплоизоляция применяется на уже проложенных трубопроводах, когда нет пространства для манёвра с другими материалами.
- пенопласт в виде двух разъёмных половинок трубы; при монтаже половинки скорлупы надеваются на трубу, совмещаются и закрепляются строительным скотчем; утеплитель из пенопласта используют многократно.
Квадратура покрывного материала зависит от толщины утеплителя. Формула площади поверхности теплоизоляции в рассматриваемом случае выглядит таким образом:
П = 3,14159 * Д * Т * К, где
Д – наружный диаметр трубы;
Т – длина трубы;
К – переменный поправочный коэффициент на толщину утеплителя.
Для расчета площади утеплителя разработаны строительные калькуляторы.
Краска для трубы
Объём краски Ок на изоляцию металлического трубопровода считают по формуле
Ок = П * У, где
Ок – объём краски;
П – площадь поверхности трубы;
У – удельная норма расхода краски на 1 кв.м поверхности (берём с этикетки краски).
Расход краски выбирают для металлических поверхностей с учетом количества наносимых слоёв.
Сформировано мнение, что знания – это то, что осталось в голове после того, как забыто выученное. Приятно вспомнить и применить знания, полученные в школе. Автор надеется, что читателям статья принесёт пользу и улучшит настроение.
