Расчет жидкости в трубе: Расчет объема воды в трубе по формуле + готовая таблица

Калькулятор расчета объема резервуара и перевод литров в кубы в ООО ЗРК

Перевод литров в кубы

Выберете среду:
ВодаБензинМолокоДиз. топливоМаслоНефтьСпирт

Введите объем в литрах:

Единица измерения объема – это кубический метр. Данный факт относится к числу общепринятых аксиом. Сторона этого куба равна одному метру. Этот показатель принято использовать, если необходимо определить объем бака, резервуара, либо цистерны. Определенные трудности вызывает расчет в связи с тем, что жидкости принято мерить в литрах. Пытаясь рассчитать величину актуального для хранения и сохранения жидкой субстанции резервуара либо цистерны, нужно учесть еще и вес вещества. Он не соответствует количеству литров.

Расчет объема резервуара

Выберите форму:
ПрямоугольнаяЦилиндрическая

Длина в метрах:

Ширина в метрах:

Высота в метрах:

Всем, кто прилежно изучал школьный курс физики, известно, что минимальной площадью поверхности при максимальном объеме обладает сосуд в форме шара. Но шарообразные емкости сложны в изготовлении и непрактичны, поэтому производители изготавливают емкости в форме цилиндра или куба (прямоугольника).

ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ЕМКОСТИ

Могут располагаться горизонтально или вертикально. Объем рассчитывается по формуле V=πr2h. То есть умножаем число π (3,14159) на радиус в квадрате и на высоту h цилиндра.

Пример: есть вертикальный цилиндрический резервуар диаметром 3 метра и высотой 5 метров. Рассчитываем объем: Радиус – 1,5 метра, в квадрате будет 2,25. Умножаем: 3,14159 ×2.25 ×5 (высота) = 35,34 м3. Итого, рабочий объем нашего резервуара будет равен 35 кубическим метрам, или 35 000 литрам (в 1 кубе – 1000 литров).

На практике конкретные размеры резервуара рассчитываются с учетом его функциональности. Например, горизонтальный резервуар диаметром 1 метр и длиной 10 метров будет просто неудобен в использовании. Его объем составит 7,8 куба. Если нам нужен резервуар такого объема, уместнее увеличить его диаметр и уменьшить длину – например, сделать диаметр 2 метра при длине 3 метра. Получим те же 7,8 куба при гораздо более функциональных размерах.

ПРЯМОУГОЛЬНЫЕ ЕМКОСТИ

Здесь все еще проще. Чтобы узнать полный объем, достаточно длину емкости умножить на ее ширину и высоту. Например, кубический резервуар со стороной 1 метр будет вмещать 1 куб жидкости. Емкость размером 3000 мм × 2000 мм × 2500 мм будет иметь объем 15 кубометров.

Почему большинство резервуаров имеют не квадратную или прямоугольную, а цилиндрическую форму? Потому что конструктивно такие емкости являются более прочными. Чтобы сварить куб, нужны 6 листов стали и 12 сварных швов. Цилиндрическая емкость имеет всего 3 поверхности: два круглых дна и цилиндрический корпус.

Корпус может быть сварен из одного листа металла, свернутого в цилиндр, для этого нужен всего 1 сварной шов. Плюс еще два круговых шва, чтобы приварить днища. Итого, в идеальном варианте всего 3 сварных шва – вместо 12 у куба.

Зачем тогда делают прямоугольные емкости? У них есть свои сферы использования. Например, их применяют в качестве пожарных емкостей – они обладают отличной эргономикой и хорошо вписываются в помещения, занимая минимум места.

В нашей компании вы можете заказать резервуар практически любого типа, формы и назначения. Мы предлагаем как типовые варианты, так и изготавливаем продукцию на заказ. Зная основные принципы расчета размеров и объема резервуаров, вы можете оценить, какой вариант для вас окажется наиболее подходящим.

Выбрать подходящую ёмкомсть в каталоге, производство металлических ёмкостей для разных задач.

Объем трубы

Содержание

• Как можно посчитать объем воды внутри трубы
• Простейшие способы расчета объема заполнения трубы
  • Измерения внутреннего объема трубопровода
  • Расчет для частичного заполнения трубы
• Заключение

Геометрия трубопроводов и емкостей цилиндрической формы зачастую ставит в тупик даже самых опытных строителей при попытке «на глаз» посчитать, сколько воды или любой другой жидкости находится внутри. Кроме того, расчет объема трубы нередко приходится выполнять в связи с вопросами заполнения систем отопления, канализации и водопроводных труб, где остаточное количество жидкости влияет на работоспособность систем.

Как можно посчитать объем воды внутри трубы

Вычислить объем воды в трубе можно несколькими способами:

• Использовать онлайн калькулятор или простейшую программку, набранную в Exele;
• Рассчитать значение вручную, используя тригонометрическую формулу из курса школьных задачек;
• Применить табличный вариант значений из справочника машиностроителя.

Чем проще метод расчета, тем меньше шансов допустить ошибку, даже если абсолютно уверены в правильности используемой методики.

Важно! Если полистать учебник тригонометрии, можно убедиться, что задачу, как рассчитать объем трубы, решают школьники уже не один десяток лет. Поэтому не стоит пытаться найти свое оригинальное решение и изобретать велосипед заново, просто воспользуйтесь методикой упрощенного расчета, составленной умным человеком.

Главное, перед тем как посчитать объем трубы, проверьте методику расчета на практике простейшим способом. Например, можно использовать небольшую цилиндрическую емкость или бак. Хорошим помощником может стать мерный стакан или цилиндрическая градуированная колба. Сравните рассчитанный и реальный объёмы воды в емкости.

Простейшие способы расчета объема заполнения трубы

Прежде всего, стоит определиться с исходными данными или параметрами трубы. Если речь идет об обычной цилиндрической трубе, то полный объем можно рассчитать простым арифметическим действием — умножить площадь сечения на длину трубы, V=S*L.

На практике вариантов расчета объема трубы в литрах или кубах может быть два:

1. Полный внутренний объем трубопровода. Чаще всего такой случай возникает при проливке системы тепло или водоснабжения, когда необходимо рассчитать потребное количество реактива, исходя из объема воды, полностью заполняющего трубы;
2. Более сложный случай – частичное заполнение цилиндрического объема. Например, в случаях, когда имеется цилиндрическая цистерна или пластиковая емкость, установленная горизонтально, и вода заполняет лишь небольшую часть бака.

Измерения внутреннего объема трубопровода

Чтобы определить количество воды в трубе, измерим или возьмем из справочника внутренний диаметр трубопровода. Если искать справочные данные нет времени, можно измерить наружный диаметр и толщину стенки в миллиметрах. Далее вычитаем из наружного диаметра D удвоенную толщину стенки и получаем d— внутренний диаметр.

По формуле S=(3.14*d²)/4 рассчитываем площадь сечения внутреннего объема и умножаем на длину трубопровода V= S*L. Далее, чтобы получить объем в литрах, вычисленное значение необходимо разделить на 1000000.

Если расчет выполнялся для химической обработки или промывки трубопровода или теплообменника значительной длины, например, в несколько сот метров, то специалисты рекомендуют делать поправку на температуру. При высокой температуре металл расширяется, а значит, и увеличивается внутренний объем трубы.

Расчет для частичного заполнения трубы

Этот случай сложнее, и требует определенного понимания процесса. Первоначально необходимо определиться с тем, какой параметр реально можно измерить. Можно измерять высоту столба жидкости с помощью мерного шеста, или используя поплавковый уровнемер, определить расстояние от верхней стенки трубы до зеркала воды. Первый метод проще.

Чаще всего проблема нахождения объема воды, заполняющего емкость или трубу на относительно небольшом уровне, решается с помощью программного модуля. Его можно выбрать на сайте или сделать самому по приведенной ниже формуле и схеме.

Чтобы не возникало сомнений в правильности вычисления, один разочек посчитать объем можно вручную, для типового случая с мерным стаканом.

Если внимательно проанализировать приведенную методику, то можно увидеть, что в формуле используется тригонометрическая функция, но нет никаких других опорных данных, кроме высоты или уровня жидкости h и радиуса R. Чтобы не попасть впросак, следует понимать, что это радиус внутреннего пространства трубы. Поэтому величину R необходимо определить так: измерить по наружному диаметру, вычесть удвоенную толщину стенки и поделить на 2.

С помощью программки или сайта можно составить целую таблицу значений объема для различных уровней жидкости. Это будет полезным, если подобную задачу приходится решать довольно часто.

Для наиболее ленивых и смекалистых все подобные вычисления были неоднократно проделаны высококлассными инженерами и специалистами. Результаты расчетов сведены в таблицу и даже пересчитаны в относительные величины, чтобы сделать методику более универсальной.

Остается измерить высоту жидкости в трубе и подставить свое значение внутреннего диаметра.

Заключение

Разумеется, пользование тригонометрическими формулами или даже табличными методиками может показаться сложным. В этом случае придется слепо довериться сайту или онлайн-калькулятору. Подобные схемы упрощают жизнь, но за достоверность полученных результатов поручиться очень сложно.

• Смотровая яма своими руками

• Варианты и примеры перепланировки однокомнатной квартиры

• Перепланировка двухкомнатной хрущевки

• Проекты бани с террасой и домов

Калькулятор гидравлического радиуса

| Смоченный периметр

Создано Bogna Szyk

Отзыв от Dominik Czernia, PhD и Jack Bowater

Последнее обновление: 02 февраля 2023 г.

Содержание:

• Что такое гидравлический радиус?
• Как рассчитать смачиваемый периметр трубы?
• Уравнение гидравлического радиуса для прямоугольного, трапециевидного и треугольного канала
• Гидравлический радиус трубы

Если вы хотите найти гидравлический радиус при расчете расхода трубы, то этот калькулятор гидравлического радиуса вам в помощь. Всего мы собрали пять уравнений гидравлического радиуса для различных форм каналов: прямоугольника, трапеции, треугольника и трубы с разным уровнем заполнения — этот инструмент, конечно, не несбыточная мечта!

Приходите прямо сейчас и узнайте, в чем разница между диаметром увлажнителя и гидравлическим радиусом трубы или любой другой формы канала, если уж на то пошло! Не забудьте также проверить калькулятор расхода трубы, где мы определяем скорость потока и расход.

Что такое гидравлический радиус?

Гидравлический радиус, R , определяется как отношение площади поперечного сечения потока, A , к смоченной периметру канала, P :

R = A / P

Например, представьте, что у вас есть прямоугольный канал, как показано на рисунке. Площадь потока будет равна ширине канала, b , умноженной на глубину потока, y .

Смачиваемый периметр, с другой стороны, просто общая длина стенок каналов, контактирующих с жидкостью . В случае прямоугольного канала это сумма b + y + y .

У нас есть специальные инструменты для расчета обоих упомянутых измерений для различных фигур. Проверьте калькулятор площади и калькулятор периметра, чтобы увидеть, как они работают!

Как рассчитать смачиваемый периметр трубы?

Смачиваемый периметр трубы — это часть всего периметра трубы, которая находится в контакте с текущей жидкостью (например, водой). Это очень просто вычислить для полной трубы — она ​​равна общему периметру трубы:

P = 2πr

Если ваша труба заполнена только наполовину, смоченный периметр будет равен половине общего периметра: если труба не совсем полная или наполовину полная? В этом случае смоченный периметр равен длине дуги, соответствующей центральному углу θ, как показано на рисунке.

θ = 2 * arccos [(r - h) / r]

Уравнение гидравлического радиуса для прямоугольного, трапециевидного и треугольного канала

Этот калькулятор гидравлического радиуса можно использовать для каналов различной формы, включая прямоугольники, трапеции и треугольники. Проанализируем их более подробно, чтобы выяснить, какие уравнения гидравлического радиуса можно использовать в каждом конкретном случае.

1. Прямоугольный канал

В случае прямоугольного канала формулы очень просты. Гидравлический радиус просто равен площади прямоугольника, деленной на смоченный периметр, как объяснено в первом примере:

R = A / P = (b * y) / (b + y + y) = (b * y) / (b + 2y)

Вот и все — вы можете использовать эту формулу, чтобы найти гидравлический радиус прямоугольного открытого канала.

2. Трапециевидный канал

Формулы для гидравлического радиуса трапециевидного канала немного сложнее. Во-первых, давайте вспомним формулу площади трапеции:

A = y * (B + b) / 2

Мы можем упростить эту формулу, используя значение наклона, z , определяемый как выигрыш в ширине канала на каждую единицу его глубины (градиент непараллельных сторон трапазоида). Подобно правилу треугольника, увеличение ширины на одной стороне трапеции составляет zy , и, таким образом, B = b + 2zy . Тогда

A = by + y²z

Смоченный периметр равен b и длинам двух наклонных сторон канала. Используя теорему Пифагора, находим, что:

P = b + 2 * y * √(1 + z²)

Отсюда можно сделать вывод, что:

R = A / P = (by + y²z) / [b + 2 * y * √(1 + z²)]

Совет: Если у вас возникли проблемы с трапеций, то калькулятор трапеций может быть подходящим местом, чтобы начать изучать их больше.

3. Треугольный канал

Мы можем записать площадь треугольника двумя способами: один способ использует стороны треугольника, а другой использует наклон, z :

A = B * у/2 = у²з

Смоченный периметр треугольника аналогичен периметру трапеции, но на этот раз мы суммируем только наклонные стороны канала:

P = 2 * y * √(1 + z²)

Наконец, приходим к уравнению гидравлического радиуса треугольника:

R = A / P = y²z / [2 * y * √(1 + z²)] = yz / [2 * √(1 + z²)]

Гидравлический радиус трубы

Другие четыре опции в нашем калькуляторе гидравлического радиуса помогут вам проанализировать трубы. Поскольку формулы различаются, мы выявили два разных случая: труба полная и труба неполная.

1. Полная труба

Нет ничего проще, чем найти гидравлический радиус трубы, полностью заполненной жидкостью. Все, что вам нужно сделать, это использовать формулы для площади и периметра круга!

R = A / P = πr² / 2πr = r/2

Как видите, гидравлический радиус полной трубы равен половине ее радиуса .

2. Труба (неполная)

Проблема усложняется, когда труба заполнена лишь частично. Мы уже рассчитали этот смачиваемый периметр в смачиваемом периметре участка трубы:

P = r * θ , где центральный угол θ = 2 * arccos [(r - h) / r]

А как насчет площади? Вы можете использовать калькулятор площади сегмента или непосредственно формулу для площади сегмента круга:

A = r² * (θ - sin(θ)) / 2

Комбинируя два, мы находим уравнение гидравлического радиуса:

R = A / P = [r² * (θ - sin(θ)) / 2] / (r * θ)

Это настоящая формула! К счастью, вы можете использовать этот удобный гидравлический калькулятор радиуса вместо того, чтобы скрупулёзно выполнять все вычисления вручную 😉

Bogna Szyk

Радиус (r)

Смачиваемый периметр

Гидравлический радиус

Ознакомьтесь с 42 аналогичными калькуляторами гидромеханики Калькулятор

Создано Рахулом Дхари

Отзыв Стивена Вудинга

Последнее обновление: 28 марта 2023 г.

Содержание:

• Что такое дроссель и расход через него?
• Как рассчитать расход через отверстие?
• Пример: Использование калькулятора расхода через отверстие
• Часто задаваемые вопросы

Калькулятор расхода через отверстие оценивает расход жидкости, выпускаемой из резервуара через отверстие. Проще говоря, отверстие представляет собой отверстие или вырез , с помощью которого можно контролировать или ограничивать скорость потока.

Измеритель с диафрагмой измеряет и регулирует массовый расход через диафрагму для жидкостей в резервуаре и широко используется в приложениях, связанных с гидромеханикой, таких как гидравлическое оборудование, компрессоры, резервуары для воды, сточные воды, водосливы и водосбросы . Отверстия также используются для создания давления перепада потока.

Читайте дальше, чтобы понять, как этот калькулятор поможет вам определить массовый расход через отверстие. {2}м/с2), а HHH — средняя осевая линия (расстояние между уровнем воды и центром отверстия).

Коэффициент расхода, CdC_dCd​, является функцией различных параметров, таких как диаметр отверстия, ddd, а также ускорение свободного падения, гидравлическая глубина и кинематическая вязкость жидкости, ν\nuν . Математически это можно выразить как:

Cd∝d×gHνC_d \propto \frac{d\times\sqrt{gH}}{\nu}Cd​∝νd×gH

Как рассчитать расход через отверстие ставка?

Чтобы оценить скорость потока через отверстие, используйте приведенное выше уравнение для отверстия: 929,81 м/с2 для вашего удобства. Его можно изменить с помощью расширенного режима калькулятора.

Пример: с помощью калькулятора расхода диафрагмы

Определите расход через диафрагму диаметром 50 мм50 \text{ мм}50 мм и средней осевой линией 200 мм200 \text{ мм}200 мм. Примите коэффициент расхода CdC_dCd равным 0,80,80,8.

Для оценки скорости потока через отверстие:

1. Вставьте диаметр отверстия, d=50 ммd = 50 \text{ мм}d=50 мм.

2. Теперь калькулятор оценит площадь отверстия, AAA.

3. Введите коэффициент расхода, Cd=0,8C_d = 0,8Cd​=0,8.

4. Введите значение средней центральной линии, H=200 ммH = 200 \text{ мм}H=200 мм.

5. Ускорение свободного падения, ggg, равно 93/\текст{ы} \\
   \end{align}Q​=Cd​×A×2gH

   ​=0,8×0,0019635×2×9,81×0,2

   ​=0,0031 м3/с​

   Часто задаваемые вопросы

   Что такое отверстие?

   Сопло состоит из плоской пластины с вырезом, которая крепится внутри трубы или на выходе для создания перепада давления в потоке жидкости.

   Что такое расход через отверстие?

   Расход через отверстие определяется как объем потока жидкости через отверстие в единицу времени. Математически это можно записать, используя уравнение потока через отверстие:

   Q = C _d × A × √(2×g×H)

   Как рассчитать массовый расход через отверстие?

   Для расчета расхода жидкости, проходящей через отверстие:

   1. Умножьте гравитационную постоянную, g , на среднюю осевую линию, H .
   2. Умножить результат на 2.
   3. Найдите квадратный корень из этого произведения.
   4. Умножить на площадь отверстия, A , а коэффициент расхода C _d .

   Какие факторы влияют на коэффициент расхода?

   Коэффициент расхода зависит от таких переменных, как диаметр отверстия, d ; ускорение свободного падения g ; гидравлическая глубина, H ; кинематическая вязкость жидкости ν .