Какого диаметра трубы использовать для отопления частного дома: Какой диаметр трубы лучше использовать для отопления частного дома?

Калькулятор объема трубы

Автор Filip Derma

Отзыв от Bogna Szyk и Jack Bowater

Последнее обновление: 04 января 2023 г.

Содержание:

• Калькулятор объема трубы вода в трубе – пример расчета

Этот калькулятор объема трубы позволяет оценить объем трубы, а также массу жидкости, протекающей по ней. Этот калькулятор является полезным инструментом для всех, кому необходимо знать точный объем воды в трубе. Это будет полезно для вас, если вы проектируете систему орошения для своего сада. Продолжайте читать, чтобы узнать, что такое цилиндр, и формулу объема трубы.

и сверьтесь с «руководством пользователя» для правильных расчетов в калькуляторе объема трубы.

Калькулятор объема трубы

Знание объема трубы может быть полезно по многим причинам. Это принесет пользу частным домовладельцам, инженерам-строителям и строителям. Например, вы можете захотеть узнать пропускную способность вашей домашней системы отопления или задаться вопросом, будет ли выбранный вами диаметр трубы достаточным для наполнения садового пруда.

Именно поэтому мы создали калькулятор объема трубы. Этот инструмент предоставляет вам объем конкретной трубы и вес воды (или другой жидкости) внутри нее. Он прост в использовании и эффективен. Все, что вам нужно сделать, это ввести размер трубы — это внутренний диаметр и длина . Неважно, используете ли вы метрическую или имперскую систему единиц, потому что вы можете свободно переключаться между ними, используя раскрывающийся список.

По умолчанию расчет веса жидкости производится для воды (ее плотность равна 997 кг/м³). Если вам нужно выполнить расчеты для других жидкостей, введите плотность вашей конкретной жидкости.

Ниже мы подготовили объяснение формулы объема трубы и пошаговый пример расчетов, чтобы показать вам, как правильно пользоваться калькулятором объема трубы.

Объем трубы — формула

По форме труба представляет собой полый правильный цилиндр. Но что такое цилиндр? Мы можем видеть их вокруг себя каждый день. Цилиндр — это твердое тело с двумя основаниями, обычно круглыми, всегда конгруэнтными и параллельными друг другу. «Развернутая» сторона цилиндра образует прямоугольник. Высота цилиндра — это расстояние между основаниями (в случае труб — его длина). Радиус цилиндра — это радиус его основания. Имейте в виду, что когда у вас есть цилиндр, диаметр равен удвоенному радиусу. Итак, для расчетов нужно уменьшить диаметр вдвое.

Круглый полый цилиндр, где R — радиус, r — внутренний радиус, h — высота.

💡 Вы можете узнать больше о цилиндрах, посмотрев наш правильный калькулятор цилиндра, наш калькулятор объема цилиндра и наш калькулятор площади поверхности цилиндра, чтобы назвать несколько связанных инструментов.

Объем трехмерного твердого тела — это объем пространства, которое оно занимает. Для трубы это внутренний объем (нужно брать внутренний диаметр вместо внешнего).
Чтобы выразить объем, мы используем кубические единицы (для метрических см³, дм³, м³ и для имперских дюйм³ и фут³). Чтобы получить точные результаты, последовательно используйте одну единицу на протяжении всего вычисления.

Формула объема цилиндра: объем цилиндра = π × радиус² × высота .

Для трубы используйте ее длину вместо высоты: объем трубы = π × радиус² × длина , где радиус = внутренний диаметр/2 . Объем трубы равен объему жидкости внутри (при полном ее заполнении). Массу жидкости берем из преобразованной формулы плотности. Итак, соответственно: масса жидкости = объем × плотность жидкости .

Объем воды в трубе – пример расчета

Давайте посмотрим, как правильно пользоваться калькулятором объема трубы. Для примера расчета нам понадобится несколько предположений. Предположим, мы посчитаем объем трубы длиной 6 метров с внутренним диаметром 15 сантиметров. Труба используется для транспортировки воды. Подставим эти данные в калькулятор, чтобы найти объем воды в трубе и ее массу.

1. Сначала введите диаметр трубы: внутренний диаметр = 15 см .
2. Затем введите его длину: длина = 6 м .
3. Нажмите кнопку расширенного режима и проверьте плотность жидкости. Значение по умолчанию установлено для воды, что правильно в нашем случае. Плотность жидкости = 997 кг/м³ .
4. Теперь результаты расчета доступны для вас: объем = 0,106 м³ и масса жидкости = 105,71 кг .

Filip Derma

Размеры трубы

Внутренний диаметр

Длина

Результат

Том

Жидкость

Плотность жидкости

Масса жидкости

Проверьте 4 аналогичные резервуары для воды и калькуляторы сосудов 🏊

галлоны на мимолепе Горячая вода

Что является ключом к эффективной разводке трубопроводов для горячего водоснабжения? Ответ заключается в том, чтобы объем горячей воды между водонагревателем и краном был как можно меньше. Сложность заключается в том, что в большинстве зданий имеется только один источник горячей воды, а множество применений разбросаны по плану этажа.

Наименее затратным решением для новых зданий было бы сгруппировать все ванные комнаты рядом с кухней, чтобы в доме было одно или несколько сантехнических узлов. Таким образом, все источники горячей и холодной воды будут расположены близко друг к другу, рядом с водонагревателем или бойлером, который их обслуживает. В домах это обычно означает одно или два таких ядра.

Ввиду отсутствия таких жил нам необходимо спланировать сантехнику так, чтобы подача горячей воды была максимально эффективной. Те из вас, кто знаком с моей работой, слышали о структурированной сантехнике. (Дополнительную информацию о структурированной сантехнике см. в разделах «Экономия воды и энергии в системах распределения горячей воды в жилых домах» и «Рекомендации по выбору структурированных сантехнических систем».)

Структурированная сантехника — это метод прокладки магистральной линии системы распределения горячей воды от водонагревателя мимо источников горячей воды, чтобы объем от магистрали до каждого использования был как можно меньше, в идеале менее 1 чашки. В дополнение к прокладке горячего водоснабжения рядом с каждым пользователем, подход структурированной сантехники включает насос, инициируемый по требованию, который позволяет жильцам заполнить магистральную линию незадолго до того, как им понадобится горячая вода.

Green Building Advisor опубликовал несколько статей на тему эффективного горячего водоснабжения на протяжении многих лет; см., например, Циркуляция горячей воды и Ожидание горячей воды.

Предлагаемая поправка к сантехническому кодексу

Действующие строительные нормы и правила разрешают строителям устанавливать системы трубопроводов, которые расходуют слишком много горячей воды. Сейчас я заручаюсь поддержкой предложенной поправки к Международному водопроводному кодексу.

В предложении будут установлены требования, приводящие к небольшим объемам горячей воды в трубах между источником горячей воды и потребителем. Он предназначен для применения ко всем помещениям, хотя в статье я сосредоточусь на жилых помещениях.

22-28 октября 2012 г. в Портленде, штат Орегон, Международный уголовный суд проводит слушания по делу об окончательном решении. Предлагаемые поправки к Международному водопроводному кодексу (IPC) будут заслушаны в среду, 24 октября, начиная с 13:00.

Среди ключевых положений предлагаемого изменения:

• требование о том, что труба диаметром 3/8 дюйма должна использоваться только для фитингов, скорость потока которых не превышает 1,5 галлона в минуту;
• требование (для некоторых жилых помещений) о том, что максимальный объем воды в трубе между водонагревателем и краном должен составлять 64 унции;
• требование (для некоторых жилых помещений) о том, что максимальная длина трубопровода между водонагревателем и краном должна быть ограничена 50 футами для трубок 3/8, 43 футами для трубок 1/2 дюйма и 21 футом для трубок 3/8 дюйма. 4-дюймовая трубка.

Чтобы понять, как эти положения будут реализованы, необходимо полностью прочитать предложение по коду. (См. ссылку, приведенную ниже.)

Сбор необходимых голосов

Чтобы это предложение было принято, нам необходимо, чтобы достаточное количество должностных лиц кодекса, поддерживающих эту меру, присутствовало на слушаниях и проголосовало за нее. Нам нужно большинство в две трети, чтобы победить. Поэтому, пожалуйста, поговорите с местными должностными лицами кодекса и попросите их поддержать это. Если они не могут поехать в Портленд, попросите их связать вас с теми из вашего штата, которые собираются приехать. Если это невозможно, попросите их прислать короткое письмо поддержки, которое можно будет зачитать в протоколе.

Если вы можете присутствовать на собрании в Портленде, краткие заявления с указанием причин, по которым это предложение заслуживает голосования «за». Нужны перспективы с точки зрения архитекторов, сантехников, строителей и сантехников. Я готов помочь вам составить ваше свидетельство так, чтобы оно было наиболее эффективным для этой аудитории.

Предлагаемые изменения кода

Теперь к самому предложению: P130-12 (AMPC)-Klein является наиболее важным из представленных мной предложений. С предложением можно ознакомиться на сайте ICC. (Чтобы перемещаться по документу, щелкните ссылку «P130» на боковой панели, которая появляется в левой части экрана.)

Три других предложения — P89, P92 и P129 — касаются рециркуляционных насосов и устройств управления насосами для систем горячего водоснабжения и также заслуживают вашего внимания. Их можно найти в разделе «Международный сантехнический кодекс» на веб-сайте ICC, ссылка на который указана выше.

«Обоснование», сопровождающее предлагаемое изменение кода

В качестве I-кода МПК определяет минимально приемлемые требования к сантехнике. Своевременная подача горячей воды потребителю является одним из показателей качества сантехники. Американское общество инженеров-сантехников (ASPE) определяет доставку горячей воды пользователю за 10 секунд или менее как «приемлемую производительность», подачу горячей воды пользователю за 30 секунд или менее как «предельную производительность» и доставку горячей воды пользователю за 30 секунд или менее как «предельную производительность». горячей воды более чем за 30 секунд как «неприемлемые характеристики». Реализация этого предложения улучшит здоровье и безопасность за счет соотнесения IPC с местными санитарными нормами, а также с хорошей сантехникой и практикой сантехники. Это также приведет к довольным пользователям, в том числе в районах с низким давлением воды.

Суть этого предложения заключается в том, чтобы убедиться, что объем воды в трубах, который необходимо очистить перед подачей горячей воды, не препятствует своевременной подаче горячей воды. Если вы согласны с тем, что подача горячей воды должна быть хотя бы «предельно приемлемой» с точки зрения времени на водоразбор, то вам необходимо поддержать это предложение.

Вспомогательная информация

Нижеследующее документирует значения в этом предложении и демонстрирует ответ на комментарии комитета. Комитет [ранее] не одобрил P130, потому что «ограничения по объему были слишком ограничительными и нереалистичными для применения ко всем зданиям».

В ответ на это замечание увеличивается длина ветвей меньшего диаметра от циркуляционных контуров или линий электрообогрева. Это также улучшает читаемость текста кода.

Почему внедрение IPC 2012 часто приводит к «неприемлемым характеристикам»

IPC 2012 допускает 50 футов развернутой длины [трубопроводов] любого диаметра от источника горячей или охлажденной воды до приборов. Тем не менее, доставка горячей воды зависит от объема (длины и диаметра) между источником и потребителями, а также скорости потока при использовании. При текущих законных расходах воды для кранов, душей и многих приборов 50 футов трубопровода содержат больше воды, чем можно очистить за предельно допустимое время в 30 секунд или меньше, не говоря уже о приемлемом времени работы в 10 секунд или меньше.

Мы все знакомы с проблемой ожидания горячей воды. Когда мытье раковин вручную занимает слишком много времени, многие из нас просто сдаются и используют любую температуру. Когда душ занимает слишком много времени, мы наблюдаем, как вода стекает в канализацию, пока вода не станет достаточно горячей для использования.

Когда это занимает слишком много времени в общественных туалетах или в раковинах для мытья рук в заведениях общественного питания, это становится проблемой для наших коллег по общественному здравоохранению.

Подача горячей или охлажденной воды в краны общественных туалетов является особым случаем, и именно поэтому мы упомянули об этом в этом предложении. Время до касания особенно важно для событий мытья рук, которые, как правило, очень короткие, обычно 5-10 секунд. Большой объем трубопровода подачи арматуры, низкий расход и короткие события приводят к тому, что вода нагревается очень долго. Чтобы исправить это, необходимо поддерживать объем достаточно небольшим, чтобы горячая вода поступала своевременно, когда используется только один кран с максимальным расходом арматуры 0,5 галлона в минуту или максимальным объемом за цикл 0,25 галлона. Для получения даже минимально приемлемой производительности требуется длина трубопровода намного меньше 50 футов.

Можно ли применить ограничение объема ко всем зданиям?

Да. Особенности связаны с конфигурацией системы горячего водоснабжения в здании. Существует три типичных конфигурации системы горячего водоснабжения: центральный водонагреватель (или котел) с ветвями и ответвлениями, обслуживающими каждое использование или группу пользователей; центральный водонагреватель (или бойлер) с циркуляционным контуром или магистральным теплотрассом и ответвлениями на каждое использование; распределенные водонагреватели (или бойлеры), расположенные вблизи мест их обслуживания. Здания могут иметь одну или комбинацию этих систем, если выполняется требование IPC 2012 года о не более 50 футов развернутой длины на любом пути от источника до пользователя.

Ограничения по объему в этом предложении действуют в любом здании. Здания с вертикальными стояками смогут соответствовать требованиям, разместив арматуру и приборы рядом с циркулирующим стояком; это не должно быть проблемой, так как они уже относительно близко. Здания с центральным контуром циркуляции в коридоре смогут соответствовать требованиям, разместив фитинги и приборы горячего водоснабжения ближе к коридору или переместив контур ближе к фитингам и приборам. Здания с общественными туалетами могут соответствовать ограничениям по объему и длине в этом предложении несколькими способами, включая приближение циркуляционных контуров к кранам, заливку ответвлений, которые проходят за стеной, когда люди входят в туалет, обогрев ответвлений или установку водонагревателей. в ванной или под раковиной.

В некоторых зданиях не потребуется никаких изменений в архитектурном проекте – нужно будет только спроектировать и установить сантехнику в соответствии с новыми нормами. В других зданиях потребуются изменения в архитектурном проекте, чтобы система горячего водоснабжения соответствовала новым нормам. Вполне вероятно, что мы увидим больше зданий с комбинированными системами подачи горячей воды. Основываясь на моем опыте повышения производительности систем горячего водоснабжения в США, расходы на дополнительные водонагреватели или несколько более длинные циркуляционные контуры и магистральные трубопроводы с обогревом будут более чем компенсированы экономией на магистральных трубопроводах меньшего диаметра и на более коротких ответвлениях, которые часто имеют меньший диаметр, потому что их длина тоже меньше.

Каким должен быть максимально допустимый объем?

Внедрение IPC должно привести, по крайней мере, к приемлемой производительности при допустимых скоростях потока, во всех помещениях, даже в районах с низким давлением воды. Американское общество инженеров-сантехников (ASPE) установило критерии эффективности для своевременной подачи горячей или охлажденной воды (Руководство по проектированию бытового водяного отопления – 2-е издание, ASPE, 2003 г., стр. 234). Таблица 1 [воспроизведенная ниже как изображение № 2], взятая из текста в руководстве ASPE, представляет критерии эффективности времени до выпуска. Согласно этой таблице, 30 секунд — это максимальное количество времени, в течение которого можно достичь предельной производительности. Все, что дольше, неприемлемо.

Итак, сколько воды содержится в допустимом пределе IPC, равном 50 футам разрабатываемой длины трубы? Приведет ли очистка этого объема воды хотя бы к приемлемой производительности? Таблица 2 [воспроизведенная ниже как Изображение №3] показывает объем, содержащийся в 50 футах трубы для номинальных диаметров до 4 дюймов. (Я понимаю, что 50 футов развернутой длины почти всегда короче, чем 50 футов трубы, но для простоты я использовал в таблице 50 футов.)

Давайте рассмотрим несколько примеров: 50 футов трубы диаметром ¾ дюйма содержат 1,2 галлонов, 50 футов 1 дюйма содержат чуть менее 2 галлонов, 50 футов 2 дюйма содержат 7 галлонов, а 50 футов 4 дюйма содержат более 28 галлонов. Это минимальный объем, который необходимо очистить из трубы, прежде чем горячая вода попадет от источника к потребителю. (На основании исследования, проведенного Калифорнийской энергетической комиссией, фактический объем, который выйдет до того, как поступит горячая вода, больше, чем объем, содержащийся в трубе. В трубе с номинальным диаметром ¾ дюйма примерно на 25 процентов больше воды будет выходить при расходе 2 галлона в минуту; 50 при расходе 1 гал/мин будет вытекать на 100 % больше воды, а при расходе 0,5 галлона в минуту – на 100% больше. Количество дополнительной выходящей воды увеличивается по мере увеличения диаметра трубы. )

Таблица 2 [Изображение №3 ниже] также показывает влияние объема на время до выпуска для расхода 2, 1 и 0,5 гал/мин. Этот диапазон скоростей потока типичен для душевых кабин, раковин и смесителей для общественных туалетов. В верхней части таблицы указано минимальное время для очистки трубы от холодной воды в секундах, ниже — в минутах. (NA отображается, когда мы считаем расход чрезмерным для диаметра трубы — либо слишком большой перепад давления, либо чрезмерная скорость, либо и то, и другое — на основе анализа с использованием формулы Хазена-Вильямса.)

Ни одно из значений времени, показанных в Таблице 2, не находится в диапазоне допустимых характеристик. Это означает, что если сантехники или инженеры-сантехники проектируют систему горячего водоснабжения в соответствии с минимальным IPC 2012 года, не обращая внимания на объем трубопровода, это чаще всего приводит к неприемлемым характеристикам. Лучшее, что они могут получить, — это Предельная производительность в ограниченном числе случаев».

Таблица 3 [воспроизведенная ниже как Изображение №4] сравнивает производительность по времени до касания в различных томах, которые обсуждаются на этом слушании по окончательному решению. Скорость потока в таблице типична для смесителей и насадок для душа, а также для многих бытовых приборов, таких как посудомоечные и стиральные машины.

Согласно критериям ASPE, только 3 точки данных в таблице 3 имеют приемлемые характеристики; 9 имеют предельную производительность; все остальные имеют неприемлемую производительность. Ни один из объемов не имеет приемлемой производительности для низких скоростей потока (0,5 галлона в минуту и ​​меньше), характерных для смесителей для общественных туалетов. Кроме того, время производительности, показанное в столбцах 0,25 и 0,5 галлона в минуту, больше, чем само событие, которое часто длится всего 5-10 секунд. Чтобы иметь какой-либо смысл, горячая вода должна попасть в кран до окончания мероприятия, поэтому в этом предложении есть отдельное требование по объему для фитингов с такой скоростью потока, которые используются в общественных туалетах.

Нам необходимо оценить производительность, когда скорость потока составляет от 1 до 1,5 галлонов в минуту, а не максимальные значения 2,2 и 2,5 галлонов в минуту, разрешенные кодом для смесителей и душей соответственно. Почему? Одна из причин заключается в том, что расход смесителей и душей рассчитан на давление 60 и 80 фунтов на квадратный дюйм соответственно. На практике рабочее давление часто меньше номинального давления, а фактический расход меньше номинального расхода. Кроме того, горячая вода составляет лишь часть общего расхода. Уменьшение расхода воды наиболее заметно в районах с низким напором воды. Другая причина заключается в том, что исследования, проведенные в Индиане, Калифорнии и Миннесоте, показали, что даже когда были установлены смесители и душевые с полным расходом воды, часть потока горячей воды чаще всего составляла от 1 до 1,5 галлонов в минуту. В этом диапазоне расходов объем 300 унций имеет неприемлемую производительность. Объем в 75 унций имеет как неприемлемую, так и предельную производительность. Объем 64 унции имеет предельную производительность. Объем в 24 унции имеет как предельную, так и приемлемую производительность. Я считаю, что IPC должен обеспечивать, по крайней мере, минимально приемлемую производительность при типичных скоростях потока для всех областей в юрисдикции, включая области с низким давлением.

Этот раздел относится только к смесителям для общественных туалетов

Время до открытия крана особенно важно для мытья рук в общественных туалетах, которые, как правило, очень короткие. Становится важным поддерживать очень маленький объем от источника до потребителя, когда расход фитинга приспособления составляет всего 0,5 галлона в минуту. Глядя на строку для трубок с номинальным диаметром ½ дюйма в Таблице 2, минимальное время для удаления холодной воды составляет 1,2 минуты. Если предположить, что каждый розлив горячей воды длится 5 секунд и что все розливы происходят сразу после друг друга, 15-й пользователь получит горячую воду. Если бы ответвление было больше, скажем, ¾ дюйма, минимальное время увеличилось бы до 2,3 минут, и 28-й пользователь получил бы горячую воду. Если ответвление было 1 дюйм, минимальное время увеличивается до 3,9минут и 47-й пользователь получит горячую воду.

Подачу горячей воды в краны общественных туалетов следует рассматривать отдельно из-за потенциальных проблем со здоровьем. События короткие, а скорость потока низкая. Таблица 4 [воспроизведенная ниже как изображение № 5] показывает производительность времени до выпуска на основе требований в предложении. Столбцы 0,25 и 0,5 галлона в минуту показывают, что даже при очень низких скоростях потока этот объем обеспечивает приемлемую производительность в соответствии с критериями ASPE. Учитывая короткое время, которое люди тратят на мытье рук в общественных туалетах, нет смысла использовать категорию «Предельные характеристики» для определения объема от источника до использования для смесителей в общественных туалетах. Объем был выбран таким образом, чтобы горячая вода поступала в первой части мероприятия с горячей водой, чтобы каждый человек, пользующийся общественным туалетом, имел преимущества горячей воды.

Теперь к решению

Положения МПК 2012 (и предыдущих версий), которые ограничивают только ноги, не дают указаний по объему и, как мы показали, часто не приводят к неприемлемым характеристикам. К сожалению, многие из нас столкнулись с этим! В отличие от этого, это предложение содержит положения, необходимые для поддержки корреляции норм сантехники и санитарии с хорошим инженерным проектом сантехники и практикой установки сантехники.

Есть 3 ключевых вопроса, на которые мы просим вас ответить:

1. Хотите ли вы, чтобы IPC поддерживала положения местных санитарных норм о предоставлении горячей или подогретой воды для мытья рук каждому, кто пользуется смесителями в общественных туалетах?

2. Вы хотите, чтобы МПК поддерживал возможность сантехников и инженеров-сантехников подавать горячую воду в течение 30 секунд после открытия крана; это диапазоны допустимых и предельных характеристик, определенные Американским обществом инженеров-сантехников.