Calcul du volume des canalisations : principes de calcul et règles de calcul en litres et mètres cubes

Pour trouver la quantité de liquide requise dans un système de chauffage, il est souvent nécessaire de résoudre un problème distinct : calculer le volume d'un tuyau avec des paramètres donnés.La formule de calcul elle-même est simple. Cependant, en pratique, pour obtenir un résultat précis, il faut l’utiliser avec précaution.

Nous parlerons de la façon de calculer le volume interne d'un système de communication important. Dans l'article que nous avons présenté, les options permettant d'effectuer des calculs pour les canalisations et les appareils de chauffage sont analysées en détail. En tenant compte de nos conseils, vous résoudrez rapidement le problème.

Paramètres géométriques des tuyaux

Pour déterminer le volume d'un tuyau, il est nécessaire et suffisant de connaître seulement deux de ses indicateurs : la longueur et le diamètre interne (réel). Il est important de ne pas confondre le dernier paramètre avec la taille externe, qui est donnée pour la sélection correcte des raccords et des éléments de connexion.

Si l'épaisseur de la paroi est inconnue, alors le DN (diamètre d'alésage interne) peut être utilisé à la place du diamètre interne calculé. Ils sont à peu près égaux et la valeur DN est généralement indiquée sur le marquage placé à l'extérieur du produit.

La nomenclature standard des tuyaux en polypropylène contient le diamètre extérieur et l'épaisseur de paroi en millimètres. A l'aide de ces deux paramètres, vous pouvez calculer le diamètre interne

Avant d'essayer de calculer le volume d'un tuyau, il est nécessaire d'éviter une erreur courante et de regrouper tous les paramètres dans un seul système de mesure. Le fait est que la longueur est généralement exprimée en mètres et le diamètre en millimètres. La relation entre ces deux unités est la suivante : 1 m = 1000 mm.

En fait, il est possible de réduire les paramètres à des valeurs intermédiaires - centimètres ou décimètres. Parfois, cela est même pratique, étant donné que dans ce cas, le nombre de décimales ou, à l'inverse, de zéros ne sera pas très grand.

Relation entre les unités de volume. Lors de la conversion d'une valeur à une autre, il faut éviter les erreurs sur le nombre de zéros ou, à l'inverse, de décimales

Pour les tuyaux non produits en Russie (et non pour la Russie), le diamètre peut être exprimé en pouces. Dans ce cas, il faut recalculer en tenant compte du fait que 1″ = 25,4 mm.

Formule pour un seul tuyau

D'un point de vue géométrique, le tuyau est un cylindre circulaire droit.

Le volume d'un tel objet est égal à la surface de la section transversale multipliée par la longueur :

V = l * S

Dans celui-ci :

• V – volume (m³);
• je – longueur (m);
• S – surface de la section transversale (m²).

L'aire de la section transversale d'un tuyau en forme de cercle de diamètre connu est calculée à l'aide de la formule :

S = π * ré² / 4

Ici:

• π = 3,1415926 ;
• d – diamètre du cercle (m).

La formule finale pour le volume d'un tuyau avec un diamètre interne et une longueur connus sera la suivante :

V = π * l * d² / 4

Si l'unité de mesure de la longueur et du diamètre du tuyau est une autre valeur (dm, cm ou mm), alors le volume sera exprimé en dm³, cm³ ou mm³ respectivement.

De plus, je voulais vous montrer un moyen simple de mesurer le diamètre extérieur d'un tuyau (D) sans étriers. ré = L/π, Où L - circonférence :

Pour calculer correctement le volume des tuyaux, vous devez substituer deux paramètres dans une formule simple : la longueur et le diamètre interne. Plus ils sont mesurés ou calculés avec précision, plus le résultat sera précis.

Pour calculer le volume interne d'un tuyau, vous aurez besoin de formules géométriques simples, utilisées à l'école en physique, algèbre, chimie, géométrie et dans d'autres matières.

Exemples appliqués de calculs

Des exemples spécifiques fourniront une aide significative pour comprendre les principes des calculs et la séquence d'actions lors de l'exécution des calculs, avec lesquels les visiteurs intéressés devraient se familiariser.

Tâche n°1 : calculer le volume de liquide de refroidissement requis

Pour une maison de campagne de résidence temporaire, vous devez calculer le volume de propylène glycol acheté - liquide de refroidissement ne durcit pas à des températures allant jusqu'à -30°C. Le système de chauffage se compose d'un poêle à double enveloppe de 60 litres, de quatre radiateurs en aluminium de 8 sections chacun et de 90 mètres de tuyau PN25 (20 x 3,4).

Les canalisations de la norme PN25 20 x 3,4 sont le plus souvent utilisées pour organiser un petit circuit de chauffage avec des radiateurs connectés en série. Son diamètre interne est de 13,2 mm

Le volume de liquide dans le tuyau doit être calculé en litres. Pour ce faire, vous devez prendre le décimètre comme unité de mesure. Les formules de conversion à partir des valeurs de longueur standard sont les suivantes : 1 m = 10 dm et 1 mm = 0,01 dm.

Le volume de la chemise de chaudière est connu. V₁ = 60 litres.

Le passeport du radiateur en aluminium Elegance EL 500 indique que le volume d'une section est de 0,36 litre. Alors V₂ = 4 * 8 * 0,36 = 11,5 l.

Calculons le volume total des tuyaux. Leur diamètre intérieur d = 20 – 2 * 3,4 = 13,2 mm = 0,132 dm. Longueur je = 90 m = 900 dm. Ainsi:

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

Ainsi, on peut désormais trouver le volume total :

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

Le pourcentage de liquide dans les canalisations par rapport à l'ensemble du système n'est que de 15 %.Mais si la durée des communications est importante ou s'ils utilisent un système "plancher chauffant à eau", alors la contribution des canalisations au volume total augmente considérablement.

Dans les installations industrielles et agricoles, des radiateurs de chauffage faits maison sont souvent installés, disposés comme des registres. Connaissant les dimensions des tuyaux, vous pouvez calculer leur volume

Tâche n°2 - calculer le volume d'un radiateur fait maison

Voyons comment calculer un radiateur de chauffage fait maison classique composé de quatre tuyaux horizontaux de 2 m de long. Vous devez d'abord trouver la section transversale. Vous pouvez mesurer le diamètre extérieur à partir de l'extrémité du produit.

Que ce soit 114 mm. Utilisation du tableau des paramètres standards tubes d'acier, on retrouve l'épaisseur de paroi caractéristique de cette taille - 4,5 mm.

Calculons le diamètre interne :

d = 114 – 2 * 4,5 = 105 mm.

Déterminons la superficie de la section transversale :

S = π * d² / 4 = 8659 mm².

La longueur totale de tous les fragments est de 8 m (8 000 mm). Trouvons le volume :

V = je * S = 8 000 * 8 659 = 69272 000 mm³.

Le volume des tubes de raccordement verticaux peut être calculé de la même manière. Mais cette valeur peut être négligée, puisqu'elle sera inférieure à 0,1% du volume total radiateur de chauffage.

La valeur résultante n’est pas informative, convertissons-la donc en litres. Puisque 1 dm = 100 mm, alors 1 dm³ = 100 * 100 * 100 = 1000000 = 10⁶ mm³.

C'est pourquoi V = 69272000 / 10⁶ = 69,3 dm³ = 69,3 litres.

Les grands radiateurs ou systèmes de chauffage (installés par exemple dans les fermes) nécessitent des volumes importants de liquide de refroidissement.

Par conséquent, puisqu'il faudra calculer le volume des canalisations en m³, alors toutes les dimensions devront être immédiatement converties en mètres avant de les remplacer dans la formule.

Tâche n°3 - calcul de la longueur requise des tuyaux en PP

Vous pouvez obtenir la longueur du fragment à l’aide d’une règle ordinaire ou d’un ruban à mesurer.Les courbures mineures et l'affaissement des tuyaux en polymère peuvent être négligés, car ils n'entraîneront pas une erreur finale grave.

Avec une telle courbure des tuyaux en polymère, leur longueur sera nettement supérieure (10 à 15 %) à la longueur de la section le long de laquelle ils sont posés.

Pour maintenir la précision, il est beaucoup plus important de déterminer correctement le début et la fin du fragment :

• Lors du raccordement d'un tuyau à une colonne montante, la longueur doit être mesurée à partir du début du fragment horizontal. Il n'est pas nécessaire de saisir la partie adjacente de la colonne montante, car cela entraînerait un double comptage du même volume.
• A l'entrée de la batterie, il faut mesurer la longueur jusqu'à ses tubes en saisissant les robinets. Ils ne sont pas pris en compte lors de la détermination du volume du radiateur en fonction de ses données de passeport.
• A l'entrée de la chaudière, il faut mesurer à partir de la chemise en tenant compte de la longueur des tuyaux sortants.

Les courbes peuvent être mesurées de manière simplifiée : considérez qu'elles sont à angle droit. Cette méthode est acceptable car leur contribution totale à la longueur des tuyaux est insignifiante.

Si vous disposez d'un schéma d'implantation du plancher chauffant, vous pouvez calculer la longueur des tuyaux de liquide de refroidissement selon le plan auquel une grille d'échelle est appliquée.

Le volume d'un sol chaud est calculé par la longueur des tuyaux installés.

S'il n'y a pas de données de longueur ou de schéma, mais que le pas entre les tubes est connu, alors le calcul peut être effectué à l'aide de la formule approximative suivante (quelle que soit la méthode d'installation) :

l = (n – k) * (m – k)/k

Ici:

• n – longueur de la section du plancher chauffant ;
• m – largeur de la surface du plancher chauffant ;
• k – pas entre les tubes ;
• je – longueur finale des tubes.

Malgré la petite section des tuyaux utilisés pour plancher chauffant à eau, leur longueur totale conduit à un volume important de liquide de refroidissement contenu.

Ainsi, pour fournir un système similaire à la figure ci-dessus (longueur - 160 m, diamètre extérieur - 20 mm), 26 litres de liquide seront nécessaires.

Obtention du résultat par la méthode expérimentale

Dans la pratique, des situations problématiques surviennent lorsque le système hydraulique a une structure complexe ou que certains de ses fragments sont posés de manière secrète. Dans ce cas, il devient impossible de déterminer la géométrie de ses pièces et de calculer le volume total. La seule issue est alors de mener une expérience.

L'utilisation d'un collecteur et la pose de tuyaux sous une chape sont une méthode avancée pour fournir secrètement de l'eau chaude aux radiateurs de chauffage. Il est impossible de calculer avec précision la durée des communications en l’absence de plan.

Il est nécessaire de vidanger tout le liquide, de prendre une sorte de récipient doseur (par exemple, un seau) et de remplir le système jusqu'au niveau souhaité. Le remplissage s'effectue par le point le plus haut : vase d'expansion de type ouvert ou une valve de décharge supérieure. Dans le même temps, toutes les autres vannes doivent être ouvertes pour éviter la formation de poches d'air.

Si le mouvement de l'eau le long du circuit est effectué par une pompe, il faut alors la laisser couler pendant une heure ou deux sans chauffer le liquide de refroidissement. CA aidera expulser les poches d'air résiduelles. Après cela, vous devez à nouveau ajouter du liquide dans le circuit.

Cette méthode peut également être utilisée pour des parties individuelles du circuit de chauffage, par exemple un plancher chauffant. Pour ce faire, vous devez le déconnecter du système et le « renverser » de la même manière.

conclusions

Malgré le fait que le réseau nous propose une vaste sélection de logiciels pour calculer le volume du liquide de refroidissement, il existe des tableaux GOST pour déterminer le volume interne des tuyaux, vous devez connaître les principes des calculs « manuels ».

Ils sont nécessaires pour ceux qui construisent et réparent les communications de manière indépendante, ainsi que pour ceux qui utilisent les services d'organismes de conception et de construction. Des informations utiles vous aideront à déterminer la consommation de matière avant d'installer le système, à calculer avec précision le devis et à vous faire une idée des paiements d'exploitation à venir.

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