Sezione trasversale del tubo e relativo volume interno:

Oggi facciamo una piccola escursione nei programmi scolastici di geometria e fisica. Ricorderemo come viene calcolata l'area della sezione trasversale del tubo e il suo volume interno. Inoltre, dobbiamo capire in che modo i cambiamenti nel diametro della condotta agiscono sulla pressione nel flusso del fluido. Quindi vai.

Calcola l'area della sezione trasversale

Ovviamente, la formula per l'area della sezione trasversale di un tubo dipenderà dalla forma di questa sezione. Quali opzioni sono possibili?

tondo

L'area del cerchio è S = Pi R ^ 2, dove:

• S è il valore desiderato;
• Pi è il numero di pi, che di solito è arrotondato a 3,14;
• R è il raggio del cerchio (per un tubo, metà del suo diametro interno).

Ad esempio, calcoliamo l'area della sezione trasversale interna di un tubo tondo con un diametro interno di 100 millimetri.

1. Il raggio sarà ovviamente di 50 mm o 0,05 metri.
2. L'area sarà uguale a 3,14 x 0,05 ^ 2 = 0,00785 m2.

Nota: quando si calcola la portata delle condotte a flusso gravitazionale (ad esempio, le acque di scarico domestiche), la sezione vivente effettiva, non tanto, ma cosiddetta, del flusso è limitata al livello medio dell'acqua.

Dove posso ottenere dati sul diametro interno delle tubazioni GVP utilizzate nell'installazione delle comunicazioni interne degli edifici? I venditori di solito indicano solo il telecomando (passaggio condizionale) e il tipo è leggero, ordinario o rinforzato.

Tutte le informazioni necessarie possono essere trovate in GOST 3262-75, in base al quale questi prodotti sono fabbricati.

Come si può calcolare da solo il diametro interno effettivo di questo tavolo?

L'istruzione è semplice e, in generale, ovvia.

1. Seleziona i prodotti di tuo interesse per te e il tipo.
2. Sottrarre dal diametro esterno due volte lo spessore delle pareti.

Suggerimento: un calcolatore online di sezione trasversale di qualsiasi tipo di tubo può essere trovato spesso sul sito Web o sui rivenditori del produttore.

piazza

I tubi profilati sono usati raramente per il trasporto di liquidi: sono aree prioritarie per tubi circolari.

Perché?

• Il cerchio ha una lunghezza minima della parete con un'area massima di tutte le forme geometriche.. Da qui - una conseguenza pratica: con uno spessore costante delle pareti, un tubo tondo avrà il rendimento massimo. O, in altre parole, con una capacità di carico fissa, il prezzo per metro lineare di un tubo tondo sarà minimo.
• In virtù di questa stessa caratteristica, un tubo tondo ha la massima resistenza alla trazione.. La pressione non è invano misurata in chilogrammi per centimetro quadrato: maggiore è l'area delle pareti del tubo, maggiore è la forza applicata a loro a una pressione fissa all'interno della tubazione.

Tuttavia, in alcuni casi è necessario calcolare la sezione trasversale interna del proftrub. Nel caso di un tubo quadrato, è uguale al quadrato della differenza tra la dimensione esterna del tubo e il suo doppio spessore delle sue pareti. Quindi, per un prodotto con una dimensione di 100x100 mm con pareti spesse 4 mm, il calcolo assumerà la forma (100 - (4 x 2)) ^ 2 = 8464 mm2.

Fai attenzione! La maggior parte delle formule utilizza l'area espressa in metri quadrati. Il fattore di conversione da mm2 a m2 è 1: 1.000.000, ovvero, nel caso precedente, otteniamo 0,008464 m2.

rettangolare

Lo schema di calcolo è quasi identico a quello descritto per le condutture quadrate. L'unica differenza è che i muri non sono uguali; di conseguenza, moltiplichiamo le loro dimensioni meno si, ancora, due volte lo spessore delle pareti.

Quindi, per un tubo rettangolare con una dimensione di 150x180 mm con uno spessore della parete di 6 mm, il valore cercato sarà (150 - (6 x 2)) x (180 - (6 x 2)) = 23184 mm2, o 0,023184 m2.

volume

Tutto è abbastanza semplice qui. Il volume di un tubo di qualsiasi tipo è uguale al prodotto della sua lunghezza (stampaggio) per l'area della sezione. Nell'ultimo esempio, il volume interno della condotta di 25 metri sarà 0,023184 x 25 = 0,5796 m2.

Sezione trasversale e pressione

Lì viveva nel glorioso svizzero del XVIII secolo Daniel Bernoulli. Ha vissuto, ha vissuto e formulato tra i tempi la legge, che in seguito ha segnato l'inizio dell'idrodinamica moderna e che porta il suo nome.

Se noi traduciamo il linguaggio secco delle formule nel russo a cui siamo abituati, allora possiamo formularlo come segue: la portata è inversamente proporzionale alla pressione statica del liquido o del gas in esso.

Dal punto di vista pratico, ciò significa che alle transizioni del diametro del gasdotto il flusso si comporta in modo contrario al senso comune: un aumento della sezione trasversale provoca un aumento della pressione, mentre una diminuzione e l'accelerazione associata del movimento di un liquido o di un gas aumenta.

Al giorno d'oggi, questo effetto è ampiamente usato in meccanismi di vari scopi.

Diamo un paio degli esempi più ovvi che qualcuno di noi ha incontrato.

• L'elemento principale dell'unità di riscaldamento di casa è l'ascensore, un ugello in cui viene iniettato un getto d'acqua con temperatura e pressione più elevate dal tubo di alimentazione in un volume riempito con acqua fredda a bassa pressione proveniente dal ritorno. A causa del calo di pressione statica nel getto, trae una parte dell'acqua dal tubo di ritorno attraverso l'aspirazione progettata per questo scopo in ricircolazione. (Vedi anche l'articolo Come piegare un tubo del profilo: caratteristiche.)

• L'aerografo e l'aerografo usano lo stesso effetto: il flusso d'aria rapido dovuto al vuoto creato in esso estrae la tintura dal serbatoio, la schiaccia, la trasforma in un aerosol e la deposita sulla superficie da verniciare.

conclusione

Speriamo che non stancano il lettore con un'abbondanza di numeri, formule e calcoli. Come sempre, ulteriori materiali sugli argomenti da noi studiati possono essere trovati nel video in questo articolo. Buona fortuna!