Как правильно высчитать объем воды в трубе

При строительстве водопровода, септика или газопроводной магистрали нужно провести вычисление объема воды заполняемого трубопровода. Этот показатель поможет правильно подобрать расширительный бачок, вместимость которого должна быть не более 10% всей воды, находящейся в трубах. В маркировке изделий размеры могут указываться в дюймах, поэтому перед расчетами их переводят в сантиметры.

Зачем может понадобться расчет воды в трубе

В водопроводной системе частного дома находятся магистраль из труб, радиаторы, запасник для жидкости – мембранный бак, а также бойлеры, котел и другие приборы. Теплый пол представляет собой систему из выложенной металлопластиковой магистрали, содержащей теплоноситель в определенном объеме. Чтобы полностью заполнить систему и знать, сколько купить дистиллированной воды, нужно заранее посчитать ее общий объем.

При заполнении отопительной системы антифризом или другой незамерзающей жидкостью в целях экономии необходимо знать объем трубы. При покупке концентрированного антифриза его нужно будет разбавить наполовину, поэтому большее количество жидкости обойдется дороже, да и концентрация будет рассчитана неправильно.

При расчете объема используется:

• внутренний диаметр стенок труб;
• длина участка или всей магистрали.

В случае разницы во внутреннем сечении каждый участок рассчитывается отдельно и потом числа суммируются.

Кроме магистрали необходимо учитывать внутренний объем следующих приборов:

• Мембранного бака. Эту информацию можно прочитать в техническом паспорте либо проверить самостоятельно, залив в него определенное количество жидкости.
• Радиаторов. Эти данные также находятся в паспорте изделия. Объем одной секции умножают на их количество по всему дому.
• Различные узлы, сложные разводки, коллекторы также содержат некоторый объем жидкости, который трудно посчитать из-за большого количества арматуры, переходников, кранов.

Третий показатель обычно не учитывают, так как это количество считается погрешностью и особо не влияет на работу водопроводной и отопительной системы.

Для канализации

Важно посчитать объем воды в трубе и потенциальные возможности магистрали при обустройстве септика, так как недостаток диаметра может привести к плохому оттоку жидкости из дома и засорению канализации. Если количество бытовых приборов в доме по расходу воды превышает возможности канализационных труб, жидкость будет заполнять магистраль полностью. Если они при этом не утеплены, зимой возможно замерзание стоков внутри и блокировка магистрали. Ледяная пробка также может спровоцировать разрыв трубы в слабом месте, например, на стыках или резких поворотах. Объем чугунных канализационных труб должен быть больше, так как чугунная поверхность шершавая изнутри и постепенно в ней накапливается ил – слой органики, который сужает просвет и влияет на пропускную способность магистрали. Пластиковые трубы в этом отношении лучше – они идеально гладкие внутри, органические частицы не могут прикрепиться к стенкам, поэтому расчетный объем можно дополнительно не увеличивать.

Объем внутренних канализационных труб не должен быть больше, чем наружная магистраль. Это приводит к возникновению засоров на участке, где стыкуются внутренняя и внешняя канализационная труба. Тот же принцип применяется для внутренней разводки – объем жидкости от бытовых приборов не должен превышать объем, который способен вместить главный стояк в доме.

Для скважины

Важно рассчитать объем жидкости в скважине, так как ее дебит (производительность) должен обеспечивать нужный объем за единицу времени, иначе бытовые приборы будут работать плохо. Нужно учитывать количество кранов в доме — каждый из них за час способен выдать половину кубометра жидкости. Объем скважины учитывается при подборе мощности насоса – если дебит меньше производительности насосной станции, она будет выкачивать воду полностью. Так можно привести оборудование в негодность. По правилам мощность насоса не должна превышать дебит скважины.

Дебит способен меняться в зависимости от времени года: летом жидкости меньше, если скважина питается от верховодки; меньше меняется, если труба заложена в грунтовые воды и практически не меняется, если бурение проводилось на известняк — скважина глубокая артезианская.

Как правильно рассчитать объем воды в трубе

При расчетах рекомендуется самостоятельно проверять размеры внутреннего сечения труб с помощью штангенциркуля. Если измерительное устройство не предназначено для измерения внутреннего диаметра, тогда меряют отдельно внешний и толщину стенки, а затем из большего вычитают меньшее – это и будет искомое число. Его и нужно использовать в расчетной формуле. Объем жидкости вычисляют с помощью следующих чисел:

• r – радиус внутренней окружности, диаметр делят на 2;
• число π (пи) – постоянная математическая величина, которая является отношением длины окружности к ее диаметру и равняется 3,14;
• 100 см – длина участка трубы, по которому проводится расчет, можно взять другое значение.

Объем вычисляют в метрах кубических по формуле: V=100 x πr2. По такой же формуле можно высчитать внутренний объем септика цилиндрической формы или мембранного бака.

Чтобы перевести длину участка водопроводной трубы в литры, нужно объем умножить на 1000, так как в 1 кубометре 1000 литров воды. Вес воды в трубе объемом 1 кубический метр равняется 1 тонне.

При расчетах фактических показателей нужно иметь ввиду, что пропускная способность трубы зависит также от материала, из которого она изготовлена. Например, пластиковые изделия имеют большую пропускную способность, а стальные на порядок меньше из-за наличия шероховатостей внутри. Поэтому вычисления делаются на каждый участок отдельно, если они изготовлены из разных материалов.

Еще один важный показатель – единица измерения. В трубопрокате используются две: в миллиметрах и дюймах. Дюйм – это 25,4 мм или 2,54 см.

Таблица размеров труб в дюймах/миллиметрах:

Если планируется только строить водопровод, расчеты проводят заранее, чтобы соизмерить их с мощностью насоса и дебитом скважины, а также объемом канализационных труб.

Когда водопроводная система уже находится в эксплуатации и есть потребность, к примеру, увеличить септик, можно воспользоваться таблицей, которая без калькулятора дает точное значение объема. При этом измерить можно будет только внешний диаметр, хотя для подсчета количества жидкости в трубах нужен именно внутренний. Для этого берут среднюю толщину стенки пластиковой или металлической трубы, исходя из ее диаметра и вычитают из размера внешнего диаметра. Можно получить значение объема на 1 погонный метр. Если магистраль длинная, на 10 или 100м. Эти расчеты актуальны для подпольного отопления, где металлопластиковые или медные трубы укладываются близко друг к другу.

Таблица соотношения внутреннего диаметра и объема жидкости в литрах:

Трубы с диаметром больше 110 мм редко применяются при подводе и отводе воды из частного дома, поэтому значения их объема не указаны. Такие трубы используются в городских канализациях и для отвода стоков из многоквартирного дома. При этом объем жидкости рассчитывается с учетом дополнительных параметров, например, сопротивления труб из стали или чугуна.

Рекомендуется при подсчете объема воды для частного дома округлять величины в сторону увеличения на случай, если придется устанавливать дополнительные точки водозабора.