El área de tubería es un concepto utilizado en los cálculos de tres parámetros diferentes del producto: la superficie externa, la superficie interna y la sección. Al realizar cálculos relacionados con la sección transversal, en algunos casos es necesario tratar con la llamada sección transversal en vivo. Después de calcular el área, es posible determinar la cantidad de materiales requeridos y el nivel de costos necesarios para el tendido y el funcionamiento completo de la tubería.
El cálculo de un indicador como el área de la tubería puede ser necesario durante la construcción de la tubería, así como su aislamiento, pintura y otras actividades.
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¿Cuáles son los parámetros de la operación de las tuberías asociadas con el cálculo del área de la tubería?
En la etapa de diseño del sistema de tuberías, el cálculo competente del área de la tubería le permite lograr importantes ventajas asociadas con diferentes aspectos de la colocación, operación y mantenimiento adicional. En particular, cómo se calculó el área de la tubería se asociará con:
- permeabilidad del sistema de tuberías. Será necesario calcular, con base en los valores de los diámetros exteriores y grosores de pared, el área de la sección interior de la tubería. Esto permitirá aclarar el caudal del entorno de trabajo transportado, así como el costo de la estructura en su conjunto;
- pérdidas de calor que se producen durante el transporte desde una fuente generadora (punto de calor) a aparatos de calefacción. Para calcular la pérdida de calor, es necesario operar con los valores del diámetro y la longitud de las tuberías. Teniendo una idea del área de superficie de la transferencia de calor y sabiendo cuánto calor genera el punto de calor, se calcula el número y las dimensiones de los dispositivos de calefacción en el sistema;
- parámetros termodinámicos del sistema, ya sea calefacción por suelo radiante, el registro del sistema de calefacción o una sección de la tubería;
- la cantidad de materiales para aislamiento térmico, calculada, a partir del área de la superficie externa;
- la cantidad de materiales para aplicar un recubrimiento anticorrosivo;
- rugosidad de la superficie interna, que afecta la velocidad de movimiento del medio de trabajo. Este último, a su vez, depende de los valores de los parámetros geométricos de la tubería.
Conociendo el área de las tuberías, es fácil determinar la cantidad de materiales para el aislamiento del sistema.
Cómo calcular el área de superficie de la tubería
Para llevar a cabo los cálculos, puede participar una fórmula que sea memorable para el libro de texto de la escuela y las capacidades de la calculadora, tanto regular como en línea.
Para determinar el área de la superficie externa de una tubería redonda, necesitará la fórmula utilizada en los cálculos realizados con el cilindro: S = π d l. Para determinar, por ejemplo, el número requerido de pintura o materiales de aislamiento térmico, debe conocer los valores de parámetros tales como:
- l - la longitud del producto que será sometido a un procesamiento apropiado;
- d es el diámetro exterior;
- S es el área que se determinará como resultado de los cálculos.
El valor de π se toma como aproximadamente igual a 3.14.
¡Nota! Trabajando con pinturas y barnices, nos enfocamos en el consumo estimado por metro cuadrado indicado por el fabricante.
El aislamiento térmico requerirá cálculos y costos adicionales, ya que debe considerar:
- el grosor de la capa aislante;
- La presencia de superposiciones de pinturas, obligatorio al colocar lana mineral.
Al hacer cálculos en la superficie interna, especialmente los hidrodinámicos, uno no debe olvidarse de algunos puntos importantes:
- Con un aumento en el diámetro y la longitud de la tubería, la resistencia hidráulica del medio de trabajo puede despreciarse debido a una disminución de la fricción hidráulica contra las paredes;
- el valor de la resistencia hidráulica depende más del coeficiente de rugosidad que del tamaño de la superficie;
- El uso de acero no galvanizado como material para la tubería a lo largo del tiempo conduce a una disminución en la sección interna y un aumento de la resistencia hidráulica, ya que en el interior hay una capa de óxido y depósitos minerales.
Al calcular el área de una tubería redonda, se tienen en cuenta el diámetro y el grosor de la pared
La superficie interna de una tubería redonda se calcula de acuerdo con la fórmula: S = π (d - 2n) l, en términos de:
- π - aproximadamente 3.14;
- d es el diámetro exterior;
- n es el grosor de la pared;
- l es la longitud de la trama.
Cómo calcular la sección transversal de la tubería
Hay un cierto matiz asociado con el tipo de tubería utilizada: con o sin presión. En el caso de una tubería de presión, el cálculo es mucho más simple y debe usar la fórmula S = π r2. Es decir, para calcular el área de sección transversal (S) de la tubería de presión en la que el medio transportado ocupa todo el volumen interno, se utilizan las siguientes cantidades: π - aproximadamente 3.14; r es un radio igual a la mitad del diámetro interno o la mitad del diámetro externo menos el espesor de la pared doble.
Más complicada es la situación con cálculos similares si tiene que lidiar con aguas residuales por gravedad o suministro de agua. En tales sistemas, a diferencia de los sistemas de presión, durante casi todo el período de operación, el flujo del medio de trabajo afecta solo una parte de las paredes, y no todo el volumen interno. Por lo tanto, el valor de la resistencia hidráulica es significativamente menor.
En una nota! Cuando se realizan cálculos hidráulicos, es habitual operar con el concepto de una sección viva. Por se entiende la parte de la sección transversal que se relaciona directamente con el flujo del medio de trabajo, que es perpendicular a él.
¿Qué hacer cuando se trata de un tubo cuadrado en sección transversal? Para calcular el área de una tubería de sección transversal cuadrada o rectangular, puede recurrir a una calculadora en línea o usar la fórmula S = Pl. Además de los valores de área (S) y longitud (l), también utiliza el valor del perímetro de la sección perpendicular (P).
A pesar de la simplicidad de calcular el área de la tubería, apenas vale la pena ser negligente al realizar esta operación. Los errores pueden resultar tanto en un gasto excesivo de materiales y dinero, como en interrupciones en la operación del sistema de tuberías en sí.
