A área da tubulação é um conceito usado nos cálculos de três parâmetros diferentes do produto - superfície externa, superfície interna e seção. Ao realizar cálculos relacionados à seção transversal, em alguns casos é necessário lidar com a chamada seção transversal ao vivo. Após o cálculo da área, é possível determinar a quantidade de materiais necessários e o nível de custos necessários para a colocação e o pleno funcionamento da tubulação.
O cálculo de um indicador como a área do tubo pode ser necessário durante a construção da tubulação, bem como seu isolamento, pintura e outras atividades
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Quais são os parâmetros da operação de dutos associados ao cálculo da área do tubo
Na fase de projeto do sistema de tubulação, o cálculo competente da área do tubo permite obter vantagens importantes associadas a diferentes aspectos da colocação, operação e manutenção adicional. Em particular, como a área do tubo foi calculada será associada a:
- patência do sistema de tubulação. Será necessário calcular, com base nos valores dos diâmetros externos e nas espessuras da parede, a área da seção transversal interna do tubo. Isso permitirá esclarecer a vazão do ambiente de trabalho transportado, bem como o custo da estrutura como um todo;
- perdas de calor que ocorrem durante o transporte de uma fonte geradora (ponto de calor) para aparelhos de aquecimento. Para calcular a perda de calor, é necessário operar com os valores do diâmetro e comprimento dos tubos. Tendo uma idéia da área da superfície de transferência de calor e sabendo quanto calor é gerado pelo ponto de aquecimento, o número e as dimensões dos dispositivos de aquecimento no sistema são calculados;
- parâmetros termodinâmicos do sistema, seja piso radiante, o registro do sistema de aquecimento ou uma seção da tubulação;
- a quantidade de materiais para isolamento térmico calculada a partir da área da superfície externa;
- a quantidade de materiais para aplicação de um revestimento anticorrosivo;
- rugosidade da superfície interna, afetando a velocidade de movimento do meio de trabalho. Este último, por sua vez, depende dos valores dos parâmetros geométricos do tubo.
Conhecendo a área dos tubos, é fácil determinar a quantidade de materiais para isolamento do sistema
Como calcular a área de superfície do tubo
Para realizar os cálculos, pode ser usada uma fórmula que comemora o livro escolar e as possibilidades de uma calculadora, tanto comuns como online.
Para determinar a área da superfície externa de um tubo redondo, precisamos da fórmula usada nos cálculos realizados com o cilindro: S = π d l. Para determinar, por exemplo, o número necessário de pintura ou materiais de isolamento térmico, é necessário conhecer os valores de parâmetros como:
- l - o comprimento do produto que será submetido ao processamento apropriado;
- d é o diâmetro externo;
- S é a área que será determinada como resultado dos cálculos.
O valor de π é considerado aproximadamente igual a 3,14.
Nota! Trabalhando com tintas e vernizes, focamos no consumo estimado por metro quadrado indicado pelo fabricante.
O isolamento térmico exigirá cálculos e custos adicionais, pois você deve considerar:
- a espessura da camada isolante;
- presença de sobreposições de pinturas, obrigatórias na colocação de lã mineral.
Ao fazer cálculos na superfície interna, especialmente os hidrodinâmicos, não se deve esquecer alguns pontos importantes:
- com um aumento no diâmetro e comprimento da tubulação, a resistência hidráulica do meio de trabalho pode ser negligenciada devido a uma diminuição no atrito hidráulico contra as paredes;
- o valor da resistência hidráulica é mais dependente do coeficiente de rugosidade do que do tamanho da superfície;
- o uso de aço não galvanizado como material para a tubulação ao longo do tempo leva a uma diminuição da seção interna e a um aumento da resistência hidráulica, pois no interior há camadas de ferrugem e depósitos minerais.
Ao calcular a área de um tubo redondo, o diâmetro e a espessura da parede são levados em consideração
A superfície interna de um tubo redondo é calculada de acordo com a fórmula: S = π (d - 2n) l, em termos de:
- π - aproximadamente 3,14;
- d é o diâmetro externo;
- n é a espessura da parede;
- l é o comprimento da trama.
Como calcular a seção transversal do tubo
Há uma certa nuance associada ao tipo de oleoduto usado - sob pressão ou sem pressão. No caso de uma tubulação de pressão, o cálculo é muito mais simples e você precisa usar a fórmula S = π r2. Ou seja, para calcular a área de seção transversal (S) da tubulação de pressão na qual o meio transportado ocupa todo o volume interno, são utilizadas as seguintes quantidades: π - aproximadamente 3,14; r é um raio igual à metade do diâmetro interno ou à metade do diâmetro externo menos a espessura da parede dupla.
Mais complicada é a situação com cálculos semelhantes, se você precisar lidar com esgoto por gravidade ou fornecimento de água. Nesses sistemas, diferentemente dos sistemas de pressão, durante quase todo o período de operação, o fluxo do meio de trabalho afeta apenas parte das paredes, e não todo o volume interno. Assim, o valor da resistência hidráulica é significativamente menor.
Em uma nota! Ao realizar cálculos hidráulicos, é habitual operar com o conceito de seção viva. Por isso, entende-se a parte da seção transversal que se relaciona diretamente com o fluxo do meio de trabalho, que é perpendicular a ele.
O que fazer ao lidar com um tubo quadrado em seção transversal? Para calcular a área de um tubo de seção quadrada ou retangular, você pode recorrer a uma calculadora on-line ou usar a fórmula S = Pl. Além dos valores da área (S) e do comprimento (l), também utiliza o valor do perímetro da seção perpendicular (P).
Apesar da simplicidade de calcular a área do tubo, dificilmente vale a pena negligenciar a execução desta operação. Erros podem resultar em gastos excessivos de materiais e dinheiro, além de interrupções na operação do próprio sistema de dutos.
