Sección transversal de la tubería y su volumen interno:

Hoy tenemos una pequeña excursión a los programas escolares de geometría y física. Recordaremos cómo se calculan el área de la sección transversal de la tubería y su volumen interno. Además, tenemos que descubrir cómo los cambios en el diámetro de la tubería actúan sobre la presión en el flujo de fluido. Así que ve

Calcula el área transversal

Obviamente, la fórmula para el área de la sección transversal de un tubo dependerá de la forma de esta sección. ¿Qué opciones son posibles?

Redondo

El área del círculo es S = Pi R ^ 2, donde:

• S es el valor deseado;
• Pi es el número de pi, que generalmente se redondea a 3.14;
• R es el radio del círculo (para una tubería, la mitad de su diámetro interno).

Como ejemplo, calculemos el área de la sección transversal interna de un tubo redondo con un diámetro interno de 100 milímetros.

1. El radio obviamente será de 50 mm, o 0.05 metros.
2. El área será igual a 3.14 x 0.05 ^ 2 = 0.00785 m2.

Tenga en cuenta que: al calcular la tasa de flujo de las tuberías de flujo por gravedad (por ejemplo, las aguas residuales domésticas), la sección real, no tanto, sino la llamada sección viva del flujo se limita al nivel promedio de agua.

¿Dónde puedo obtener datos sobre el diámetro interno de los tubos GVP utilizados en la instalación de las comunicaciones internas del edificio? Los vendedores generalmente indican solo el control remoto (paso condicional) y el tipo es ligero, ordinario o reforzado.

Toda la información necesaria se puede encontrar en GOST 3262-75, según la cual se fabrican estos productos.

¿Cómo puedes calcular tú mismo el diámetro interno real de esta tabla?

La instrucción es simple y, en general, obvia.

1. Seleccione los productos apropiados de interés para usted y el tipo.
2. Resta del diámetro exterior el doble del espesor de las paredes.

Sugerencia: una calculadora en línea del área de sección transversal de cualquier tipo de tubería a menudo se puede encontrar en el sitio web del fabricante o en los distribuidores.

Plaza

Las tuberías de perfil se utilizan relativamente raramente para el transporte de líquidos: estas son áreas de uso prioritario para tuberías circulares.

Por que

• El círculo tiene una longitud de pared mínima con un área máxima de todas las formas geométricas.. A partir de aquí, una consecuencia práctica: con un espesor constante de las paredes, un tubo redondo tendrá el rendimiento máximo. O, en otras palabras, con una capacidad de carga fija, el precio por metro de funcionamiento de un tubo redondo será mínimo.
• En virtud de esta misma característica, un tubo redondo tiene la máxima resistencia a la tracción.. La presión no se mide en vano en kilogramos por centímetro cuadrado: cuanto mayor es el área de las paredes de la tubería, mayor es la fuerza que se les aplica a una presión fija dentro de la tubería.

Sin embargo, en algunos casos es necesario calcular la sección transversal interna del proftrub. En el caso de un tubo cuadrado, es igual al cuadrado de la diferencia entre la dimensión exterior del tubo y su doble grosor de sus paredes. Entonces, para un producto con un tamaño de 100x100 mm con paredes de 4 mm de espesor, el cálculo tomará la forma (100 - (4 x 2)) ^ 2 = 8464 mm2.

Presta atencion La mayoría de las fórmulas utilizan el área expresada en metros cuadrados. El factor de conversión de mm2 a m2 es 1: 1,000,000, es decir, en el caso anterior, obtenemos 0.008464 m2.

Rectangular

El esquema de cálculo es casi idéntico al descrito para tuberías cuadradas. La única diferencia es que las paredes no son las mismas; en consecuencia, multiplicamos sus dimensiones menos sí, de nuevo, dos veces el grosor de las paredes.

Por lo tanto, para un tubo rectangular con un tamaño de 150x180 mm con un grosor de pared de 6 mm, el valor buscado será (150 - (6 x 2)) x (180 - (6 x 2)) = 23184 mm2, o 0.023184 m2.

Volumen

Todo es bastante simple aquí. El volumen de una tubería de cualquier tipo es igual al producto de su longitud (moldeado) por el área de la sección. En el último ejemplo, el volumen interno de la tubería de 25 metros será 0.023184 x 25 = 0.5796 m2.

Corte transversal y presión.

Allí vivió en el glorioso siglo XVIII suizo Daniel Bernoulli. Vivió, vivió y formuló entre los tiempos de la ley, que más tarde marcó el comienzo de la hidrodinámica moderna y recibió su nombre.

Si traducimos el lenguaje seco de las fórmulas al ruso al que estamos acostumbrados, entonces se puede formular de la siguiente manera: el caudal es inversamente proporcional a la presión estática del líquido o gas que contiene.

Desde el punto de vista práctico, esto significa que en las transiciones del diámetro de la tubería, el flujo se comporta en sentido contrario al sentido común: un aumento en la sección transversal provoca un aumento de la presión, mientras que una disminución y la aceleración asociada del movimiento de un líquido o gas aumenta.

Hoy en día, este efecto es ampliamente utilizado en mecanismos de diversos propósitos.

Démosle un par de los ejemplos más obvios que cualquiera de nosotros encontró.

• El elemento principal de la unidad de calefacción en el hogar es el elevador. Es una boquilla en la que se inyecta un chorro de agua con mayor temperatura y presión del tubo de suministro en un volumen lleno de agua más fría con baja presión desde el retorno. Debido a la caída de la presión estática en el chorro, extrae una porción del agua de la tubería de retorno a través de la succión diseñada para este propósito a la recirculación. (Ver también el artículo Cómo doblar una tubería de perfil: características).

• El aerógrafo y el aerógrafo tienen el mismo efecto: el rápido flujo de aire debido al vacío creado al extraer el tinte del tanque, lo aplasta, lo convierte en un aerosol y lo deposita en la superficie que se está pintando.

Conclusión

Esperamos que no hayan cansado al lector con una gran cantidad de números, fórmulas y cálculos. Como siempre, los materiales adicionales sobre los temas que estudiamos se pueden encontrar en el video de este artículo. ¡Éxitos!