Сколько литров воды в 76 трубе: ОБЪЕМ ВОДЫ В ТРУБАХ

Содержание

ОБЪЕМ ВОДЫ В ТРУБАХ

ОБЪЕМ ВОДЫ В ТРУБАХ

 

 

Внутренний диаметр трубы, ммВнутренний объем 1м погонного трубы, литровВнутренний объем 10 м погонных трубы, литров
40,01260,1257
50,01960,1963
60,02830,2827
70,03850,3848
80,05030,5027
90,06360,6362
10
0,07850,7854
110,09500,9503
120,11311,1310
130,13271,3273
140,15391,5394
150,17671,7671
160,20112,0106
17
0,2270
2,2698
180,25452,5447
190,28352,8353
200,31423,1416
210,34643,4636
220,38013,8013
230,41554,1548
240,45244,5239
260,53095,3093
280,61586,1575
300,70697,0686
320,80428,0425
340,90799,0792
361,017910,1788
381,134111,3411
401,256612,5664
421,385413,8544
441,520515,2053
461,661916,6190
481,809618,0956
501,9635
19,6350
522,123721,2372
542,290222,9022
562,463024,6301
582,642126,4208
602,827428,2743
623,019130,1907
643,2170
32,1699
663,421234,2119
683,631736,3168
703,848538,4845
724,071540,7150
744,300843,0084
764,536545,3646
784,778447,7836
825,281052,8102
845,541855,4177
865,808858,0880
886,082160,8212
906,361763,6173
926,647666,4761
946,939869,3978
967,238272,3823
987,543075,4296
1007,854078,5398
1058,659086,5901
1109,503395,0332
11510,3869103,8689
120
11,3097113,0973
12512,2718122,7185
13013,2732132,7323
13514,3139143,1388
14015,3938153,9380
14516,5130165,1300
15017,6715
176,7146
16020,1062201,0619
17022,6980226,9801
18025,4469254,4690
19028,3529283,5287
20031,4159314,1593
21034,6361346,3606
22038,0133
380,1327
23041,5476415,4756
24045,2389452,3893
25049,0874490,8739
26053,0929530,9292
27057,2555572,5553
28061,5752615,7522
290
66,0520
660,5199
30070,6858706,8583
32080,4248804,2477
34090,7920907,9203
360101,78761017,8760
380113,41151134,1149
400125,66371256,6371
420138,54421385,4424
440152,05311520,5308
460166,19031661,9025
480180,95571809,5574
500196,34951963,4954
520212,37172123,7166
540229,02212290,2210
560246,30092463,0086
580264,20792642,0794
600282,74332827,4334
620301,90713019,0705
640321,69913216,9909
660342,11943421,1944
680363,16813631,6811
700384,84513848,4510
720407,15044071,5041
740430,08404300,8403
760453,64604536,4598
780477,83624778,3624
800502,65485026,5482
820528,10175281,0173
840554,17695541,7694
860580,88055808,8048
880608,21236082,1234
900636,17256361,7251
920664,76106647,6101
940693,97786939,7782
960723,82297238,2295
980754,29947542,9640
1000785,39827853,9816

 

 

Обратная связь

Обратная связь

Внутренний объем погонного метра трубы в литрах — таблица.

Внутренний диаметр трубы 4-1000 мм. Сколько нужно воды или антифриза или теплоносителя или, там, вазелина;) … для наполнения трубопровода.

Внутренний объем погонного метра трубы в литрах — таблица. Внутренний диаметр трубы 4-1000 мм. Сколько нужно воды или антифриза или теплоносителя или, там, вазелина;) … для наполнения трубопровода. Пустяк, а времени такая табличка много экономит.

Внутренний диаметр,мм

Внутренний объем 1 м погонного трубы, литров

Внутренний объем 10 м погонных трубы, литров

Внутренний диаметр,мм

Внутренний объем 1 м погонного трубы, литров

Внутренний объем 10 м погонных трубы, литров

4

0,0126

0,1257

105

8,6590

86,5901

5

0,0196

0,1963

110

9,5033

95,0332

6

0,0283

0,2827

115

10,3869

103,8689

7

0,0385

0,3848

120

11,3097

113,0973

8

0,0503

0,5027

125

12,2718

122,7185

9

0,0636

0,6362

130

13,2732

132,7323

10

0,0785

0,7854

135

14,3139

143,1388

11

0,0950

0,9503

140

15,3938

153,9380

12

0,1131

1,1310

145

16,5130

165,1300

13

0,1327

1,3273

150

17,6715

176,7146

14

0,1539

1,5394

160

20,1062

201,0619

15

0,1767

1,7671

170

22,6980

226,9801

16

0,2011

2,0106

180

25,4469

254,4690

17

0,2270

2,2698

190

28,3529

283,5287

18

0,2545

2,5447

200

31,4159

314,1593

19

0,2835

2,8353

210

34,6361

346,3606

20

0,3142

3,1416

220

38,0133

380,1327

21

0,3464

3,4636

230

41,5476

415,4756

22

0,3801

3,8013

240

45,2389

452,3893

23

0,4155

4,1548

250

49,0874

490,8739

24

0,4524

4,5239

260

53,0929

530,9292

26

0,5309

5,3093

270

57,2555

572,5553

28

0,6158

6,1575

280

61,5752

615,7522

30

0,7069

7,0686

290

66,0520

660,5199

32

0,8042

8,0425

300

70,6858

706,8583

34

0,9079

9,0792

320

80,4248

804,2477

36

1,0179

10,1788

340

90,7920

907,9203

38

1,1341

11,3411

360

101,7876

1017,8760

40

1,2566

12,5664

380

113,4115

1134,1149

42

1,3854

13,8544

400

125,6637

1256,6371

44

1,5205

15,2053

420

138,5442

1385,4424

46

1,6619

16,6190

440

152,0531

1520,5308

48

1,8096

18,0956

460

166,1903

1661,9025

50

1,9635

19,6350

480

180,9557

1809,5574

52

2,1237

21,2372

500

196,3495

1963,4954

54

2,2902

22,9022

520

212,3717

2123,7166

56

2,4630

24,6301

540

229,0221

2290,2210

58

2,6421

26,4208

560

246,3009

2463,0086

60

2,8274

28,2743

580

264,2079

2642,0794

62

3,0191

30,1907

600

282,7433

2827,4334

64

3,2170

32,1699

620

301,9071

3019,0705

66

3,4212

34,2119

640

321,6991

3216,9909

68

3,6317

36,3168

660

342,1194

3421,1944

70

3,8485

38,4845

680

363,1681

3631,6811

72

4,0715

40,7150

700

384,8451

3848,4510

74

4,3008

43,0084

720

407,1504

4071,5041

76

4,5365

45,3646

740

430,0840

4300,8403

78

4,7784

47,7836

760

453,6460

4536,4598

80

5,0265

50,2655

780

477,8362

4778,3624

82

5,2810

52,8102

800

502,6548

5026,5482

84

5,5418

55,4177

820

528,1017

5281,0173

86

5,8088

58,0880

840

554,1769

5541,7694

88

6,0821

60,8212

860

580,8805

5808,8048

90

6,3617

63,6173

880

608,2123

6082,1234

92

6,6476

66,4761

900

636,1725

6361,7251

94

6,9398

69,3978

920

664,7610

6647,6101

96

7,2382

72,3823

940

693,9778

6939,7782

98

7,5430

75,4296

960

723,8229

7238,2295

100

7,8540

78,5398

980

754,2964

7542,9640

1000

785,3982

7853,9816

Объём воды в трубе, таблица, примеры расчёта, формула

Проектирование системы отопления, водопровода и даже канализации часто требует провести точный расчет объема трубы, и как это сделать, а главное, зачем это делать, знают не все. Прежде всего, объём трубы позволяет выбрать нужное отопительное или насосное оборудование, резервуары для воды или теплоносителя, просчитать габариты, которые будет занимать система трубопроводов, что в условиях тесных или подвальных помещений важно. Также объем теплоносителей может сильно отличаться из-за разной плотности жидкостей, поэтому и диаметры труб для води и, например, антифриза, могут быть разными.

Калькулятор

Расчет объема

 

К тому же, антифриз может поступать в продажу разбавленным или концентрированным, что также влияет на расчеты и конечный результат. Разбавленный антифриз замерзает при -300С, неразбавленный будет работать и при -650С.

Формулы расчетов

Самый простой способ рассчитать объем трубы – воспользоваться онлайн сервисом или специальной десктопной (настольной) программой. Второй способ – вручную, и для этого понадобится обычный калькулятор, линейка и штангенциркуль, которым измеряют внутренний и наружный радиусы трубы (на всех чертежах и схемах радиус обозначается символом R или r). Можно воспользоваться значением диаметра (D или d), который вычисляется по простой формуле: R x 2 или R2. Чтобы вычислить объем воды в трубе в кубах, также понадобится узнать длину цилиндра L (или l).

Измерение внутреннего радиуса позволит узнать, сколько воды или другой жидкости в цилиндре. Результат отражается в кубических метрах. Знать наружный диаметр трубы необходимо для расчета габаритов того места, где будет прокладываться трубопровод.

 

Последовательность расчетов такова: сначала узнаю́т площадь сечения трубы:

  1. S = R x ∏;
  2. Площадь цилиндра – S;
  3. Радиус цилиндра – R;
  4. ∏ – 3,14159265.

Результат S умножают на длину L трубы – это и будет полный рассчитанный объем. Расчет объема по сечению и длине цилиндра выглядит так:

  1. Vтр = Sтр x Lтр;
  2. Объем цилиндра – Vтр;
  3. Площадь цилиндра – Sтр;
  4. Длина цилиндра – Lтр.

Пример:

  1. Стальная труба Ø = 0,5 м, L = 2 м;
  2. Sтр = (Dтр / 2) = ∏ х (0,5 / 2) = 0,0625 м2.

Конечная формула, как рассчитать объем трубы, будет выглядеть следующим образом:

V = H х S = 2 х 0,0625 = 0,125 м3;

Где:

H – толщина стенки трубы. Толщина стенок любой трубы


Эта формула позволяет узнать, как посчитать объем трубы с любыми заданными параметрами и из любого материала, а также отдельные участки составного трубопровода. Чтобы не путаться в параметрах результатов, необходимо сразу выражать их в одних и тех же единицах, например, в метрах и кубических метрах, или в сантиметрах и кубических сантиметрах. Из компьютерных программ для начинающих пользователей или для тех, кто предполагает проводить одноразовые расчеты, можно предложить VALTEC. PRG, Unitconverter, Pipecalc и другие.

Как вычислить площадь поперечного сечения трубы

Для круглой трубы площадь поперечного сечения рассчитывается с использованием площади круга по следующей формуле:

Sтр = ∏ х R2;

Где:

  1. R – внутренние радиус трубы;
  2. ∏ – постоянная величина 3,14.

Пример:

Sтр Ø = 90 мм, или R = 90 / 2 = 45 мм или 4,5 см. Согласно формуле, Sтр = 2 х 20,25 см2 = 40,5 см2, где 20,25 – это 4,5 см в квадрате.

Параметры трубопровода

 

Площадь сечения профилированной трубы Sпр нужно рассчитывать по формуле, применяемой для вычисления площади прямоугольной фигуры:

Sпр = a х b;

Где:

a и b – стороны прямоугольной профилированной трубы. При сечении трубопровода 40 х 60 мм параметр Sпр = 40 мм х 60 мм = 2400 мм2 (20 см2, или 0,002 м2).

Как рассчитать объем воды в водопроводной системе

Для расчета объема трубы в литрах в формулу следует подставлять внутренний радиус, но это не всегда возможно, например, для радиаторов сложной формы или расширительной емкости с перегородками, для отопительного котла. Котел отопления.

Поэтому сначала нужно узнать объем изделия (обычно из технического паспорта или другой сопроводительной документации). Так, у чугунного стандартного радиатора объем одной секции равен 1,5 л, для алюминиевых – в зависимости от конструкции, вариантов которых может быть достаточно много. Геометрические параметры алюминиевых радиаторов

 

Узнать объем расширительного бачка (как и других нестандартных емкостей любого назначения) можно, залив в него заранее измеренный объем жидкости. Для подсчетов объема любой трубы нужно измерить ее диаметр, затем вычислить объем одного погонного метра, и умножить результат на длину трубопровода.

В справочной литературе, предназначенной для регламентирования параметров труб, приведены таблицы со значениями, которые нужны для расчетов объемов труб и других изделий. Эта информация является ориентировочной, но достаточно точной для того, чтобы использовать ее на практике. Выдержка из такой таблицы приведена ниже, и она пригодится для домашних расчетов:

Ø внутр, ммVвнутр 1 погонного метра трубы, лVвнутр 10 погонных метров трубы, л
4,00,01260,1257
5,00,01960,1963
6,00,02830,2827
7,00,03850,3848
8,00,05030,5027
9,00,06360,6362
10,00,07850,7854
11,00,0950,9503
12,00,11311,131
13,00,13271,3273
14,00,15391,5394
15,00,17671,7671
16,00,20112,0106
17,00,2272,2698
18,00,25452,5447
19,00,28352,8353
20,00,31423,1416
21,00,34643,4636
22,00,38013,8013
23,00,41554,1548
24,00,45244,5239
26,00,53095,3093
28,00,61586,1575
30,00,70697,0686
32,00,80428,0425
Параметры пластиковых труб

 

Материал, из которого изготавливаются трубы для водопровода или канализации, может быть разным, соответственно, характеристики труб тоже будут отличаться. Стальные трубы, например, которые имеют большой внутренний диаметр, пропустят намного меньшее количество воды, чем аналогичные трубы из пластика или пропилена.

Это происходит из-за разной гладкости внутренней поверхности трубы – у железных изделий она намного меньше, а ППР и ПВХ трубы не имеют шероховатостей на внутренних поверхностях. Но металлические трубы помещают в себя больший объем жидкости, чем изделия из других материалов с одинаковым внутренним сечением. Поэтому все расчеты для труб из разных материалов необходимо проверять, и сделать это можно как в онлайн калькуляторе, так и в настольной компьютерной программе, специально для этого предназначенной. Десктопная программа для расчетов объема

 

Условный проходНаружный диаметрТолщина стенки трубМасса 1 м труб, кг
ЛегкихОбыкновенныхУсиленныхЛегкихОбыкновенныхУсиленных
610,21,82,02,50,370,400,47
813,52,02,22,80,570,610,74
1017,02,02,22,80,740,800,98
1521,32,351,10
1521,32,52,83,21,161,281,43
2026,82,351,42
2026,82,52,83,21,501,661,86
2533,52,83,24,02,122,392,91
3242,32,83,24,02,733,093,78
4048,03,03,54,03,333,844,34
5060,03,03,54,54,224,886,16
6575,53,24,04,55,717,057,88
8088,53,54,04,57,348,349,32
90101,33,54,04,58,449,6010,74
100114,04,04,55,010,8512,1513,44
125140,04,04,55,513,4215,0418,24
150165,04,04,55,515,8817,8121,63

Если схема вашего трубопровода имеет свою специфику, рассчитать точные параметры для требуемого расхода жидкости можно по формулам, которые приведены выше.

Как посчитать объем трубы при выборе расширительного мембранного бака.

Как посчитать объем трубы.

Данные вычисления требуются для определения объёма системы отопления, при выборе расширительного мембранного бака.
Объём расширительного мембранного бака подбирается из расчета не менее 10% от всего литража системы.

Определите радиус трубы R. Если необходимо рассчитать внутренний объем трубы, то надо найти внутренний радиус. Если необходимо рассчитать объем, занимаемый трубой, следует рассчитать радиус внешний. Путем измерений можно легко получить диаметр (как внутренний, так и внешний) и длину окружности сечения трубы. Если известен диаметр трубы, поделите его на два. Так, R=D/2, где D — диаметр. Если известна длина окружности сечения трубы, поделите его на 2*Пи, где Пи=3.14159265. Так, R=L/6,28318530, где L — длина окружности.

Найдите площадь сечения трубы. Возведите значение радиуса в квадрат и помножьте его на число Пи. Так, S=Пи*R*R, где R — радиус трубы. Площадь сечения будет найдена в той же системе единиц, в которой было взято значение радиуса. Например, если значение радиуса представлено в сантиметрах, то площадь сечения будет вычислена в квадратных сантиметрах.

Вычислите объем трубы. Помножьте площадь сечения трубы на нее длину. Объем трубы V=S*L, где S — площадь сечения, а L — длина трубы.

Программа расчета объема воды в трубе и радиаторах

Внутренний диаметр трубы, мм. = объём секции радиатора, литров =
Длина трубы, м = количество секций радиатора, шт. =
Объем воды в трубе, м³ = объём воды в радиаторе, м³ =
Объем воды в трубе, литров = объём воды в радиаторе, литров =
 
Объем воды в системе, м³ =
Объем воды в системе, литров =

 


Таблица объёма жидкости в одном метре трубы:  

Внутренний диаметр,
мм

Внутренний объем 1 м погонного трубы,
литров

 

Внутренний диаметр,
мм

Внутренний объем 1 м погонного трубы,
литров

4

0,0126

105

8,6590

5

0,0196

110

9,5033

6

0,0283

115

10,3869

7

0,0385

120

11,3097

8

0,0503

125

12,2718

9

0,0636

130

13,2732

10

0,0785

135

14,3139

11

0,0950

140

15,3938

12

0,1131

145

16,5130

13

0,1327

150

17,6715

14

0,1539

160

20,1062

15

0,1767

170

22,6980

16

0,2011

180

25,4469

17

0,2270

190

28,3529

18

0,2545

200

31,4159

19

0,2835

210

34,6361

20

0,3142

220

38,0133

21

0,3464

230

41,5476

22

0,3801

240

45,2389

23

0,4155

250

49,0874

24

0,4524

260

53,0929

26

0,5309

270

57,2555

28

0,6158

280

61,5752

30

0,7069

290

66,0520

32

0,8042

300

70,6858

34

0,9079

320

80,4248

36

1,0179

340

90,7920

38

1,1341

360

101,7876

40

1,2566

380

113,4115

42

1,3854

400

125,6637

44

1,5205

420

138,5442

46

1,6619

440

152,0531

48

1,8096

460

166,1903

50

1,9635

480

180,9557

52

2,1237

500

196,3495

54

2,2902

520

212,3717

56

2,4630

540

229,0221

58

2,6421

560

246,3009

60

2,8274

580

264,2079

62

3,0191

600

282,7433

64

3,2170

620

301,9071

66

3,4212

640

321,6991

68

3,6317

660

342,1194

70

3,8485

680

363,1681

72

4,0715

700

384,8451

74

4,3008

720

407,1504

76

4,5365

740

430,0840

78

4,7784

760

453,6460

80

5,0265

780

477,8362

82

5,2810

800

502,6548

84

5,5418

820

528,1017

86

5,8088

840

554,1769

88

6,0821

860

580,8805

90

6,3617

880

608,2123

92

6,6476

900

636,1725

94

6,9398

920

664,7610

96

7,2382

940

693,9778

98

7,5430

960

723,8229

100

7,8540

980

754,2964

1000

785,3982

 

Выбор диаметра трубы в зависимости от расхода воды онлайн калькулятор таблица

Таблица выбора диаметра трубы от расхода воды

Диаметр, дюйм
Диаметр, мм
Расход воды м3/час
1″
25. 4
1.8
1 1/4″
32
3.3
1 1/2″
38.1
5.1
2″
50.8
10.7
2 1/2″
63. 5
19.1
3″
76
30.4
3 1/2″
89
45.6
4″
102
64.9
4 1/2
114
86. 4

Расчет расхода воды в зависимости от диаметра трубы. Не целые числа вводите через точку (АА.АА)

Значения величин в этой таблице основаны на принятых в практике соответствиях диаметров труб расходам воды. Эти практические расчеты основаны на том требовании, что скорость воды в трубах не должна достигать шумового предела (приблизительно 2 метра в секунду для труб диаметром до 50 мм и 3 метра в секунду для труб диаметром до 114 мм), и обычно она оказывается в диапазоне 0.8-1.5 м/c для труб диаметром до 50 мм и до 2.5 метров в секунду для труб диаметром до 114 мм, в бетонном производстве трубы большего диаметра для подачи воды практически не используются. Поэтому вычисления по этой таблице допустимы только до диаметра 114 мм. Для труб большего диаметра данные мы не собирали и не анализировали.

Еще раз обращаем внимание — расчеты на данной странице можно вести только для труб диаметром до 114 мм. !!!

При выборе диаметра трубы нужно учесть непостоянный характер потребления!

К примеру : необходимо для производства 30 м3 бетона 4.5 тонн воды и 2 тонны для заправки миксеров, итого 6.5 тонн воды. Казалось бы, по таблице можно выбрать с запасом трубу диаметром 50 мм. с расходом 10.7 тонны воды в час. Это неправильный ответ. Вода для приготовления бетона будет потребляться не час, а 20-30 минут, остальное время — выгрузка бетона, технологические простои. Поэтому труба должна пропускать не 4.5, а 9-13.5 тонн воды для приготовления бетона. Ну и плюс 2 тонны для миксеров. Итого не 6.5, а 11-15.5 тонн воды. Нужно выбирать 53-ю или 57-ю трубу. Кстати, все вышесказанное относится и к выбору насосов.

Компания Тех Альянс не несет ответственности за любые последствия, наступившие при использовании результатов данных расчетов.

 

 

 

 

площади поверхности, толщины стенки, массы

При строительстве и обустройстве дома трубы не всегда используются для транспортировки жидкостей или газов. Часто они выступают как строительный материал — для создания каркаса различных построек, опор для навесов и т.д. При определении параметров систем и сооружений необходимо высчитать разные характеристики ее составляющих. В данном случае сам процесс называют расчет трубы, а включает он в себя как измерения, так и вычисления. 

Содержание статьи

Для чего нужны расчеты параметров труб

В современном строительстве используются не только стальные или оцинкованные трубы. Выбор уже довольно широк — ПВХ,  полиэтилен (ПНД и ПВД), полипропилен, металлопластк, гофрированная нержавейка. Они хороши тем, что имеют не такую большую массу, как стальные аналоги. Тем не менее, при транспортировке полимерных изделий в больших объемах знать их массу желательно — чтобы понять, какая машина нужна. Вес металлических труб еще важнее — доставку считают по тоннажу. Так что этот параметр желательно контролировать.

То, что нельзя измерить, можно рассчитать

Знать площадь наружной поверхности трубы надо для закупки краски и теплоизоляционных материалов. Красят только стальные изделия, ведь они подвержены коррозии в отличие от полимерных. Вот и приходится защищать поверхность от воздействия агрессивных сред. Используют их чаще для строительства заборов, каркасов для хозпостроек (гаражей, сараев, беседок, бытовок), так что условия эксплуатации — тяжелы, защита необходима, потому все каркасы требуют окраски. Вот тут и потребуется площадь окрашиваемой поверхности — наружная площадь трубы.

При сооружении системы водоснабжения частного дома или дачи, трубы прокладывают от источника воды (колодца или скважины) до дома — под землей. И все равно, чтобы они не замерзли, требуется утепление. Рассчитать количество утеплителя можно зная площадь наружной поверхности трубопровода. Только в этом случае надо брать материал с солидным запасом — стыки должны перекрываться с солидным запасом.

Сечение трубы необходимо для определения пропускной способности — сможет ли данное изделие провести требуемое количество жидкости или газа. Этот же параметр часто нужен при выборе диаметра труб для отопления и водопровода, расчета производительности насоса и т. д.

Внутренний и наружный диаметр, толщина стенки, радиус

Трубы — специфический продукт. Они имеют внутренний и наружный диаметр, так как стенка у них толстая, ее толщина зависит от типа трубы и материала из которого она изготовлена. В технических характеристиках чаще указывают наружный диаметр и толщину стенки.

Внутренний и наружный диаметр трубы, толщина стенки

Имея эти два значения, легко высчитать внутренний диаметр — от наружного отнять удвоенную толщину стенки: d = D — 2*S. Если у вас наружный диаметр 32 мм, толщина стенки 3 мм, то внутренний диаметр будет: 32 мм — 2 * 3 мм = 26 мм.

Если же наоборот, имеется внутренний диаметр и толщина стенки, а нужен наружный — к имеющемуся значению добавляем удвоенную толщину стеки.

С радиусами (обозначаются буквой R) еще проще — это половина от диаметра: R = 1/2 D. Например, найдем радиус трубы диаметром 32 мм. Просто 32 делим на два, получаем 16 мм.

Измерения штангенциркулем более точные

Что делать, если технических данных трубы нет? Измерять. Если особая точность не нужна, подойдет и обычная линейка, для более точных измерений лучше использовать штангенциркуль.

Расчет площади поверхности трубы

Труба представляет собой очень длинный цилиндр, и площадь поверхность трубы рассчитывается как площадь цилиндра. Для вычислений потребуется радиус (внутренний или наружный — зависит от того, какую поверхность вам надо рассчитать) и длина отрезка, который вам необходим.

Формула расчета боковой поверхности трубы

Чтобы найти боковую площадь цилиндра, перемножаем радиус и длину, полученное значение умножаем на два, а потом — на число «Пи», получаем искомую величину. При желании можно рассчитать поверхность одного метра, ее потом можно умножать на нужную длину.

Для примера рассчитаем наружную поверхность куска трубы длиной 5 метров, с диаметром 12 см. Для начала высчитаем диаметр: делим диаметр на 2, получаем 6 см. Теперь все величины надо привести к одним единицам измерения. Так как площадь считается в квадратных метрах, то сантиметры переводим в метры. 6 см = 0,06 м. Дальше подставляем все в формулу: S = 2 * 3,14 * 0,06 * 5 = 1,884 м2. Если округлить, получится 1,9 м2.

Расчет веса

С расчетом веса трубы все просто: надо знать, сколько весит погонный метр, затем эту величину умножить на длину в метрах. Вес круглых стальных труб есть в справочниках, так как этот вид металлопроката стандартизован. Масса одного погонного метра зависит от диаметра и толщины стенки. Один момент: стандартный вес дан для стали плотностью 7,85 г/см2 — это тот вид, который рекомендован ГОСТом.

Таблица веса круглых стальных труб

В таблице Д — наружный диаметр, условный проход — внутренний диаметр, И еще один важный момент: указана масса обычных стального проката, оцинкованные на 3% тяжелее.

Таблица веса профилированной трубы квадратного сечения

Как высчитать площадь поперечного сечения

Формула нахождения площади сечения круглой трубы

Если труба круглая, площадь сечения считать надо по формуле площади круга: S = π*R2. Где R — радиус (внутренний), π — 3,14. Итого, надо возвести радиус в квадрат и умножить его на 3,14.

Например, площадь сечения трубы диаметром 90 мм. Находим радиус — 90 мм / 2 = 45 мм. В сантиметрах это 4,5 см. Возводим в квадрат: 4,5 * 4,5 = 2,025 см2, подставляем в формулу S = 2 * 20,25 см2 = 40,5 см2.

Площадь сечения профилированной трубы считается по формуле площади прямоугольника: S = a * b, где  a и b — длины сторон прямоугольника. Если считать сечение профиля 40 х 50 мм, получим S = 40 мм * 50 мм = 2000 мм2 или 20 см2 или 0,002 м2.

Как рассчитать объем воды в трубопроводе

При организации системы отопления бывает нужен такой параметр, как объем воды, которая поместится в трубе. Это необходимо при расчете количества теплоносителя в системе. Для данного случая нужна формула объема цилиндра.

Формула расчета объема воды в трубе

Тут есть два пути: сначала высчитать площадь сечения (описано выше) и ее умножить на длину трубопровода. Если считать все по формуле, нужен будет внутренний радиус и общая длинна трубопровода. Рассчитаем сколько воды поместится в системе из 32 миллиметровых труб длиной 30 метров.

Сначала переведем миллиметры в метры: 32 мм = 0,032 м, находим радиус (делим пополам) — 0,016 м. Подставляем в формулу V = 3,14 * 0,0162 * 30 м = 0,0241 м3. Получилось = чуть больше двух сотых кубометра. Но мы привыкли объем системы измерять литрами. Чтобы кубометры перевести в литры, надо умножить полученную цифру на 1000. Получается 24,1 литра.

МЕТАЛЛОПРОКАТ

ВИЛСИ — металлоторгующая организация, осуществляющая поставки металлопроката в широком ассортименте.

Компания обслуживает организации и частных лиц г. Калуги и Калужской области. Предлагаемая продукция имеет высокое качество и конкурентоспособные цены. Вся продукция сертифицирована и соответствует требованиям ГОСТ и ТУ.

Склад “ВИЛСИ — Грабцевское шоссе”  находится по адресу: Калуга, ул. Грабцевское шоссе, 178А и предлагает максимально широкий ассортимент металлопроката. По заявке покупателя производится резка и рубка металлопроката.

Склад “ВИЛСИ — Мстихино” располагается на территории производственной базы “ВИЛСИ-ПЛЮС” и находится по адресу: г. Калуга, дер. Мстихино, ул. Центральная, дом 48, корп. 3. Отгрузка металлопроката со склада “ВИЛСИ — Мстихино” производится по предварительной заявке клиента. По заявке покупателя производится резка металлопроката и рубка листа толщиной от 1 мм до 20 мм.

ООО “ВИЛСИ” имеет возможность изготовления металлоконструкций  различной степени сложности (металлические двери, решетки на окна, ограды и ограждения, каркасы, столбы на заборы, гаражные ворота и др.). Цены привлекательные, поскольку используются трубы производства ООО “ВИЛСИ-ПЛЮС”!

Сотрудничество с ООО “ВИЛСИ” предполагает:

  • оперативное оформление документов
  • индивидуальный подход к потребностям каждого клиента
  • возможность комплектования сборных машин и доставка собственным автотранспортом
  • скидки постоянным покупателям
  • отсрочку оплаты стабильным покупателям

Приглашаем к сотрудничеству!

Позвоните нам по телефону, чтобы узнать цены:  

(4842) 52-77-52, 79-49-46 (склад «ВИЛСИ — Грабцевское шоссе»)

(4842) 22-41-01, 22-41-02 (склад «ВИЛСИ — Мстихино»)

Или задайте вопрос по электронной почте

Склад «ВИЛСИ — Грабцевское шоссе» находится по адресу: Калуга, ул. Грабцевское шоссе, 178А и предлагает максимально широкий ассортимент черного металлопроката. По заявке покупателя производится резка и рубка черного металлопроката.

Склад «ВИЛСИ — Мстихино» располагается на территории производственной базы «ВИЛСИ-ПЛЮС» и находится по адресу: г. Калуга, дер. Мстихино, ул. Центральная, дом 48, корп. 3. Отгрузка металлопроката со склада «ВИЛСИ — Мстихино» производится по предварительной заявке клиента. По заявке покупателя производится резка металлопроката и рубка листа толщиной от 1 мм до 20 мм.

  • Арматура
    ГОСТ 5781-82:
    6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28
  • Сетка арматурная сварная
    из проволоки ВР-1, д.4,5
    ячейка 50х50
  • Балка горячекатаная
    ГОСТ 8239-89:
    10, 16, 20, 25, 30, 35, 40, 45
  • Сетка арматурная сварная
    из проволоки ВР-1, д.4,5
    ячейка 100х100
  • Квадрат
    ГОСТ 2591-88:
    10, 12, 14, 16
  • Сетка арматурная сварная
    из проволоки ВР-1, д.4,5
    ячейка 150х150
  • Круг
    ГОСТ 2590-88:
    6.5, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25
  • Трубы стальные сварные ВГП
    ГОСТ 3262:
    Ду — 15, 20, 25, 32, 40, 50
  • Лист стальной горячекатаный
    ГОСТ 1903-90:
    2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 20, 25, 30, 50, 100
  • Трубы стальные электросварные прямошовные
    ГОСТ 10704-91:
    48, 57, 76, 89, 108, 133, 159, 219
  • Лист стальной холоднокатаный
    ГОСТ 19904-90:
    0.5, 0.7, 0.8, 1.0, 1.2, 1.5, 2.0
  • Трубы стальные прямоугольные
    ГОСТ 8645-68:
    40х25, 50х25, 55х40, 60х30, 60х40
  • Лист стальной оцинкованный
    ГОСТ 14918-80:
    0.55х1000х2000, 0.55х1250х2500
  • Трубы стальные квадратные
    ГОСТ 8639-68:
    20х20, 25х25, 30х30, 60х60, 80х80, 120х120
  • Лист стальной рифленый
    ГОСТ 8568-77:
    4, 5
  • Уголок равнополочный
    ГОСТ 8509-93:
    25, 32, 35, 40, 50, 63, 75, 90, 100, 125
  • Полоса стальная горячекатаная
    ГОСТ 103-76:
    25х4, 40х4
  • Швеллер горячекатаный
    ГОСТ 8240-89:
    6.5, 8, 10, 12, 14, 16, 20, 22, 24, 27, 30
  • Запорная арматура: краны (газ, вода), вентили, задвижки, фланцы, отводы, переходы, сгоны, резьбы, бочата, угольники, тройники, муфты, контргайки, пробки, ниппели, радиаторы, электроды, петли и т.д.

Калькулятор объема трубы — Дюймовый калькулятор

Рассчитайте объем трубы с учетом ее внутреннего диаметра и длины. Калькулятор также найдет, сколько весит этот объем воды.

Как найти объем трубы

Объем жидкости в трубе можно определить по внутреннему диаметру трубы и ее длине. Чтобы оценить объем трубы, используйте следующую формулу:

объем = π × d 2 4 × h

Таким образом, объем трубы равен pi, умноженному на диаметр трубы d в квадрате на 4, умноженный на длину трубы h .

Эта формула получена из формулы объема цилиндра, которую также можно использовать, если известен радиус трубы.

объем = π × r 2 × ч

Найдите диаметр и длину трубы в дюймах или миллиметрах. Воспользуйтесь нашим калькулятором футов и дюймов, чтобы рассчитать длину в дюймах или миллиметрах.

Если вы не знаете, каков внутренний диаметр трубы, но знаете, какой наружный диаметр, обратитесь к таблицам общих размеров трубы, чтобы найти наиболее вероятный внутренний диаметр вашей трубы.

Введите значения длины и диаметра в формулу выше, чтобы рассчитать объем трубы.

Пример: рассчитать объем трубы диаметром 2 дюйма и длиной 50 футов.


длина = 50 ′ × 12 = 600 ″
объем = π × 2 2 4 × 600 ″
объем = 3,1415 × 44 × 600 ″
объем = 3,1415 × 1 × 600 ″
объем = 1885 дюймов 3

Объем и вес воды для труб обычных размеров

Объем и вес воды на фут для обычных размеров труб
Размер трубы Объем Вес
дюйм дюйм 3 / фут галлон / фут фунт / фут
1 / 8 0.1473 дюйм 3 0,000637 галлонов 0,005323 фунтов
1 / 4 0,589 дюйма 3 0,00255 галлона 0,0213 фунтов
3 / 8 1.325 дюйм 3 0,005737 галлона 0,0479 фунтов
1 / 2 2.356 дюйм 3 0,0102 галлона 0.0852 фунтов
3 / 4 5,301 дюйм 3 0,0229 галлона 0,1916 фунтов
1 ″ 9,425 дюйма 3 0,0408 галлона 0,3407 фунтов
1 1 / 4 14,726 дюйм 3 0,0637 галлона 0,5323 фунтов
1 1 / 2 21.206 в 3 0,0918 галлона 0,7665 фунтов
2 ″ 37,699 дюйм 3 0,1632 галлона 1,363 фунта
2 1 / 2 58,905 дюйм 3 0,255 галлона 2,129 фунта
3 ″ 84,823 дюйм 3 0,3672 галлона 3,066 фунтов
4 ″ 150.8 в 3 0,6528 галлона 5,451 фунтов
5 ″ 235,62 дюйма 3 1,02 галлона 8,517 фунтов
6 ″ 339,29 дюйма 3 1,469 галлона 12,264 фунта
Объем и вес воды на метр для обычных метрических размеров труб
Размер трубы Объем Вес
мм мм 3 / м л / м кг / м
6 мм 28274 мм 3 0.0283 л 0,0283 кг
8 мм 50265 мм 3 0,0503 л 0,0503 кг
10 мм 78 540 мм 3 0,0785 л 0,0785 кг
15 мм 176715 мм 3 0,1767 л 0,1767 кг
20 мм 314 159 мм 3 0,3142 л 0.3142 кг
25 мм 490,874 мм 3 0,4909 л 0,4909 кг
32 мм 804 248 мм 3 0,8042 л 0,8042 кг
40 мм 1,256,637 мм 3 1,257 л 1,257 кг
50 мм 1963 495 мм 3 1,963 л 1,963 кг
65 мм 3 318 307 мм 3 3.318 л 3,318 кг
80 мм 5 026 548 мм 3 5,027 л 5,027 кг
100 мм 7 853 982 мм 3 7,854 л 7,854 кг
125 мм 12 271 846 мм 3 12,272 л 12,272 кг
150 мм 17 671 459 мм 3 17,671 л 17.671 кг

Калькулятор объема трубы

Как определить объем трубы?

Цилиндр — это трехмерное твердое тело с конгруэнтными основаниями в паре параллельных плоскостей. Эти основания представляют собой конгруэнтные круги. Ось цилиндра — это отрезок прямой с концами в центрах оснований. Высота или высота цилиндра, обозначаемая $ h $, — это перпендикулярное расстояние между его круглыми основаниями.
Далее мы будем рассматривать только правый цилиндр, т.е.е. цилиндр, в котором ось и высота совпадают. Труба или трубка — это полый цилиндр. Полый цилиндр — это цилиндр, который пуст изнутри, а его основание имеет внутренний и внешний радиус. Полый цилиндр имеет основу в виде кольца. Примеры полых цилиндров: трубы, круглые строения, соломинки и т. Д.

Объем трубы — это мера пространства, которое занимает труба. Другими словами, объем материала, необходимый для изготовления трубы. Объем трубы — это разница между двумя цилиндрами.3 $$

Работа с объемом трубы с шагом показывает полный пошаговый расчет для нахождения объема внутри трубы при длине ее внутреннего радиуса $ 10 \; in $ и высоте $ 8 \; in $ с использованием формулы объема. Для любых других значений базовых радиусов и высоты трубы просто введите три положительных вещественных числа и нажмите кнопку «Создать работу». Учащиеся начальной школы могут использовать этот калькулятор объема трубы для создания работы, проверки результатов измерения объема трехмерных тел или эффективного выполнения домашних заданий.

Гидравлический поршневой насос


Гидравлический плунжер или импульсный насос — это устройство, использующее энергию падающей воды, чтобы поднять меньшее количество воды на большее возвышение, чем источник. См. Рис. 1. Есть только два движущихся детали, поэтому их мало изнашивается. Гидравлические цилиндры относительно экономичен в покупке и установке. Один может быть построен с подробным планов и при правильной установке дадут много беспроблемных лет службы без затрат на перекачку.По этим причинам Гидравлический цилиндр — привлекательное решение там, где большая сила тяжести поток существует. Таран нужно рассматривать, когда есть источник который может дать как минимум в семь раз больше воды, чем таран должна перекачиваться, и вода будет или может быть очищена от мусора и песок. Место для подъемника должно быть не менее 0,5 м ниже источник воды и вода должны быть на уровне выше, чем источник.

Факторы проектирования

Перед тем, как выбрать гидроцилиндр, необходимо знать несколько конструктивных факторов.Они показаны на Рисунке 1 и включают:

1. Разница в высоте между источником воды и насосом. участок (так называемый вертикальный спуск).
2. Перепад высот насосной площадки и точки хранения или использования (лифт).
3. Количество (Q) потока, доступного из источника.
4. Необходимое количество воды.
5. Длина трубы от источника до насосной площадки (называемая приводная труба).
6. Длина трубы от насоса до места хранения (называемая напорный патрубок).

После получения этой информации можно произвести расчет. сделано, чтобы увидеть, можно ли подать необходимое количество воды баран. Формула: D = (S x F x E) / L Где:

D = Доставленное количество в литрах за 24 часа.
S = количество подаваемой воды в литрах в минуту.
F = падение или высота источника над тараном в метрах.
E = КПД поршня (для коммерческих моделей используйте 0,66, для домашнего использования 0,33, если не указано иное).
L = высота подъема рабочего места над гидроцилиндром в метрах.

Таблица 1 решает эту формулу для гидроцилиндров с эффективностью 66 процентов, подача 1 литр в минуту, а при рабочем падении и подъемник показан в таблице. Для расходных материалов более 1 литра в минуту просто умножьте на количество поставленных литров.

Таблица 1. Данные о производительности поршня для подачи 1 литр / минуту
литров, поставка за 24 часа
Рабочий ход (м) Подъемник — вертикальная высота, на которую вода поднимается над подъемником (м)
5 7.5 10 15 20 30 40 50 60 80 100 125
1,0 144 77 65 33 29 19.5 12,5
1,5 135 96,5 70 54 36 19 15
2.0 220 156 105 79 53 33 25 19,5 12,5
2,5 280 200 125 100 66 40.5 32,5 24 15,5 12
3,0 260 180 130 87 65 51 40 27 17,5 12
3.5 215 150 100 75 60 46 31,5 20 14
4,0 255 173 115 86 69 53 36 23 16
5.0 310 236 155 118 94 71,5 50 36 23
6,0 282 185 140 112 93.5 64,5 47,5 34,5
7,0 216 163 130 109 82 60 48
8,0 187 149 125 94 69 55
9.0 212 168 140 105 84 62
10,0 245 187 156 117 93 69
12.0 295 225 187 140 113 83
14,0 265 218 167 132 97
16.0 250 187 150 110
18,0 280 210 169 124
20.0 237 188 140

Компоненты гидроцилиндра

Установка гидроцилиндра состоит из подающей, приводной трубы, гидроцилиндр, линия подачи и обычно резервуар для хранения.Эти показано на рисунке 1. Каждая из этих составных частей обсуждается ниже:

Поставка. Заборник должен быть спроектирован так, чтобы мусор и песок не попадали в питания, так как они могут забить плунжер. Если вода не естественная без этих материалов, входное отверстие должно быть экранировано или отстойным бассейн при условии. Когда источник удален от места установки барана, линия подачи может быть спроектирована так, чтобы вода поступала в приводную трубу как показано на рисунке 2.Линия подачи при необходимости должна быть на как минимум на один диаметр трубы больше, чем диаметр ведущей трубы.

Приводная труба. Приводная труба должна быть изготовлена ​​из негибкого материала для максимального эффективность. Обычно это оцинкованная железная труба, хотя другие материалы, заключенные в бетон, будут работать. Чтобы уменьшить голову потери из-за трения, длина трубы деленная на диаметр трубы должно быть в пределах 150-1000.Таблица 2 показывает минимальную и максимальную длину труб для различных размеров труб.

Таблица 2. Диапазон длин приводных труб
для труб различного диаметра
Размер приводной трубы (мм) Длина (метры)
Минимум Максимум
13 2 13
20 3 20
25 4 25
30 4.5 30
40 6 40
50 7,5 50
80 12 80
100 15 100


Диаметр приводной трубы обычно выбирается исходя из размера плунжер и рекомендации производителя, как показано в таблице 3.Длина в четыре-шесть раз больше вертикального падения.

Таблица 3. Диаметры приводных труб по
Hydram Номер размера производителя
Hydram Size 1 2 3 3,5 4 5 6
Размер трубы (мм) 32 38 51 63.5 76 101 127

Ram. Плунжеры могут быть построены с использованием имеющихся в продаже обратных клапанов. или путем изготовления обратных клапанов. Они также доступны в заводском исполнении. агрегаты различных размеров и производительности. Бараны можно использовать в тандеме для перекачивания воды, если одного поршня недостаточно для подачи необходимость. У каждого гидроцилиндра должна быть своя приводная труба, но все могут насос через общую напорную трубу, как показано на рисунке 3.

При установке гидроцилиндра важно, чтобы он был ровным, надежно закрепленным. прикреплен к неподвижному основанию, предпочтительно бетонному, и что сточные воды должны быть слиты. Насос не может работать в погруженном состоянии. Поскольку плунжер обычно работает круглосуточно, размер может быть определенным для доставки в течение 24-часового периода. Таблица 4 показывает объемы гидроцилиндров Hydrams одного производителя.

Таблица 4.Емкость Hydram по номеру производителя
Размер Hydram
1 2 3 3,5 4 5X 6X 5лет 6 лет
Необходимый объем приводной воды (л / мин) 7-16 12-25 27-55 45-96 68-137 136-270 180-410 136-270 180-410
Максимальный подъем (м) 150 150 120 120 120 105 105 105

Трубка напорная. Напорная труба может быть из любого материала, выдерживающего водяное давление. Размер линии можно оценить с помощью Таблицы 5.

Таблица 5. Размер нагнетательной трубы
Размер напорной трубы (мм) Расход (л / мин)
30 6-36
40 37-60
50 61-90
80 91-234
100 235-360

Резервуар для хранения. Расположен на уровне, обеспечивающем подачу воды до точки использовать. Размер основан на максимальной потребности в день.


Определение размеров гидроцилиндра

Небольшой поселок состоит из 10 домов, в которых проживает 60 человек. На 10 м ниже деревни есть родник, который впадает в мойка, которая находится на 15 м ниже источника. Весна производит 30 000 литров воды в сутки. Есть место для барана на банка стирки.Эта площадка на 5 м выше мойки и на 35 м. с весны. В селе планируется общественная опора. 200м от набережной. Требуется лифт для подъема наверх хранилища бак 23м. Ниже приведены этапы проектирования.

Определите необходимые проектные факторы:

1. Вертикальное падение 10м.

2. Высота подъема 23 м до верхней части резервуара.

3. Доступный поток равен 30 000 литров в день, разделенный на 11440 минут в день (30 000/11 440) = 20.8 литров в минуту.

4. Необходимое количество воды из расчета 40 литров в день на человек при максимальном использовании 60 человек x 40 литров в день = 2400 литров в сутки.
2400/1440 = 1,66 литра в минуту (используйте 2 литра в минуту)

5. Длина приводной трубы 35м.

6. Длина напорной трубы 200м.

Приведенные выше данные можно использовать для определения размера системы. Используя Таблицу 1, при падении с 10 м и подъеме на 80 м можно перекачивать 117 литров в день на каждый литр в минуту.Начиная с 2400 литров в день, необходимое количество литров в минуту может можно найти, разделив 2400 на 117:

2400/117 = требуется расход 20,5 литров в минуту.

Из пункта 3 выше доступный расход составляет 20,8 литров в минуту. так что источника достаточно.

Таблица 3 теперь может использоваться для выбора размера плунжера. Объем вождения вода или расход 20,5 литров в минуту. Из таблицы 4, Hydram № 2 требует от 12 до 25 литров в минуту.А № 2 Hydram может поднимать воду на максимальную высоту 250 м в соответствии с Таблице 4. Этого будет достаточно, поскольку подъем наверх резервуар для хранения 23м. Таким образом, будет выбран Hydram № 2.

Таблица 3 показывает, что для Hydram № 2 минимальная длина приводной трубы диаметр 38мм. Таблица 2 показывает, что минимальный и максимальный длина трубы 40 мм (ближайший размер к 38 мм) составляет 6-40 м. С родник в 35м, длина в порядке. Таблица 5 может используется для выбора напорной трубы диаметром 30 мм, которая подходит необходимая поставка, 20.5 литров в минуту.



Этот документ не защищен авторским правом, поэтому вы можете свободно распечатывать и распространять это. Однако мы просим, ​​чтобы любое такое повторное распространение быть только на некоммерческой основе. Пожалуйста, укажите в качестве автора US AID, 1982.


12.1 Расход и его связь со скоростью — College Physics: OpenStax

Сводка

  • Рассчитайте расход.
  • Определите единицы объема.
  • Опишите несжимаемые жидкости.
  • Объясните последствия уравнения неразрывности.

Скорость потока [латекс] \ boldsymbol {Q} [/ latex] определяется как объем жидкости, проходящей через какое-то место через область в течение периода времени, как показано на рисунке 1. В символах это может быть написано как

[латекс] \ boldsymbol {Q \: =} [/ latex] [латекс] \ boldsymbol {\ frac {V} {t}}, [/ latex]

где [latex] \ boldsymbol {V} [/ latex] — это объем, а [latex] \ boldsymbol {t} [/ latex] — прошедшее время.3} [/ latex]). В этом тексте мы будем использовать любые метрические единицы, наиболее удобные для данной ситуации.

Рис. 1. Скорость потока — это объем жидкости в единицу времени, проходящий мимо точки через площадь A . Здесь заштрихованный цилиндр жидкости проходит мимо точки P по единой трубе во времени t . Объем цилиндра составляет Ad , а средняя скорость составляет v̄ = d / t , так что расход равен Q = Ad / t = Av̄ .

Пример 1: Расчет объема по скорости потока: Сердце накачивает много крови за всю жизнь

Сколько кубических метров крови перекачивает сердце за 75 лет жизни, если средняя скорость потока составляет 5,00 л / мин?

Стратегия

Время и скорость потока [латекс] \ boldsymbol {Q} [/ latex] даны, поэтому объем [латекс] \ boldsymbol {V} [/ latex] может быть вычислен из определения скорости потока.

Решение

Решение [latex] \ boldsymbol {Q = V / t} [/ latex] для объема дает

[латекс] \ boldsymbol {V = Qt.3.} \ end {array} [/ latex]

Обсуждение

Это количество около 200 000 тонн крови. Для сравнения, это значение примерно в 200 раз превышает объем воды, содержащейся в 6-полосном 50-метровом бассейне с дорожками.

Расход и скорость связаны, но совершенно разными физическими величинами. Чтобы сделать различие ясным, подумайте о скорости течения реки. Чем больше скорость воды, тем больше скорость течения реки. Но скорость потока также зависит от размера реки.Быстрый горный ручей несет гораздо меньше воды, чем, например, река Амазонка в Бразилии. Точное соотношение между скоростью потока [латекс] \ boldsymbol {Q} [/ latex] и скоростью [латекс] \ boldsymbol {\ bar {v}} [/ latex] составляет

[латекс] \ boldsymbol {Q = A \ bar {v}}, [/ latex]

где [latex] \ boldsymbol {A} [/ latex] — это площадь поперечного сечения, а [latex] \ boldsymbol {\ bar {v}} [/ latex] — средняя скорость. Это уравнение кажется достаточно логичным. Это соотношение говорит нам, что скорость потока прямо пропорциональна величине средней скорости (далее называемой скоростью) и размеру реки, трубы или другого водовода.Чем больше размер трубы, тем больше площадь его поперечного сечения. На рисунке 1 показано, как получается это соотношение. Заштрихованный цилиндр имеет объем

.

[латекс] \ boldsymbol {V = Ad}, [/ latex]

, который проходит мимо точки [latex] \ textbf {P} [/ latex] за время [latex] \ boldsymbol {t}. [/ Latex] Разделив обе стороны этого отношения на [latex] \ boldsymbol {t} [ / latex] дает

[латекс] \ boldsymbol {\ frac {V} {t}} [/ latex] [латекс] \ boldsymbol {=} [/ latex] [латекс] \ boldsymbol {\ frac {Ad} {t}}. [/ латекс]

Отметим, что [латекс] \ boldsymbol {Q = V / t} [/ latex] и средняя скорость [латекс] \ boldsymbol {v \ bar {v} = d / t}.[/ latex] Таким образом, уравнение превращается в [латекс] \ boldsymbol {Q = A \ bar {v}}. [/ latex]

На рис. 2 показана несжимаемая жидкость, текущая по трубе с уменьшающимся радиусом. Поскольку жидкость несжимаема, одно и то же количество жидкости должно пройти через любую точку трубы за заданное время, чтобы обеспечить непрерывность потока. В этом случае, поскольку площадь поперечного сечения трубы уменьшается, скорость обязательно должна увеличиваться. Эту логику можно расширить, чтобы сказать, что скорость потока должна быть одинаковой во всех точках трубы.В частности, для точек 1 и 2,

[латекс] \ begin {array} {c} \ boldsymbol {Q_1 = Q_2} \\ \ boldsymbol {A_1 \ bar {v} _1 = A_2 \ bar {v} _2.} \ End {array} [/ latex] [латекс] \ rbrace [/ латекс]

Это называется уравнением неразрывности и справедливо для любой несжимаемой жидкости. Следствия уравнения неразрывности можно наблюдать, когда вода течет из шланга в узкую форсунку: она выходит с большой скоростью — это и есть назначение форсунки. И наоборот, когда река впадает в один конец водохранилища, вода значительно замедляется, возможно, снова набирая скорость, когда она покидает другой конец водохранилища.Другими словами, скорость увеличивается, когда площадь поперечного сечения уменьшается, и скорость уменьшается, когда увеличивается площадь поперечного сечения.

Рис. 2. Когда труба сужается, тот же объем занимает большую длину. Для того, чтобы тот же объем проходил через точки 1 и 2 за заданное время, скорость должна быть больше в точке 2. Процесс в точности обратим. Если жидкость течет в обратном направлении, ее скорость будет уменьшаться при расширении трубки. (Обратите внимание, что относительные объемы двух цилиндров и соответствующие стрелки вектора скорости не масштабированы.)

Поскольку жидкости по существу несжимаемы, уравнение неразрывности справедливо для всех жидкостей. Однако газы сжимаемы, поэтому уравнение следует применять с осторожностью к газам, если они подвергаются сжатию или расширению.

Пример 2: Расчет скорости жидкости: скорость увеличивается при сужении трубки

Насадка радиусом 0,250 см присоединяется к садовому шлангу радиусом 0,900 см. 2}} [/ latex] [latex] \ boldsymbol {\ bar {v} _1}.2}} [/ latex] [латекс] \ boldsymbol {1,96 \ textbf {m / s} = 25,5 \ textbf {m / s}}. [/ Latex]

Обсуждение

Скорость 1,96 м / с примерно подходит для воды, выходящей из шланга без сопла. Сопло создает значительно более быстрый поток, просто сужая поток до более узкой трубки.

Решение последней части примера показывает, что скорость обратно пропорциональна квадрату радиуса трубы, что дает большие эффекты при изменении радиуса.Мы можем задуть свечу на большом расстоянии, например, поджав губы, тогда как задувание свечи с широко открытым ртом совершенно неэффективно.

Во многих ситуациях, в том числе в сердечно-сосудистой системе, происходит разветвление потока. Кровь перекачивается из сердца в артерии, которые подразделяются на более мелкие артерии (артериолы), которые разветвляются на очень тонкие сосуды, называемые капиллярами. В этой ситуации непрерывность потока сохраняется, но сохраняется сумма скоростей потока в каждом из ответвлений на любом участке вдоль трубы.Уравнение неразрывности в более общем виде принимает вид

[латекс] \ boldsymbol {n_1A_1 \ bar {v} _1 = n_2A_2 \ bar {v} _2}, [/ latex]

, где [латекс] \ boldsymbol {n_1} [/ latex] и [латекс] \ boldsymbol {n_2} [/ latex] — это количество ответвлений в каждой секции трубки.

Пример 3: Расчет скорости потока и диаметра сосуда: разветвление сердечно-сосудистой системы

Аорта — это главный кровеносный сосуд, по которому кровь покидает сердце и циркулирует по телу.(а) Рассчитайте среднюю скорость кровотока в аорте, если скорость потока составляет 5,0 л / мин. Аорта имеет радиус 10 мм. (б) Кровь также течет через более мелкие кровеносные сосуды, известные как капилляры. Когда скорость кровотока в аорте составляет 5,0 л / мин, скорость кровотока в капиллярах составляет около 0,33 мм / с. Учитывая, что средний диаметр капилляра составляет [латекс] \ boldsymbol {8.0 \: \ mu}, [/ латекс] вычислите количество капилляров в системе кровообращения.

Стратегия

Мы можем использовать [latex] \ boldsymbol {Q = A \ bar {v}} [/ latex] для вычисления скорости потока в аорте, а затем использовать общую форму уравнения непрерывности для вычисления количества капилляров как все остальные переменные известны. 6} [/ латекс] на 1 кг. мышцы.9} [/ латексные] капилляры.

Концептуальные вопросы

1: В чем разница между расходом и скоростью жидкости? Как они связаны?

2: На многих рисунках в тексте показаны линии тока. Объясните, почему скорость жидкости максимальна там, где линии тока находятся ближе всего друг к другу. (Подсказка: рассмотрите взаимосвязь между скоростью жидкости и площадью поперечного сечения, через которую она течет.)

3: Определите некоторые вещества, которые являются несжимаемыми, а некоторые — нет.3 \ textbf {/ s}}? [/ Latex]

3: Кровь перекачивается из сердца со скоростью 5,0 л / мин в аорту (радиусом 1,0 см). Определите скорость кровотока по аорте.

4: Кровь течет по артерии радиусом 2 мм со скоростью 40 см / с. Определите скорость потока и объем, который проходит через артерию за 30 с.

5: Водопад Хука на реке Вайкато — одна из самых посещаемых природных достопримечательностей Новой Зеландии (см. Рис. 3).В среднем река имеет скорость потока около 300 000 л / с. В ущелье река сужается до 20 м в ширину и в среднем 20 м в глубину. а) Какова средняя скорость реки в ущелье? b) Какова средняя скорость воды в реке ниже водопада, когда она расширяется до 60 м, а глубина увеличивается в среднем до 40 м?

Рис. 3. Водопад Хука в Таупо, Новая Зеландия, демонстрирует скорость потока. (Источник: RaviGogna, Flickr)

6: Основная артерия с площадью поперечного сечения [латекс] \ boldsymbol {1.9} [/ латексные] капиллярные сосуды. Каждый сосуд имеет диаметр примерно [латекс] \ boldsymbol {8 \: \ mu \ textbf {m}}. [/ Latex] Предполагая, что сердечный выброс составляет 5 л / мин, определите среднюю скорость кровотока через каждый капиллярный сосуд.

9: (a) Оцените время, которое потребуется для наполнения частного бассейна емкостью 80 000 л с использованием садового шланга со скоростью 60 л / мин. 3 \ textbf {/ s}}, [/ latex]?

10: Скорость потока крови через [латекс] \ boldsymbol {2.3 \ textbf {/ s}}? [/ Latex] (Полученное большое число является завышенной оценкой, но все же разумно.)

11: (a) Какова скорость жидкости в пожарном шланге диаметром 9 см, пропускающем 80,0 л воды в секунду? б) Какая скорость потока в кубических метрах в секунду? (c) Вы бы ответили иначе, если бы соленая вода заменила пресную воду в пожарном шланге?

12: Диаметр главного воздуховода воздухонагревателя составляет 0,300 м. Какова средняя скорость воздуха в воздуховоде, если его объем равен объему внутри дома каждые 15 минут? Внутренний объем дома эквивалентен прямоугольному массиву 13.Ширина 0 м, длина 20,0 м, высота 2,75 м.

13: Вода движется со скоростью 2,00 м / с по шлангу с внутренним диаметром 1,60 см. а) Какая скорость потока в литрах в секунду? (b) Скорость жидкости в сопле этого шланга составляет 15,0 м / с. Каков внутренний диаметр сопла?

14: Докажите, что скорость несжимаемой жидкости через сужение, например, в трубке Вентури, увеличивается на коэффициент, равный квадрату коэффициента уменьшения диаметра.3 \ textbf {/ s}}. [/ Latex] (a) Какова средняя скорость потока в этих условиях? б) Что неразумного в этой скорости? (c) Что неразумно или непоследовательно в помещениях?

Глоссарий

расход
сокращенно Q , это объем V , который проходит мимо определенной точки в течение времени t , или Q = V / t
литр
единица объема, равная 10 −3 м 3

Решения

Задачи и упражнения

1:

[латекс] \ boldsymbol {2.3 \ textbf {/ s}} [/ latex]

(б) 0,890 см

Калькулятор объема трубы

Этот калькулятор объема трубы оценивает объем трубы, а также массу жидкости, которая течет по ней. Этот калькулятор — полезный инструмент для всех, кому нужно знать точный объем воды в трубе. Вам будет полезно, например, если вы проектируете систему полива для своего сада. Продолжайте читать, чтобы узнать, что такое цилиндр, найдите формулу объема трубы и проверьте «руководство пользователя» для правильных расчетов в калькуляторе объема трубы.

Калькулятор объема трубы

Знание объема трубы может быть полезно по многим причинам. Это будет выгодно как владельцам частных домов, так и инженерам-строителям. Например, вы можете узнать водоемкость вашей домашней отопительной системы или задаться вопросом, хватит ли выбранного вами диаметра трубы для наполнения садового пруда.

Именно поэтому мы создали калькулятор объема трубы. Этот инструмент позволяет узнать объем конкретной трубы и вес воды (или другой жидкости) внутри нее.Он прост в использовании и эффективен. Все, что вам нужно сделать, это ввести размер трубы — ее внутренний диаметр и длину . Неважно, используете ли вы метрическую или имперскую систему единиц, потому что вы можете свободно переключаться между ними с помощью раскрывающегося списка.

По умолчанию расчет веса жидкости производится для воды (ее плотность равна 997 кг / м³). Если вам нужно выполнить расчеты для другой жидкости, введите плотность вашей конкретной жидкости.

Ниже мы подготовили объяснение формулы объема трубы и пошаговый пример расчетов, чтобы показать вам, как правильно использовать калькулятор объема трубы.

Объем трубы — формула

По форме труба представляет собой полый цилиндр. Но что такое цилиндр? Мы можем видеть их вокруг себя каждый день. Это твердое тело с двумя основаниями, обычно круглыми, всегда конгруэнтными и параллельными друг другу. Развернутая сторона цилиндра образует прямоугольник. Высота цилиндра — это расстояние между основаниями (в случае трубы — это ее длина). Радиус цилиндра — это радиус его основания. Помните, что когда у вас есть цилиндр, диаметр равен удвоенному радиусу.Итак, для расчетов нужно диаметр уменьшить вдвое.

Круглый полый цилиндр, где R — радиус, r — внутренний радиус, h — высота.

Объем трехмерного твердого тела — это объем занимаемого им пространства. Для трубы это внутренний объем (вместо внешнего нужно брать внутренний диаметр). Для выражения объема мы используем кубические единицы (для метрических см³, дм³, м³, а для британских дюймов³ и ft³). Чтобы получить правильные результаты, последовательно используйте одну единицу на протяжении всего вычисления.

Формула объема цилиндра: объем цилиндра = π * радиус² * высота .

Для трубы используйте ее длину вместо высоты: объем трубы = π * радиус² * длина , где радиус = внутренний диаметр / 2 . Объем трубы равен объему жидкости внутри (если труба полностью заполнена ею). Масса жидкости берется из формулы преобразованной плотности. Итак, соответственно: масса жидкости = объем * плотность жидкости .

Объем воды в трубе — пример расчета

Давайте посмотрим, как правильно пользоваться калькулятором объема трубы. Для примера расчета нам понадобится несколько предположений. Рассчитаем объем трубы длиной 6 метров, внутренним диаметром 15 сантиметров. Труба используется для транспортировки воды. Поместим эти данные в калькулятор, чтобы найти объем воды в трубе, а также ее массу.

  1. Сначала введите диаметр трубы: внутренний диаметр = 15 см .
  2. Затем введите его длину: длина = 6 м .
  3. Нажмите кнопку расширенного режима и проверьте плотность жидкости. Значение по умолчанию установлено для воды, поэтому в нашем случае оно верное. Плотность жидкости = 997 кг / м³ .
  4. Теперь вам доступны результаты расчета: объем = 0,106 м³ и масса жидкости = 105,71 кг .

Интернет-курсов PDH. PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.

«Мне нравится широта ваших курсов по HVAC; не только экологичность или экономия энергии.

курсов.»

Russell Bailey, P.E.

Нью-Йорк

«Он укрепил мои текущие знания и научил меня еще нескольким новым вещам.

, чтобы познакомить меня с новыми источниками

информации.

Стивен Дедак, P.E.

Нью-Джерси

«Материал получился очень информативным и организованным.Я многому научился и они были

очень быстро отвечу на вопросы.

Это было на высшем уровне. Будет использовать

снова. Спасибо. «

Blair Hayward, P.E.

Альберта, Канада

«Простой в использовании веб-сайт. Хорошо организованный. Я действительно воспользуюсь вашими услугами снова.

проеду по вашей компании

имя другим на работе.»

Roy Pfleiderer, P.E.

Нью-Йорк

«Справочные материалы были превосходными, и курс был очень информативным, особенно потому, что я думал, что я уже знаком.

с деталями Канзас

Городская авария Хаятт «.

Майкл Морган, P.E.

Техас

«Мне очень нравится ваша бизнес-модель.Мне нравится просматривать текст перед покупкой. Нашел класс

информативно и полезно

в моей работе ».

Вильям Сенкевич, П.Е.

Флорида

«У вас большой выбор курсов, а статьи очень информативны. You

— лучшее, что я нашел ».

Рассел Смит, П.E.

Пенсильвания

«Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко зарабатывать PDH, давая время на просмотр

материал. «

Jesus Sierra, P.E.

Калифорния

«Спасибо, что позволили мне просмотреть неправильные ответы. На самом деле

человек узнает больше

от сбоев.»

John Scondras, P.E.

Пенсильвания

«Курс составлен хорошо, и использование тематических исследований является эффективным

способ обучения. «

Джек Лундберг, P.E.

Висконсин

«Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы, т. Е. Разрешение

студент для ознакомления с курсом

материалов до оплаты и

получает викторину.»

Арвин Свангер, П.Е.

Вирджиния

«Спасибо за то, что вы предложили все эти замечательные курсы. Я определенно выучил и

очень понравился. «

Мехди Рахими, П.Е.

Нью-Йорк

«Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством материалов и простотой поиска.

на связи

курсов.»

Уильям Валериоти, P.E.

Техас

«Этот материал в значительной степени оправдал мои ожидания. По курсу было легко следовать. Фотографии в основном обеспечивали хорошее наглядное представление о

.

обсуждаемых тем ».

Майкл Райан, P.E.

Пенсильвания

«Именно то, что я искал. Потребовался 1 балл по этике, и я нашел его здесь.»

Джеральд Нотт, П.Е.

Нью-Джерси

«Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых мне кредитов PDH. Это было

информативно, выгодно и экономично.

Я очень рекомендую

всем инженерам. »

Джеймс Шурелл, P.E.

Огайо

«Я понимаю, что вопросы относятся к« реальному миру »и имеют отношение к моей практике, и

не на основании каких-то неясных раздел

законов, которые не применяются

по «нормальная» практика.»

Марк Каноник, П.Е.

Нью-Йорк

«Отличный опыт! Я многому научился, чтобы перенести его на свой медицинский прибор.

организация «

Иван Харлан, П.Е.

Теннесси

«Материалы курса имели хорошее содержание, не слишком математическое, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».

Юджин Бойл, П.E.

Калифорния

«Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо изложенной,

а онлайн формат был очень

Доступно и просто

использовать. Большое спасибо. «

Патрисия Адамс, P.E.

Канзас

«Отличный способ добиться соответствия требованиям PE Continuing Education в рамках ограничений по времени лицензиата.»

Joseph Frissora, P.E.

Нью-Джерси

«Должен признаться, я действительно многому научился. Помогает иметь распечатанный тест во время

обзор текстового материала. Я

также оценил просмотр

фактических случаев предоставлено.

Жаклин Брукс, П.Е.

Флорида

«Документ» Общие ошибки ADA в проектировании объектов «очень полезен.Модель

испытание действительно потребовало исследования в

документ но ответы были

в наличии «

Гарольд Катлер, П.Е.

Массачусетс

«Я эффективно использовал свое время. Спасибо за широкий выбор вариантов.

в транспортной инженерии, что мне нужно

для выполнения требований

Сертификат ВОМ.»

Джозеф Гилрой, П.Е.

Иллинойс

«Очень удобный и доступный способ заработать CEU для моих требований PG в Делавэре».

Ричард Роадс, P.E.

Мэриленд

«Я многому научился с защитным заземлением. До сих пор все курсы, которые я прошел, были отличными.

Надеюсь увидеть больше 40%

курсов со скидкой.»

Кристина Николас, П.Е.

Нью-Йорк

«Только что сдал экзамен по радиологическим стандартам и с нетерпением жду возможности сдать дополнительный

курсов. Процесс прост, и

намного эффективнее, чем

в пути «.

Деннис Мейер, P.E.

Айдахо

«Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для Professional

Инженеры получат блоки PDH

в любое время.Очень удобно »

Пол Абелла, P.E.

Аризона

«Пока все отлично! Поскольку я постоянно работаю матерью двоих детей, у меня мало

время искать где

получить мои кредиты от. «

Кристен Фаррелл, P.E.

Висконсин

«Это было очень познавательно и познавательно.Легко для понимания с иллюстрациями

и графики; определенно делает это

проще поглотить все

теорий. »

Виктор Окампо, P.Eng.

Альберта, Канада

«Хороший обзор принципов работы с полупроводниками. Мне понравилось пройти курс по

.

мой собственный темп во время моего утро

до метро

на работу.»

Клиффорд Гринблатт, П.Е.

Мэриленд

«Просто найти интересные курсы, скачать документы и взять

викторина. Я бы высоко рекомендовал

вам на любой ЧП нужно

CE единиц. «

Марк Хардкасл, П.Е.

Миссури

«Очень хороший выбор тем из многих областей техники.»

Randall Dreiling, P.E.

Миссури

«Я заново узнал то, что забыл. Я также рад помочь финансово

по ваш промо-адрес который

сниженная цена

на 40% «

Конрадо Казем, П.E.

Теннесси

«Отличный курс по разумной цене. Воспользуюсь вашими услугами в будущем».

Charles Fleischer, P.E.

Нью-Йорк

«Это был хороший тест и фактически подтвердил, что я прочитал о профессиональной этике

кодов и Нью-Мексико

регламентов. «

Брун Гильберт, П.E.

Калифорния

«Мне очень понравились занятия. Они стоили потраченного времени и усилий».

Дэвид Рейнольдс, P.E.

Канзас

«Очень доволен качеством тестовых документов. Буду использовать CEDengineerng

.

при необходимости дополнительно

аттестация. «

Томас Каппеллин, П.E.

Иллинойс

«У меня истек срок действия курса, но вы все же выполнили свое обязательство и дали

мне то, за что я заплатил — много

оценено! «

Джефф Ханслик, P.E.

Оклахома

«CEDengineering предлагает удобные, экономичные и актуальные курсы.

для инженера »

Майк Зайдл, П.E.

Небраска

«Курс был по разумной цене, а материал краток.

хорошо организовано. «

Glen Schwartz, P.E.

Нью-Джерси

«Вопросы подходили для уроков, а материал урока —

.

хороший справочный материал

для деревянного дизайна. «

Брайан Адамс, П.E.

Миннесота

«Отлично, я смог получить полезные рекомендации по простому телефонному звонку.»

Роберт Велнер, P.E.

Нью-Йорк

«У меня был большой опыт работы в прибрежном строительстве — проектирование

Строительство курс и

очень рекомендую

Денис Солано, P.E.

Флорида

«Очень понятный, хорошо организованный веб-сайт. Материалы курса этики Нью-Джерси были очень хорошими

хорошо подготовлены. »

Юджин Брэкбилл, P.E.

Коннектикут

«Очень хороший опыт. Мне нравится возможность загружать учебные материалы на

.

обзор везде и

всякий раз, когда.»

Тим Чиддикс, P.E.

Колорадо

«Отлично! Сохраняю широкий выбор тем на выбор».

Уильям Бараттино, P.E.

Вирджиния

«Процесс прямой, никакой ерунды. Хороший опыт».

Тайрон Бааш, П.E.

Иллинойс

«Вопросы на экзамене были зондирующими и демонстрировали понимание

материала. Полная

и комплексное ».

Майкл Тобин, P.E.

Аризона

«Это мой второй курс, и мне понравилось то, что мне предложили курс

поможет по моей линии

работ.»

Рики Хефлин, П.Е.

Оклахома

«Очень быстро и легко ориентироваться. Я определенно буду использовать этот сайт снова».

Анджела Уотсон, П.Е.

Монтана

«Легко выполнить. Нет путаницы при подходе к сдаче теста или записи сертификата».

Кеннет Пейдж, П.E.

Мэриленд

«Это был отличный источник информации о солнечном нагреве воды. Информативный

и отличный освежитель ».

Луан Мане, П.Е.

Conneticut

«Мне нравится подход к регистрации и возможность читать материалы в автономном режиме, а затем

Вернуться, чтобы пройти викторину «

Алекс Млсна, П.E.

Индиана

«Я оценил объем информации, предоставленной для класса. Я знаю

это вся информация, которую я могу

использование в реальных жизненных ситуациях »

Натали Дерингер, P.E.

Южная Дакота

«Обзорные материалы и образец теста были достаточно подробными, чтобы позволить мне

успешно завершено

курс.»

Ира Бродская, П.Е.

Нью-Джерси

«Веб-сайт прост в использовании, вы можете скачать материал для изучения, а потом вернуться

и пройдите викторину. Очень

удобно а на моем

собственный график «

Майкл Глэдд, P.E.

Грузия

«Спасибо за хорошие курсы на протяжении многих лет.»

Деннис Фундзак, П.Е.

Огайо

«Очень легко зарегистрироваться, получить доступ к курсу, пройти тест и распечатать PDH

сертификат. Спасибо за создание

процесс простой ».

Фред Шейбе, P.E.

Висконсин

«Положительный опыт.Быстро нашел курс, который соответствовал моим потребностям, и закончил

один час PDH в

один час. «

Стив Торкильдсон, P.E.

Южная Каролина

«Мне понравилась возможность скачать документы для проверки содержания

и пригодность, до

имея платить за

материал

Ричард Вимеленберг, P.E.

Мэриленд

«Это хорошее напоминание об ЭЭ для инженеров, не занимающихся электричеством».

Дуглас Стаффорд, П.Е.

Техас

«Всегда есть возможности для улучшения, но я ничего не могу придумать в вашем

.

процесс, который требует

улучшение.»

Thomas Stalcup, P.E.

Арканзас

«Мне очень нравится удобство участия в онлайн-викторине и получение сразу

сертификат. «

Марлен Делани, П.Е.

Иллинойс

«Учебные модули CEDengineering — это очень удобный способ доступа к информации по номеру

.

много разные технические зоны за пределами

своя специализация без

приходится путешествовать.»

Гектор Герреро, П.Е.

Грузия

Взаимодействие температуры, органического углерода и материала труб на состав микробиоты и Legionella pneumophila в водопроводных системах горячего водоснабжения | Микробиом

Температура, материал и AOC все влияли на микробный состав горячей воды и появление L. pneumophila . Здесь мы систематически обсуждаем относительную важность каждого фактора и интерактивные эффекты между ними.

Температура

Хотя контроль температуры является признанным методом предотвращения повторного роста ОП [10], рекомендации по настройкам водонагревателя различаются из-за противоречивых приоритетов и целей [11,12,13,14]. В этом исследовании температура 53 ° C равномерно снижала L. pneumophila и V. vermiformis (ключевой хозяин для L. pneumophila ) до уровня ниже обнаружения, независимо от AOC или состояния материала трубы (рис. 1b, в). Это подтверждает концепцию температуры как средства диагностики риска колонизации ОП [10].Это также предполагает, что 55 ° C, температура, значительно ниже, чем стандартная уставка 60 ° C, может быть технически эффективной, если достигается однородно в системе, как это было в случае с этими SWH. Однако температура воды в реальных водонагревателях и распределительных трубах горячей воды обычно ниже уставки из-за охлаждения в дистальных трубах или смешивания с холодной водой [8, 46]. В недавнем экспериментальном моделировании L. pneumophila оставалась обнаруживаемой в кране и в рециркуляционной линии, даже когда водонагреватель был установлен на 58 ° C [8].

На основе OP-содержащих родов, идентифицированных с помощью секвенирования ампликонов, средние температуры (41–49 ° C) могут быть более проблематичными, чем предполагаемый «сценарий наихудшего случая» 32 ° C. Например, Mycobacterium spp., Постоянно обнаруживаемый при всех температурах в обоих материалах труб, достиг пика при 49 ° C (рис. 3a). L. pneumophila достигает пика в реакторах PEX при поддержании температуры 41 ° C (рис. 1b), что соответствует всплеску расчетной относительной численности, а также относительной и расчетной абсолютной численности Legionella spp.на основе секвенирования ампликонов (рис. 3 и 8). Пиковые концентрации L. pneumophila в этом исследовании (5,2 log 10 mip копий гена / мл) могут даже превышать критический порог для инфекции L. pneumophila , равный 10 7 КОЕ / л, что было определены в модели количественной оценки микробного риска [47].

Хотя температура была наиболее влиятельным фактором, вызывающим различия в структуре микробиоты, было 14 устойчивых ОТЕ, которые доминировали при большинстве температур для обоих материалов (рис.6в). Эти OTU включают некоторые, участвующие в возобновлении роста во время застоя ( Comamonadaceae , Bradyrhizobium ) [48], некоторые из них, обычно обнаруживаемые в биопленках питьевой воды ( Mycobacterium и Sphingobacteriales ) [34], некоторые, вероятно, участвуют в круговороте азота. Nitrosomonadaceae ) [49] и некоторые потенциальные метанотрофы, которые, как известно, разлагают побочные продукты хлора ( Methylocystaceae ) [50]. Первые два, вероятно, связаны с наложенным гидравлическим циклом в 2–3 дня между подменами воды и постоянным высевом из зрелых биопленок SWH, явление, ранее наблюдавшееся в других системах [16].Последние два могут указывать на то, что распад побочных продуктов дезинфекции продолжает влиять на SWH, даже несмотря на то, что поступающая вода была хлорирована до предела.

Изменение микробиоты при 53 ° C в основном связано с Firmicutes . В то время как Firmicutes ранее были связаны с внедрением новой системы дезинфекции хлорамином в больнице [51], в этом исследовании именно их термофильная природа, вероятно, обеспечила им избирательное преимущество [52]. Актинобактерии также были обогащены при этой температуре, что согласуется с селективным преимуществом высокого содержания GC и грамположительных характеристик при высокой температуре.

Интересно, что изменения в сообществах, происходящие при каждом повышении температуры, в значительной степени могут быть объяснены всего несколькими OTU, которые были обогащены при отдельных температурах (рис. 6d). Эти OTU особенно интересны при 41 ° C, когда L. pneumophila достигли пика в реакторах PEX, и сообщества с обоими материалами начали сближаться. Предпочтение отдавалось новосфингобию , деструктору ароматического углерода [53], и Caulobacter . Caulobacter ранее был связан с биопленками душевого шланга, которые образовывались в аналогичных условиях (41 ° C с 24-часовым застоем) и постоянно содержали Legionella [34].Вместе с ранее упомянутым Methylophilus , эти OTU могут быть индикаторами для проблем Legionella .

Это исследование ясно показывает, что температура вызывает сдвиги в микробной структуре горячей воды, даже если разница составляет всего 4 ° C. Хотя предыдущие исследования показали широкие различия между микробиотой горячей и холодной воды [16], насколько известно авторам, это первое исследование, в котором изучается такая мелкомасштабная адаптация к температуре в условиях, характерных для строительной сантехники.Выбранный здесь подход мелкомасштабной регулировки температуры позволил микробному сообществу постепенно адаптироваться и помог определить пороговые температуры, которые могут быть эффективными для контроля условно-патогенных микроорганизмов в различных условиях. Такие мелкомасштабные корректировки также могут быть сделаны в реальном мире для решения таких проблем, как энергия, ожоги или стоимость. Однако важно отметить, что резкое изменение температуры типа «теплового шока», вероятно, привело бы к структурам микробного сообщества, отличным от наблюдаемых здесь.В то время как постепенные сдвиги могут позволить бактериям выработать устойчивость к более высоким температурам, внезапное повышение с 32 до 53 ° C вызовет реакцию теплового шока [54].

Материал трубы

Медная труба не оказала заметного влияния на общее количество бактерий в нашем долгосрочном исследовании старых труб (рис. 1a). Хотя медные трубы могут замедлять начальное образование биопленки по сравнению с пластиковыми трубами [22], часто исследования проводятся с использованием нового материала труб, где эффекты выщелачивания углерода из пластмасс и Cu +2 из медных труб являются наибольшими.Этот эксперимент проводился с трубами, которые находились в экспериментальной эксплуатации и были выдержаны более 3 лет, что значительно превышает предыдущие исследования 30 дней [55], 1 год [16, 18] и 2 года [21]. Хотя общая токсичность меди на общее количество бактерий не наблюдалась, старая медная труба оказывала селективное давление, которое приносило пользу одним микроорганизмам по сравнению с другими, о чем свидетельствует состав микробиоты (рис. 7) и реакция конкретных ФП и интересующих организмов.

Есть некоторые свидетельства того, что медная труба может быть полезна для некоторых свободноживущих амеб (FLA)-хозяев L.пневмофила [56] . В этом исследовании SWH со старыми медными трубами имели более высокие концентрации V. vermiformis , чем реакторы PEX при низких температурах (рис. 1b), в то время как Acanthamoeba не реагировал на дозирование Cu +2 (дополнительный файл 1: Рис. S3). Хотя сообщалось о совместном возникновении FLA и L. pneumophila [57], конкретные FLA и L. pneumophila могут по-разному реагировать на стрессы, такие как температура [58], что потенциально объясняет несоответствие между L.pneumophila по сравнению с V. vermiformis в этом исследовании. Кроме того, хотя потенциальная токсичность медных труб в отношении Mycobacterium наблюдалась в предыдущем исследовании здания [16], Mycobacterium сохранялась на обоих материалах в этом исследовании.

При температуре ниже 45 ° C медная труба постоянно подавляла количество L. pneumophila по сравнению с PEX, даже после 2,5 лет кондиционирования и проведения настоящего эксперимента в течение более года (рис.1б). Исследование дозирования Cu +2 позволило дополнительно изучить давление отбора. Такая низкая концентрация, как 5–30 мкг / л, эффективно подавляла L. pneumophila при 32 ° C (рис. 4), что указывает на более низкое количество L. pneumophila в SWH со старой медной трубкой, чем в трубке PEX в первый день. может быть связано с его чувствительностью к Cu +2 , выделяющейся из медной трубы в период акклиматизации.

При более низких температурах было четкое различие в структуре микробиоты, связанной с медью по сравнению с PEX (рис.7). OTU, связанные с PEX, представляют собой множество экологических ниш, соответствующих вымыванию разнообразного органического углерода из пластика [19, 23]. Например, Phenylobacterium имеет специфический метаболизм, связанный с гербицидами и сложным углеродом [59], а Sediminibacterium ранее был связан с биопленками на ПВХ-П [34]. Широкий диапазон углеродных ниш может также объяснить более высокое разнообразие Шеннона, наблюдаемое в PEX SWH. Ранее большее разнообразие также наблюдалось в биопленках на пластике, чем на меди [56].

OTU, специфичные для состояния меди, были связаны с адаптивным метаболизмом и устойчивостью к суровым условиям окружающей среды, вероятно, отражая токсичность медных труб и пониженную доступность углерода по сравнению с состоянием PEX. Например, некоторые из них известны своей устойчивостью к кислым условиям ( Acidobacteriaceae ) [60] и предпочтением к низким уровням органического углерода ( Hyphomicrobiaceae ) [61]. Pseudomonas также был персистентным в Cu SWH, а условно-патогенный микроорганизм P.aeruginosa , ранее продемонстрировал сопротивление меди [62] . При более высоких температурах различие между материалами становится менее очевидным.

Предыдущие исследования дали противоречивые выводы относительно относительного воздействия труб из меди и пластмассы (PEX, PVC, C-PVC) на уровни L. pneumophila и других организмов [16, 18, 21, 22, 55, 63, 64]. Однако, поскольку температура может изменять химический состав воды (например, pH) и общую тенденцию к растворению ионов меди из труб [65], очень важно учитывать как химический состав воды, так и физико-химические параметры при определении эффективности медной трубы в управлении л. .Пневмофила . Мы предполагаем, что влияние материала трубы во многом зависит от температуры воды, которая определяет как выщелачивание органического углерода из пластмасс, так и химию растворения меди.

В этом исследовании более высокая температура уменьшала растворение всей меди из трубы (дополнительный файл 1: рис. S7), и, кроме того, эта медь, вероятно, также имела пониженную растворимость [66]. Таким образом, когда одно селективное давление повышалось (температура), другое селективное давление сбрасывалось (медь), что, возможно, объясняет сходящиеся сообщества и аналогичную реакцию л.pneumophila между материалами труб при этих температурах. SWH со старыми медными трубами при высоких температурах имели заметное увеличение несходства микробиоты между репликами (дополнительный файл 1: рис. S6), возможно, потому, что новые ниши, открытые пониженным давлением меди, были быстро заняты различными организмами среди репликатов.

При 53 ° C были убедительные доказательства выщелачивания органического углерода из труб PEX. Отрицательный ΔTOC в реакторах PEX при более высокой температуре указывает на то, что выщелачивание органического углерода из трубы превышает количество органического углерода, потребляемого микробами.Хотя трубы были состарены и выщелачивание углерода имеет тенденцию к снижению со временем, более высокие температуры могут все же значительно увеличить количество выщелачивания ТОС из труб [19]. Также наблюдался сильный сдвиг в структуре микробиоты при 53 ° C в реакторах PEX, особенно когда дозированная AOC была низкой (0, 30 мкг / л) (дополнительный файл 1: рис. S8). Сообщества с небольшими дозировками АОС (0, 30 мкг / л), вероятно, адаптировались к использованию нового доминирующего источника углерода, производного от PEX, в то время как сообщества с более высокими дозами АОС (700 мкг / л) могут продолжить предыдущие метаболические паттерны с использованием дозированных АОС.

AOC

AOC был тщательно изучен в основных системах водоснабжения (от очистных сооружений или источника до потребителей), при этом снижение AOC ниже 100 или 10 мкг / л связано с эффективным контролем возобновления роста, в зависимости от других ограничивающих факторов [30, 31,32]. Однако эти пределы не были проверены для контроля повторного роста в среде водопровода горячей воды, где AOC также может образовываться из труб, особенно когда случаи застоя более 6 часов являются обычным явлением [34, 46].В этом эксперименте концентрация поступающего углерода сначала была минимизирована с помощью биологически активной фильтрации GAC, чтобы снизить фоновый TOC / AOC и исключить потенциальные эффекты сезонных колебаний AOC.

Повышение уровней AOC привело к увеличению количества бактерий при температурах ≤ 45 ° C, что соответствует потреблению TOC и включению в биомассу (рис. 2a, дополнительный файл 1: рис. S1 и S2). Однако в реакторах PEX при 53 ° C наблюдалась отрицательная корреляция между дозированными генами AOC и 16S рРНК (рис.2а). При выщелачивании из труб, зависящем от температуры, местное образование углерода уменьшало важность поступающей воды, как это ранее наблюдалось с пластиковыми трубами [34, 67].

Хотя другие исследования обнаружили корреляцию между TOC и L. pneumophila в проточных системах с горячей [27] и холодной водой [68], в этом исследовании только самые высокие уровни добавленных AOC соответствовали увеличению в L. pneumophila. или других представляющих интерес организмов, в то время как высокие уровни, казалось, даже подавляли Mycobacteria .Таким образом, может существовать порог, при котором контроль AOC больше не эффективен для определенных OP, как было предложено Williams et al. [35]. Производство углерода внутри здания (например, пластик, вымывающий углерод) и конкретные предпочтения потенциальных патогенов могут изменить реакцию сообщества на увеличение выбросов углерода. Например, некоторые организмы, такие как Mycobacteria и P. aeruginosa , могут предпочесть более низкий диапазон AOC, потому что они могут превзойти другие организмы за углерод в олиготрофных застойных средах, как наблюдалось ранее [34, 69].Тем не менее, L. pneumophila и FLA не зависят напрямую от углерода, доступного в воде, особенно в теплых застойных условиях, а скорее получают в значительной степени вторичное влияние углерода и более широкой микробиоты в качестве промежуточного звена [70, 71].

Наконец, низкое Шенноновское разнообразие и сильное различие среди реплицированных SWH в условиях AOC 700 мкг / л могут быть связаны с полупериодической природой реакторов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *