Характеристики труб из стали для отопления, расчет веса и отдачи тепла
Стальные водогазопроводные трубы являются очень популярным металлическим прокатом широкого использования. Помимо применения для коммуникационной прокладки соответственно с наименованием, они удачно исполняют функции радиаторов. Из труб вгп делают гладкие и ребристые регистры различной комбинации, которые по эффективности отдачи тепла совсем не уступают современным отопительным приборам. Они наилучшим образом соответствуют для перевозки носителя тепла в системах с конвективной циркуляцией, при этом заодно участвуя в обогреве помещений.
Устанавливая стальные водогазопроводные трубы системы отопления, необходимо знать их ключевые характеристики. Обязательно к ним можно отнести вес и показатель отдачи тепла. Тщательно сделав ориентировочные расчеты, вы убережете себя от неожиданных трудностей при установке и обеспечите требуемый эффект при эксплуатировании.
Сортамент водогазопроводных труб
Водогазопроводные трубы делаются соответственно с требованиями госстандарта – ГОСТ 3262-75. Он действует уже больше 40 лет и регламентирует все размеры и требования в техническом плане.
В сортаменте выделяется 3 разновидности труб:
Вид трубы определяется толщиной стены. Она может изменяться для разного диаметра от 1,8 до 5,5 мм. Усиление стенок позволяет изделиям держать большее давление и обеспечивает более большой служебный срок. При этом, естественно, становится больше расход металла на изготовление, стоимость и вес.
Приведенная в ГОСТе таблица веса стальных водогазопроводных труб дает возможность определить массу 1 м погонного в зависимости от типа и диаметра.
Важно! Масса, конкретная по таблице, считается теоретической, практическое значение отличается на 4-8%, что бывает ощутимо при больших партиях. Цинковые изделия всегда тяжелее приблизительно на 3-5%.
Как видно из таблицы, труба водогазопроводная стальная как правило имеет символический проход от 6 до 150 мм, что отвечает интервалу от ? до до 6 дюймов. Размеры в дюймах постоянно применяются для маркировки соединителей и запорно-регулирующей арматуры. Благодаря этому особенно важно правильно оперировать этими единицами измерения при комплектации системы.
На заметку: если рядом нет таблицы, можно лично провести пересчет диаметра. Для этого вполне достаточно знать, что 1 британский дюйм отвечает средней толщине большого пальца взрослого мужчины и равняется 25,4 мм. Все калибры запросто установить, разделив значение условного прохода на 25 с округлением до близлежащего обычного значения.
Масса трубы может быть также найдена ручным способом при помощи обычных формул геометрии и физики, предоставленных на рисунке ниже. При крупных объемах расчетов хорошо применять специализированный online калькулятор, который дает возможность автоматизировать процесс.
На рисунке приняты следующие определения:
d – внутренний размер трубы;
D – внешний диаметр;
b – толщина стены;
S – площадь металла в поперечном сечении;
V – объем металла;
m – масса изделия;
? – удельный вес стали, равный 7,85 г/см3.
Важно! Нужно брать во внимание, что диаметр внутри и символический проход – это не тоже самое. Трубы с различными толщинами стенок имеют различные внутренние диаметры при одинаковом условном проходе. Под относительным проходом знают некую типовую величину в линейке сортамента, которая лишь приблизительно равна значению d. Приведение труб различных типов к одному условному диаметру существенно облегчает выбор фасонных компонентов и прочих деталей.
Следует сказать большие характеристики прочности труб из стали. Они имеют жесткость, специфическую для прута из металла подобного диаметра. При этом очень дешево и легко. Так, изделие самого тяжёлого типа станет иметь вес на 30-40% меньше, чем цельнометаллический прокат.
Из-за этого, водогазопроводная труба широко используется не только для транспортировки разных сред любой температуры, но еще в строительстве и автомобилестроении для строения самых разных конструкций.
Виды отопительных регистров
Стальные отопительные регистры собой представляют водогазопроводные или трубы из стальной ленты, которые при помощи сварки соединяются в приборы для обогревания помещений. Они бывают различной комбинации. Соответственно с формой приборов выделяют следующие разновидности:
На рисунке показаны некоторые варианты их конструктивного выполнения.
Секционные со своей стороны делятся на виды в зависимости от варианта соединения: ниткой или колонкой. В первом варианте нагретая жидкость проходит постепенно по каждой трубе, двигаясь по прибору, как в змеевике. В другом – тепловой носитель входит в каждую дальнейшую трубу с обеих сторон параллельно, как показано на рисунке выше.
Порой используют подобные конструкции из металлопрофиля прямоугольного или квадратного сечения. Они чуть дороже круглых, но могут быть комфортны для самостоятельного изготовления если есть наличие начального материала.
Не обращая внимания на некрасивый внешний вид, стальные регистры очень востребованы в помещениях технического назначения. Их часто можно повстречать в гаражах, мастерских, производственных цехах, а порой и в зданиях общественного значения. Некоторые владельцы дома отдают предпочтение конкретно регистрам из труб из-за условной недорогой цены изделия и возможности изготовления собственными руками прибора необходимой длины и формы.
По способности отдавать тепло эти приборы немного проигруют отопительным приборам подобной длины, однако при этом имеют меньшую цену. Главным преимуществом гладкотрубных регистров считается легкость в уходе за ними. Собственно удобство постоянного очищения обуславливает их регулярное применение в медучреждениях.
Для увеличения отдачи тепла трубы из стали применяют оребрение из пластин. Они значительно делают больше площадь контакта с находящимся вокруг воздухом, к тому же совершенствуют конвекцию. Результативность подобных радиаторов приблизительно раза в 3 больше, чем гладкотрубных. Минус регистров с оребрением только в трудности убирания пыли, которая накапливается между пластинами.
Есть и более непростые современные конструкции вертикальных регистров. Они бывают как прямыми, так и дугообразными в плане, повторяя черты очень сложных форм архитектуры. Могут быть варианты расположения колонок в один или два ряда. Такие регистры довольно удобны для больших высоких помещений и дают свободу отважным решениям дизайнеров.
Обозначение отдачи тепла
Для правильного выбора размера регистров для обогрева помещений соответственно с потерями тепла важно знать значение отдачи тепла трубы длиной 1 метр. Эта величина зависит от применяемого диаметра и температурной разницы носителя тепла и внешней среды. Температурный напор определяется по формуле:
где t1 и t2 – температуры при входе в котел и выходе из него исходя из этого;
tк – температура в обогреваемой комнате.
Быстро определить ориентировочное значение количества тепла, получаемого от регистра, поможет таблица отдачи тепла 1 м трубы из стали. Не взирая на то, что результат выходит очень приближенным, данный метод является наиболее комфортным и не просит проведения непростых расчетов.
Для справки: 1 БТЕ/ час · фут 2 · o F = 5,678 Вт/м 2 К = 4,882 ккал/час· м 2 · o C.
Таблица показывает, какой будет отдача тепла труб из стали в воздушной обстановке при отдельных перепадах температуры. Для промежуточных значений температурной разницы делаются расчеты путем интерполяции.
Для более четкого определения количества тепла, которое даёт труба профильная, следует пользоваться традиционной формулой:
Q=K ·F · ?t,
где: Q – отдача тепла, Вт;
K – коэффициент передачи тепла, Вт/(м 2 · 0 С);
F – поверхностная площадь, м 2 ;
?t – температурный напор, 0 С.
Принцип определения ?t описали выше, а значение F находится по простой геометрической формуле для поверхности цилиндра: F = ?·d·l,
где ? = 3,14, а d и l – диаметр и длина трубы исходя из этого, м.
Во время расчета участка длиной 1 м формула приобретает вид Q = 3,14·K·d·?t.
На заметку: при подсчете отдачи тепла одиночной трубы нужно только подставить справочное значение коэффициента теплопередачи для стали при передаче тепла от воды к воздуху, которое составляет 11,3 Вт/(м 2 · 0 С). Для устройства для обогрева помещения значение К будет зависеть не только от материала, из которого сделаны трубы, но еще от их диаметра и количества ниток, так как они оказывают влияние один на один.
Средние значения коэффициентов передачи тепла для очень известных типов приборов с функцией нагрева показаны в таблице.
Важно! Подставляя значения в формулы нужно с большим вниманием смотреть за единицами измерения. Все величины должны содержать размерности, которые согласовываются между собой. Так, коэффициент передачи тепла, найденный в ккал/(час· м 2 · 0 С) нужно перевести в Вт/(м 2 · 0 С), если учесть, что 1 ккал/час = 1,163 Вт.
Разумеется, таблица отдачи тепла труб из стали дает возможность получить результат более быстро, чем расчет по формулам, однако если важна точность, придется чуть-чуть повозиться.
Чтобы установить соответствующий размер регистра, требуемую теплопроизводительность необходимо поделить на отдачу тепла 1 метра с округлением в большую сторону к ближнему целому числу. Для ориентира можно взять средние данные для теплоизолированного помещения высотой до трех метров: 1 м регистра при диаметре 60 мм способен нагреть 1 м 2 помещения.
На заметку: Как видно из таблицы, показатель К для труб из стали может изменяться от 8 до 12,5 ккал/(час· м 2 · 0 С). Увеличение диаметров и количества ниток приводит к уменьшению эффективности теплопередачи. Поэтому для увеличения отдачи тепла регистра следует предпочтение отдавать увеличению длины компонентов.
Очень важно понимать также, что трубы приличных размеров просят очень высокого объема воды в системе, что делает добавочную нагрузку на котел. Предлагаемое расстояние между нитями равно равняться диаметру труб плюс еще 50 мм.
Если система заполняется не водой, а незамерзающей жидкостью, то это значительно оказывает влияние на отдачу тепла регистра и просит увеличения его размеров в результате проведения добавочных расчетов. Это очень важно при эксплуатации приборов с Трубчатыми нагревателями и маслом в виде носителя тепла.
Заключение
Трубопровод из стали является максимально прочным, долговечным изделием с хорошей отдачей тепла. Регистры из гладких труб могут иметь разные комбинации, довольно удобны в уходе и не просят периодической промывки. Это дает возможность им удачно конкурировать с легкими биметаллическими и металлическими радиаторами, а еще с классическими «неубиваемыми» радиаторами из чугуна.
Водогазопроводные трубы стали широко распространены в наружных тепловых сетях при открытой прокладке благодаря большой жесткости и устойчивости к износу. Правильность применения труб из стали для отопления помещений определяется эксплуатационными условиями, возможностями в финансовом плане и хорошим вкусом владельцев. Использование регистров наиболее резонно в производственных и технических помещениях, но и в остальных случаях у них отыщутся собственные положительные качества.