Калькулятор трубопровода с графиками и 3D

Калькулятор трубы позволяет выполнять расчёты для пяти режимов: гидравлический, теплоизоляционный, подбор толщины стенки, скорость потока и расчёт давления. В каждом режиме учитываются ключевые параметры трубы и жидкости, а также выводятся графики и 3D визуализация полого цилиндра с заданным диаметром.

Что можно рассчитать

• Гидравлические потери давления и скорость потока при заданном расходе.
• Теплопотери трубопровода с учётом толщины изоляции и теплопроводности материала.
• Необходимую толщину стенки трубы по допустимым напряжениям и рабочему давлению.
• Скорость движения жидкости и массовый расход по заданному объёму и плотности.
• Статическое давление столба жидкости и массу содержимого трубы.
• Изменение параметров в зависимости от диаметра трубы с обновлением модели.

Работает онлайн на смартфонах и ПК, не требует установки. Встроенный 3D-просмотр позволяет вращать модель трубы и менять её диаметр в реальном времени.

Формулы расчёта

Скорость потока:
$$
v = \frac{4 Q}{\pi D^2}
$$

Гидравлические потери давления:
$$
\Delta p = \frac{\lambda L v^2}{2 g D}
$$

Теплопотери через изоляцию:
$$
Q = \frac{2 \pi \lambda (T_{in}-T_{out})}{\ln(D_2/D_1)} \cdot L
$$

Толщина стенки трубы:
$$
s = \frac{p D}{2 \sigma}
$$

Статическое давление жидкости:
$$
p = \frac{\rho g h}{10^5}
$$

Масса жидкости в трубе:
$$
m = \rho \cdot V = \rho \cdot \frac{\pi D^2}{4} \cdot h
$$

Пояснение параметров

Пример 1 — Гидравлика

Исходные данные:

• Диаметр: 100 мм
• Длина: 10 м
• Расход: 10 м³/ч
• Коэффициент трения: 0.02

Расчёт:

Скорость:
$$
v = 4Q / (\pi D^2) = 0.35 \, м/с
$$
Потери давления:
$$
\Delta p = 0.02 \cdot 10 \cdot 0.35^2 ÷
$$
$$
÷ (2 \cdot 9.81 \cdot 0.1) = 0.012 \, бар
$$

Пример 2 — Теплоизоляция

Исходные данные:

• Диаметр трубы: 0.1 м
• Толщина изоляции: 0.05 м
• Длина трубы: 10 м
• Теплопроводность: 0.04 Вт/(м·К)
• Температура внутри: 90 °C, снаружи: 25 °C

Расчёт:

Теплопотери на метр:
$$
Q = 2\pi \lambda (90-25) / \ln(0.2/0.1) = 89 \, Вт/м
$$
Суммарные теплопотери: 89 х 10 = 890 Вт

Пример 3 – Толщина стенки

Исходные данные:

• Внутренний диаметр: 100 мм
• Допустимое давление: 10 бар
• Допустимое напряжение материала: 200 МПа

Расчёт:

Толщина стенки:
$$
s = \frac{p \cdot D}{2 \cdot \sigma} = \frac{10 \cdot 10^5 \cdot 0.1}{2 \cdot 200 \cdot 10^6} = 2.5 \, мм
$$

Пример 4 – Скорость потока

Исходные данные:

• Диаметр: 80 мм
• Расход: 8 м³/ч
• Плотность воды: 1000 кг/м³

Расчёт:

Скорость:
$$
v = 4Q / (\pi D^2) = 0.44 \, м/с
$$

Массовый расход:
$$
\dot{m} = Q \cdot \rho = 8/3.6 \cdot 1000 = 2222 \, кг/ч
$$

Пример 5 – Давление столба жидкости

Исходные данные:

• Высота: 15 м
• Плотность жидкости: 1000 кг/м³

Расчёт:

Давление:
$$
p = \rho g h / 10^5 =
$$
$$
= 1000 \cdot 9.81 \cdot 15 / 10^5 = 1.47 \, бар
$$

Масса жидкости в трубе длиной 15 м и диаметром 0.1 м:
$$
m = \pi D^2/4 \cdot h \cdot \rho = 117.8 \, кг
$$

Свойства материалов труб

Стандартные диаметры труб

Теплопроводность изоляционных материалов

Рекомендации

• Используйте актуальные коэффициенты трения и теплопроводности для точных расчётов.
• Регулярно проверяйте состояние труб и изоляции при эксплуатации.
• При расчётах давления учитывайте перепады высоты и плотность жидкости.
• Для выбора толщины стенки используйте нормативные значения допустимых напряжений.

👉 Примечание: Результаты являются справочными и требуют уточнения для конкретных условий эксплуатации и стандартов трубопроводов.