Calculadora de volume de tubo

Volume = π × ( diâmetro interno ÷ 2 )² × comprimento

d

Diâmetro interno do tubo

L

Comprimento do trecho de tubo

Q

Vazão, em litros por minuto

Use para o volume do tubo em si: drenar uma linha, encher um circuito de aquecimento, calcular quanta água um reparo vai liberar. Se você quer o volume de água que passa pelo tubo por minuto, isso é uma pergunta de vazão e não de capacidade.

1. Um tubo de 20 mm de diâmetro interno, com 10 m, numa alimentação de 20 L/min

   1. Raio em metros: 20 mm ÷ 2 = 0,01 m
   2. Seção transversal: π × 0,01² = 0,000314 m²
   3. Volume: 0,000314 × 10 = 0,00314 m³, que são 3,14 L
   4. A água pesa 1 kg por litro, então o peso é 3,14 kg
   5. Tempo de enchimento: 3,14 ÷ 20 = 0,157 minuto = 9,4 segundos

   0,83 galão americano, ou seja 3,785 L cada. Menos de quatro litros é a razão inteira de um trecho curto de tubo fino quase não importar quando se drena um sistema.

2. O mesmo tubo num trecho de 100 m

   1. Um metro deste tubo comporta 0,3142 L
   2. Multiplique pelo comprimento: 0,3142 × 100 = 31,42 L
   3. Peso da água: 31,42 kg — já não é algo para ignorar
   4. Tempo de enchimento: 31,42 ÷ 20 = 1,571 minuto, o que dá 1 minuto e 34 segundos
   5. Em galões americanos: 31,42 ÷ 3,785 = 8,30 gal

   O volume cresce em linha reta com o comprimento, mas com o quadrado do diâmetro: dobrar o diâmetro interno para 40 mm quadruplica isto para 125,7 L.

Isto é o volume do interior do tubo e nada mais. Conexões, registros, um coletor, o cilindro ou a caldeira no fim do trecho e a água que já está no resto do sistema são todos adicionais. Diâmetros nominais são rótulos e não medidas, então use um diâmetro interno que você mediu ou consultou para o material real. O tempo de enchimento supõe que a vazão que você digitou se mantém o tempo todo, o que não vai acontecer se o trecho for longo, o tubo for estreito ou um registro estiver parcialmente fechado.

Como calculo o volume de um tubo?

Divida o diâmetro interno pela metade para ter o raio e depois use a fórmula do cilindro: π × r² × comprimento. Um tubo de 20 mm de diâmetro interno com 10 m dá π × 0,01² × 10 = 0,00314 m³ — 3,14 litros. Trabalhe todo em metros e a resposta sai em metros cúbicos, que viram litros multiplicando por 1.000.

Devo usar o diâmetro interno ou o externo?

O interno, sempre — é o espaço que a água de fato ocupa. Um tubo chamado de meia polegada tem diâmetro externo perto de 21 mm em alguns materiais e abaixo de 16 mm em outros, e o diâmetro interno pode ir de 12 a 18 mm conforme a espessura da parede. Usar o diâmetro externo exagera o volume de um tubo fino em 40% ou mais.

Quantos litros cabem num metro de tubo?

Depende inteiramente do diâmetro interno: 15 mm comportam 0,177 L por metro, 20 mm comportam 0,314, 25 mm comportam 0,491 e 50 mm comportam 1,963. Como o raio entra ao quadrado, dobrar o diâmetro quadruplica o volume de um metro de tubo.

Por que o tempo de enchimento é só uma estimativa?

Porque a vazão real cai conforme a pressão se perde por atrito ao longo do tubo e através das conexões. Uma alimentação que entrega 20 litros por minuto na torneira entrega menos no fim de um trecho longo e estreito. A cifra daqui é o tempo na vazão que você informar, e é disso que se precisa para dimensionar uma bomba ou uma drenagem.

Quanto pesa a água dentro de um tubo?

Um litro de água pesa um quilograma, então o peso da água em quilogramas é o mesmo que a capacidade em litros. Um tubo de 20 mm com 10 m comporta 3,14 kg, o que não é nada; um ramal de 50 mm com 100 m comporta 196 kg, o que já é uma questão estrutural.

• Copper Tube Handbook — Copper Development Association
• WaterSense labeled showerheads — US Environmental Protection Agency