Ворота из профильной трубы своими руками чертежи и расчет: пошаговая инструкция с расчетами и чертежами, как сделать распашные, откатные и другие с фото, видео

Содержание

Технология работы с профильными трубами: как сварить из них ворота

Сделать красивые и необычные ворота для заезда на участок или в гараж мечтает каждый владелец загородного дома, главное — чтобы они были красивые и функционировали исправно.

Сварка ворот должна проводиться на месте, чтобы не тратить деньги на их перевозку.

Материалом для сварки каркаса служит профильная труба, а створки — на усмотрение хозяина, но, как правило, используют профильный лист, закрепляя его саморезами по металлу.

Достоинства и недостатки методики

Профильная труба — это легкий и довольно прочный материал, отличается тем, что для ворот из такого материала не нужен прочный фундамент, достаточно прочно забетонировать опорные столбы, на которых выполнена сварка петель для установки створок ворот. Изделия из аналогичного материала эксплуатируются не один десяток лет.

Плюсы:

  • низкая стоимость;
  • высокая прочность и надежность при эксплуатации;
  • эстетичный внешний вид;
  • легкость сборки;
  • саморезы прочно держатся в теле трубы, поэтому проблем с установкой листового металла, замков и запоров не предвидится.

Минусы:

  • высокая склонность к образованию коррозии при использовании в регионах с повышенной влажностью;
  • возможна деформация из-за неправильной сборки;
  • по сравнению с другими материалами грунтовку и краску не так удобно наносить.

Поэтапную методику сварки ворот из профильной трубы заинтересованные пользователи найдут в интернете.

[stextbox id=’alert’]При соблюдении технологии сборки и установки ворот из профтрубы все негативные факторы минимизируются.[/stextbox]

Виды ворот:

Откатные

Многие владельцы загородных участков не желают возиться постоянно с открытием/закрытием ворот и изготавливают удобный вариант автоматических откатных конструкций. Ворота выглядят намного эффектнее, особенный плюс — во время дождя не надо выходить из салона авто, чтобы заехать на участок, но такой вариант требует выполнения подготовительных работ, связанных с точными замерами, выполнениями чертежей и расчет усилий механизма в зависимости от массы изделия.

Методика и последовательность сварки при изготовлении откатных ворот практически не отличается от обычных, но неточности здесь недопустимы, т. к. автоматика ошибок не прощает.

Распашные

Этот вариант отличается легкостью монтажа: требуется наличие болгарки и сварочного аппарата. Закрепляется конструкция при помощи петель, привариваемых к прочно забетонированным столбам, а методика, как правильно сварить ворота, будет подробно описана в отдельном разделе.

Виды самостоятельного исполнения калиток

Небольшая дверца для индивидуального входа и выхода с частного участка зачастую выполняется вместе с воротами, да разновидность материала практически одинаковая.

Кованое исполнение

Вариант обладает высокой прочностью, калитка выдержит натиск любой непогоды, а художественное исполнение выгодно подчеркнет индивидуальность вашего участка. Сегодня для исполнения задуманного доступны современные технологии, которые значительно повышают сроки эксплуатации. Кованая калитка — весьма трудоемкий процесс, требующий времени и больших финансовых вложений, но в результате внешний вид будет на зависть соседям.

Из профильного настила

Этот материал не пропускает шум с улицы, имеет широкий выбор цветового решения, покрытие устойчиво к воздействию осадков и температурных изменений не тускнеет от солнечных лучей, а соотношение качества и цены приятно удивит пользователей. Единственный недостаток — дребезжит при механическом воздействии, даже от птиц, чистящих перья, не говоря о сильных порывах ветра.

Закрытый сварной вариант

По желанию пользователя при помощи сварки калитка делается любой формы: в виде арки, круга, эллипса или стандартного прямоугольника, которая считается популярным видом входной дверцы на участок. Такие оригинальные изделия устанавливаются вместе с несущими столбами, но возможна приварка петель к уже существующим опорам.

Высота некоторых изделий достигает 2,1 м, а ширина — 0,75—1,0 м, там, где изначально была установлена узкая калитка, проход расширяется переносом столбов забора.

Калитки из 3D-сетки

Такие изделия выпускаются вместе с воротами или в одиночном варианте, но в аналогичном исполнении, как и весь забор. Крепится оригинальная композиция к забетонированному несущему столбу или прикрепляется к уже существующей опоре на фланцах. Преимущество этой конструкции заключается в высоких характеристиках исполнения и прочности, что оказывает положительное влияние на сроки эксплуатации.

Расчет и подготовительные работы

Прежде чем устанавливать металлические ворота, нужно выполнить ряд подготовительных работ и сделать точные расчеты, не стоит забывать и о таких мелочах, как технологические зазоры. Серьезность намерений позволит пользователям избежать ошибок в планировании будущего въезда на загородный участок.

Многие домовладельцы задают вопрос — как правильно сварить гаражные ворота, методика довольно схожа: в обоих случаях следует особое внимание обратить на следующие моменты:

  1. Определиться сразу — будет ли открытие/закрытие ворот осуществляться вручную или при помощи автоматики. Изделие выполняется из двух половин или сплошным полотном, для последнего случая идеально подходит откатной вариант.
  2. Заранее решить, из какого материала будут выполнены ворота, а также — какого размера будет пролет. Стоит продумать и свободное место для распахивания створок.
  3. Сделать точный чертёж с указанием реальных размеров, не забыв указать величину зазоров.

Для ворот на въезде в участок расстояние между опорами рассчитывается довольно просто: суммируем размеры каждой створки, добавляем зазоры (от 10 мм) для крепления петель и поворота створок при раскрытии.

Выбираем материал

Для обвязки ворот довольно часто используют профильное сечение труб, при этом надо не забывать такие нюансы:

  • поперечное сечение имеет такие варианты — квадрат или прямоугольник;
  • материал, например, бюджетный вариант — это углеродистые стали, а оцинкованные профильные трубы стоят больше, но они защищены от воздействия коррозии;
  • методика изготовления — сварные или бесшовные, холодного или горячего проката;
  • толщина стенок — при одинаковом варианте поперечного сечения они могут отличаться, поэтому надо выбирать вариант с аналогичным параметром не менее 2,0 мм, т. к. большие параметры существенно увеличат общую массу изделия.

Для каркаса ворот обычно выбирают сварные трубы холодного проката квадратного сечения с параметрами 25х25, 30х30 мм или прямоугольного — 20х40 мм.

Необходимые инструменты:

  1. Аппарат для сварки и электроды диаметром 3 мм.
  2. Болгарка и круги для резки металла.
  3. Электродрель, набор свёрл и керн.
  4. Молоток на 200 грамм.
  5. Метрические инструменты для точности замеров.
  6. Шлифовальный круг для обработки швов.
  7. Напильник, чтобы удалить заусенцы.
  8. Малярная кисть для нанесения защитного покрытия.

Перечень необходимого инструмента примерный, пользователи могут вносить изменения по своим соображениям.

Пошаговая инструкция

Как сварить ворота на забор из профильной трубы своими руками? Чтобы правильно выполнить все работы, надо предварительно решить, какую методику использовать: при помощи сварочных работ или с применением крепежных элементов на резьбе.

Сварная конструкция

При выполнении всех операций, основной момент — это правильная очередность:

  1. Вначале нарезаем заготовки по заранее рассчитанным размерам, при этом все срезы тщательно зачищаем, заусенцы удаляем.
  2. Бетонируем опорные столбы, затем на расчищенной площадке перед входом раскладываем составляющие ворот, главное при сборке — это выдерживать прямые углы, чтобы собранная конструкция не имела перекосов.
  3. На углы конструкции прикладываем косынку для обеспечения жесткости. Точечно прихватываем все элементы и проверяем точность углового соединения. Если перекосов не обнаружено, то провариваем всю конструкцию окончательно.
  4. На опорные столбы и раму ворот привариваем петли, отступая от края 15—20 см.
  5. Все швы обрабатываем молотком, чтобы удалить окалину и зачищаем болгаркой.
  6. Навешиваем каркас на петли, проверяем плавность хода и отсутствие заеданий.
  7. Проводим предварительную обработку всех поверхностей грунтовкой по металлу, а после высыхания — наносим эмаль.
  8. После полного высыхания краски закрепляем профильные листы с помощью саморезов. Устанавливаем замки, задвижки и стопорные элементы на створки.

 

[stextbox id=’info’]М. И. Асауленко, образование: ПТУ, специальность: сварщик 4-го разряда, опыт работы: с 2004 года: «Конструкция с применением сварки отличается повышенной прочностью и надежностью при эксплуатации, чем аналогичные ворота, собранные методом резьбового крепления».[/stextbox]

Вариант с резьбовым креплением

Если хозяин не владеет сваркой, то ворота полностью можно собрать на болтах и гайках, но при этом много времени уйдет на точную подгонку всех крепёжных элементов к инструменту добавятся рожковые ключи. Используют обычно болты и гайки с резьбой М8, шайбы простые и пружинные (изделие с разрезом из пружинной стали называется гровер) для прочного соединения. Алгоритм сборки одинаков, но добавляются такие пункты:

  • для крепления профтруб используют специальные соединительные элементы;
  • косынки на углах соединяются с каркасом через заранее просверленные перфорации;
  • в местах соединения профилей используются специальные накладки для соединения с помощью болтов и гаек;
  • петли также крепятся при помощи болтов и гаек в заранее просверленные отверстия.

После окончательной затяжки всех гаек и навески ворот приступают к обшивке выбранным материалом.

Советы по отделке

Для защиты от воздействия атмосферных осадков конструкция покрывается грунтовкой, а затем эмалью при помощи кисти или из специальных баллончиков с распылителем.

[stextbox id=’alert’]Перед нанесением грунта и лакокрасочного покрытия все детали тщательно обезжиривают ацетоном или бензином Б70.[/stextbox]

Для улучшения визуального восприятия добавляют элементы декора из различного материала.

Декорирование ковкой

Кованные узоры и элементы приобретают в специальных магазинах или заказывают знакомому кузнецу, затем закрепляются в нужном месте любым из ранее описанных способов.

Применение профлиста

Эти изделия имеют широкий спектр цветового исполнения и небольшую массу, что значительно снижает нагрузку на подвесные элементы.

Отделка древесиной

Для отделки применяется только древесина с оригинальной текстурой, каждая деталь требует дополнительной обработки, чтобы предотвратить растрескивание от пересыхания или излишнего увлажнения от воздействия осадков.

Использование сетки

Это считается бюджетным вариантом, но зато весь участок просматривается, а оцинкованная проволока менее подвержена коррозии и более долговечная.

Обшивка поликарбонатом

Современный материал, отличающийся легкостью и простым креплением, поэтому владельцы частных строений весьма часто его используют, дополняя орнаментом из кованого металла.

Зашивка металлом

Такие листы отличаются высокой прочностью, но увеличивают финальную массу ворот, поэтому нужно устанавливать особо прочные изделия для навески.

Выводы

Изобилие материалов, которыми обшиваются въездные ворота, ставит пользователей в трудное положение при выборе оптимального варианта, а сборка каркасной конструкции из профильной трубы с использованием сварочных аппаратов считается наиболее приемлемым вариантом из-за прочности и надежности последующей эксплуатации. Рачительные хозяева загородных коттеджей обустраивают въезд на участок откатными воротами, т. к. они довольно удобны в использовании. Кованые изделия со сложным орнаментом выглядят особо привлекательно.

Ворота из профнастила. Чертежи и схемы. Пошаговые фото своими руками



Ворота из профнастила

При строительстве дома, коттеджа или дачи всегда возникает вопрос с ограждением.

Профнастил — это самый широкодоступный и вполне бюджетный вариант. Будь ограждение временным или постоянным всегда можно сделать из профнастила очень надежную и вполне симпатичную конструкцию.

В данной статье речь пойдет об изготовлении ворот из профнастила своими руками, будут рассмотрены нюансы строительства, разберем виды профнастила и определимся с вариантами изготовления ворот своими руками.

Распашные ворота из профнастила с НУЛЯ!!!

(фотографии, инструкция, видео мастер-класс)

Несомненно, самым распространённым типом ворот являются распашные ворота. Так как же сделать распашные ворота из профнастила своими руками? Если вас интересует ответ на этот вопрос, то вы попали по адресу.

Рассмотрим процесс создания распашных ворот своими руками из профнастила и профильной трубы на конкретном примере.

В данном случае, автор видео мастер-класса начинает создание ограждения вместе с воротами полностью с нуля, но мы с вами, пока что, будем считать, что забор у нас создан, и столбы уже стоят, готовые к установке ворот. Про создание же самого забора я расскажу вам в данной статье позже, наберитесь терпения.

Самый популярный вопрос: «А с чего начать?». Конечно же, с выбора материала. В нашем случае, подходящий материал уже известен: стандартный профнастил и профильная труба с площадью поперечного сечения 20х40 миллиметров.

После того, как материал определён, необходимо снять мерки (длину и ширину) с проёма для ворот. Затем, для наглядности, я советую изобразить простенькую схему будущих ворот с намеченными на ней размерами.

По данной схеме будет гораздо проще создавать ворота своими руками.

Профнастил и профильная труба нарезается по нужным размерам. После чего, из профтрубы создаётся металлический каркас ворот, который с лицевой стороны обшивается заготовленным профнастилом.

Этапы создания таких ворот вы можете увидеть на следующих пошаговых фотографиях:

Источник идеи и фотографий, видео мастер-класс: https://youtu.be/itZiYOuXhds
Оригинальное название: Забор, ворота и калитка из профнастила своими руками
Автор видео: AlekseyStopchik

Делаем своими руками каркас для ворот из профтрубы.

(фотографии, инструкция, видео мастер-класс)

Как сделать каркас из профтрубы для распашных ворот своими руками?

Немного выше в данной статье я уже показал вам, как создать распашные ворота из профнастила своими руками. Но я не углублялся в подробности каждого этапа создания. Так что сейчас вы узнаете, как своими руками создать металлический каркас для распашных ворот из профнастила.

Если вы читаете этот текст полностью с самого начала, то должны были заметить мой совет, по поводу схематичного изображения ворот перед началом их создания. Теперь же вы можете ещё и увидеть демонстрацию использования такого изображения. По намеченным на схеме размерам мастер заготовил трубы для создания каркаса. Затем из полученных деталей он сложил прямоугольную раму – основу каркаса.

ПРИМЕЧАНИЕ: рама должна складываться на ровной поверхности.

Ворота из профильной трубы своими руками: чертежи, фото, видео

Сделать ворота из профильной трубы своими руками не сложно, если иметь на руках чертежи и расчет, а также руководствоваться пошаговой инструкцией. Такая конструкция ворот достаточно прочная. Ворота гарантированно прослужат много лет и надежно защитят имущество. Обслуживание ворот из профильной трубы отличается простотой и обходится очень дешево. Видео и советы мастеров помогут справиться с работой быстро, а изделие будет качественным.

Сделать ворота из профильной трубы своими руками не сложно, если иметь на руках чертежи и расчет

Изготовление ворот из профильной трубы своими руками

Для изготовления ворот своими руками нужно заранее выбрать понравившийся проект и сделать соответствующий чертеж. От правильности расчетов зависит то, насколько прочным окажется изделие. На подготовительном этапе нельзя допускать грубых ошибок, так как результат вряд ли понравится владельцу загородного дома. Привлекательность ворот из профильной трубы тоже может оказаться невысокой, если нарушить технологический процесс и проигнорировать рекомендации мастеров.

Приступая к работе, первым делом нужно подготовить участок, где будет осуществляться монтаж ворот. С этой целью стоит придерживаться такой последовательности проведения работ:

  • очистить территорию от мусора, камней;
  • снять верхний слой плодородной почвы, что составляет около 20-25 см грунта;
  • распределить почву так, чтобы поверхность была ровной;
  • на дно полученной впадины засыпать щебень и камень, равномерно распределить их;
  • по уровню устанавить маяки, чтобы было легче заливать бетон так, чтобы в результате получилась ровная поверхность;
  • в бетономешалке готовят раствор со щебнем;
  • заливают смесь и дают ей застыть.

Ворота из профильной трубы своими руками: чертежи и расчет

Одновременно с выполнением бетонных работ по заливке раствора на выбранном участке, можно установить опоры из металлоконструкций для фиксации ворот. Для этого выкапывают 2 ямы глубиной около 70-100 см, шириной – 50х50 см. Опускают в них металлические опоры, выполняют дополнительную фиксацию с помощью камней или крупного бута, а затем заливают все бетонным раствором.

Через 3 суток после затвердевания фундамента под опорными столбами ворот, к ним можно приварить петли. Далее можно приступать к следующему этапу – изготовлению ворот из профильной трубы по эскизу. Для этого приобретается качественный материал и фурнитура. Многие владельцы частных домов для облегчения своего труда закупают заводскую заготовку в виде прямоугольника либо квадрата, которые изготавливаются из профильной трубы. На заводах соблюдается технология, изделие будет иметь правильную геометрию, небольшой вес.

Приобретенные металлоконструкции предварительно подготавливаются к монтажу. Для этого профильную трубу зачищают с помощью наждачной бумаги для удаления ржавчины. После этой процедуры обезжиривают металл используя ветошь, смоченную в бензине или растворителе.

На следующем этапе можно приступать к нарезке труб нужного размера. Так как распашные ворота обычно полностью одинаковы, можно поочереди изготавливать по две одинаковых детали соответствующего размера. Это важно делать, используя расчет и чертеж. При несоответствии размеров, ворота могут оказаться несимметричными с нарушенной геометрией, а это считается грубым нарушением, которое гарантированно приведет к изменению эстетической привлекательности изделия.

Как сделать ворота из профильной трубы своими руками: пошаговая инструкция

После изготовления заготовок для ворот их стоит расположить на идеально ровной поверхности. Это необходимо для удобного и качественного проведения сварочных работ. Такое расположение поможет избежать деформации конструкции. Если внешняя рама будет изготавливаться своими руками, то первым делом между собой свариваются трубы, служащие рамой.

Многие владельцы покупают готовую раму. В этом случае можно приступать к привариванию косых перекладин, служащих в качестве дополнительного ребра жесткости. Эта рекомендация касается тех случаев, когда мастер изготавливает ворота с широкими створками и их ширина превышает 1 метр. Ребро жесткости можно не устанавливать на калитку.

Вертикальные перекладины привариваются на одинаковом расстоянии друг от друга. Прежде чем приступать к проведению сварочных работ, стоит нанести разметку на раму. Это позволит быстро выполнить все работы, не допустив при этом ошибок. По завершению сварочных работ приступают к шлифовке сварочного шва, который в некоторых местах может быть некрасивым. Выполняют процедуру с помощью болгарки.

Ворота из профильной трубы

На завершающем этапе к раме ворот привариваются петли и створки устанавливаются на опорные столбы. Теперь наступило время заняться оформлением ворот и для этого чаще всего используют:

  1. Древесину.
  2. Профилированный лист.
  3. Поликарбонат.
  4. Листовое железо.

У каждого из материалов есть свои преимущества и недостатки, с которыми стоит считаться, чтобы изделие прослужило долго. Важно не забывать тот факт, что выбор материала для внешнего оформления ворот из профильной трубы во многом зависит от дизайна участки и дома. Хорошо, когда все элементы сочетаются и дополняют друг друга.

Профилированный стальной лист устанавливают для придания воротам большей жесткости и надежности. Такие укрепленные створки гарантированно устоят перед сильными порывами ветра. Если в загородном доме большое внимание уделяется безопасности, то использование листов поликарбоната не рекомендуют ввиду его хрупкости.

Ворота из профильной трубы своими руками, видео:

Решили изготовить ворота из профильной трубы своими руками? Красивое изделие может не только защитить владельцев от посторонних глаз, но и станет визитной карточкой, которая первой бросится в глаза гостям и прохожим. Если пользоваться чертежами и выполнять работу, пользуясь пошаговым руководством, завершить изготовление изделия можно быстро и с минимальными финансовыми затратами.

Как сделать ворота из профильной трубы своими руками

Наличие функциональных и красивых ворот на даче просто необходимо для каждого владельца участка. Но на сегодняшний день на рынке представлено такое большое количество разнообразных материалов, из которых можно соорудить ворота, что в них можно легко запутаться. Конечно, можно пригласить специалистов, которые сделают всю работу за вас. Но если можно разобраться с этим самостоятельно, то зачем платить наёмным работникам? В последнее время очень часто можно встретить заборы из металла. Они имеют эстетичный внешний вид, отличаются функциональностью и прекрасно вписываются в любой дизайн. Давайте разберёмся, как своими руками возвести ворота из профильной трубы.

Плюсы и минусы ворот из профтрубы

Ворота, сделанные из металла, красиво смотрятся и пропускают через себя лучи солнца. Плюс ко всему они отлично справляются с функцией защиты территории от тех, кто хочет вломиться туда без приглашения.

Вариант изготовления простого забора из профильной трубы

В качестве сырья для возведения таких ворот часто выбирают низколегированную стальную профтрубу, сечение которой имеет квадратную или прямоугольную форму 4х4 или 5х5 сантиметров. Толщина стенок трубы должна быть 3 миллиметра.

Несомненными преимуществами данного вида ограды являются:

  • Материал недорогостоящий. Его низкая себестоимость в сочетании с тем, что забор легко можно возвести самостоятельно существенно экономят бюджет.
  • Конструкция из профтрубы является прочной и долговечной. Если ворота грамотно спроектировать и вовремя обрабатывать его антикоррозийными покрытиями, то прослужит оно вам не одно десятилетие.
  • Профильную трубу можно скомбинировать с другими материалами. Профильная труба прекрасно сочетается с другими строительными материалами, благодаря чему можно создать оригинальный и стильный вход. Интересным сочетанием будет труба и кирпичная кладка. Помимо этого, каркас из профильных труб можно покрыть металлопрофилем.

К недостаткам такого входа можно отнести то, что это всё же открытая конструкция, которая не укроет вас от любопытствующих глаз. Хотя, если обшить такую конструкцию металлопрофилем или полупрозрачным поликарбонатом, то проблема решается.

Специалисты могут создать на таких воротах кованый орнамент и геометрические узоры.

Виды констукций

В зависимости от технологии изготовления ворота разделяют на сварные и модульные.

Сварные входные конструкции можно отнести к самым надёжным и наименее затратным вариантам. В данном случае монтируют, подгоняют и соединяют секции ворот непосредственно во время установки. Сварочные работы в этом случае, пожалуй, единственный сложный момент.

Вариант сварной конструкции

Специалисты советуют, для облегчения нагрузки на опоры и сварные швы, трубы, выполняющие роль лагов, должны иметь меньшее сечение.

Второй вариант ворот — это сборные конструкции. Их собирают из отдельных частей прямо на территории. Сварочные работы для такого забора не понадобятся. Секции забора и воро крепятся специальными хомутами.

Вариант модульной конструкции

Различные модели и дизайнерские решения, представленные на рынке, позволяют соорудить весьма достойное ограждение и ворота дачного участка.

Чертежи

В первую очередь необходимо создать эскиз секций ворот, на котором будут прорисованы секционные узлы. Его можно создавать не в масштабе просто от руки.

На основе эскизов создаются подробные чертежи входной конструкции, на которых необходимо указывать размеры будущего сооружения в целом и каждого его отдельного элемента. Количество необходимых материалов для строительства ограждения можно рассчитать с помощью подробного чертежа.

Вариант чертежа ворот с калиткой

Список сырья и инструментов

Чтобы возвести ворота из профильных труб, вам потребуется приобрести следующие материалы и инструменты:

  • Несущие трубы, сечение которых равно 5х5 сантиметров, а толщина стен 2,5–3 миллиметра.
  • Опорные столбы, сечение которых равно 6х6 сантиметров.
  • Чтобы обустроить прожилины, понадобится профиль 4х3 сантиметра.
  • Обрешёточный материал.
  • Болгарка.
  • Аппарат для сварочных работ.
  • Струбица и молот.
  • Ножовка для металла.
  • Уровень.
  • Лопата.
  • Щебёнка.
  • Раствор цемента.

Как сделать ворота из профильной трубы своими руками — пошаговые действия

Процесс строительства забора условно делится на следующие этапы:

  1. Сначала обрабатываются заготовки. Все трубы до начала работ, необходимо обследовать на предмет неровностей. Если таковые найдены, то их необходимо подровнять. Это нормально, т. к. заводские изделия частенько выпускаются с отклонениями в плоскостях. Далее, их необходимо обрезать до нужных размеров. Не забывайте о том, что несущие стойки необходимо распиливать, учитывая их подземное крепление.
  2. На следующем этапе подготавливается основание.

    Бетонирование опор

    Произведите разметку территории под будущие ворота. Используйте для этого колышки, выкопайте ямы, глубина которых равна 100–150 сантиметрам, а диаметр 10 сантиметров. В них устанавливаются опорные столбы.

  3. Дно ямы на треть засыпается мелкой щебёнкой. В центре установите опору из профильной трубы. Воспользуйтесь строительным уровнем, чтобы проконтролировать вертикальность опоры. Широкая сторона трубы должна быть перпендикулярна облицовке. Опору зафиксируйте растяжками на то время, пока бетонная смесь будет схватываться.
  4. Теперь можно приступать к изготовлению каркаса. Он изготавливается по уже подготовленному эскизу. Смежные заготовки прижимаются друг ко другу струбицами. Так, они не будут смещаться. Для надёжной фиксации пролётов секций, к опорам необходимо приварить по две петли, которые вырезаются из листового металла.
  5. Далее, пролёты необходимо заполнить.

    Варианты кованых элементов

    К скелету ограждения приварите тонкие трубы и декоративные элементы. Составленные секции необходимо приставить к опорным столбикам, с уже приваренными петлями для крепления. Убедитесь, что вертикальные пруты идут строго перпендикулярно горизонтальным. Соедините все части ограды при помощи сварки или болтами.

  6. Последний этап строительства — зачистка швов от сварки. После сварочных работ металлические поверхности необходимо зачищать от коррозии и обезжиривать. Для продления срока службы и придания большей привлекательность, поверхности труб можно покрасить, используя масляную краску.

Выбираем материалы обшивки

Ворота, каркас которых сварен из профильной трубы, обычно обшивают профильным листом. Объяснить это можно несколькими причинами:

  • Профлист не тяжёлый материал, поэтому забор из него не нуждается в основательном фундаменте. Достаточно забетонировать опорные столбы.
  • Металлопрофиль — недорогостоящий материал.
  • Имеет эстетичный и ухоженный вид.
  • Легко монтируется.
  • Долговечность — ещё один плюс материала.

В качестве обшивки можно использовать и сетку-рабицу или другим подходящим материалом.

Декорирование забора

Элементы декоративной ковки своими руками

Ажурные металлические кованные элементы всегда высоко оценивались, потому как каждый образец неповторим и прекрасен. Умение обрабатывать металл — это целое искусство, которое доступно не каждому. Заказать у мастера элементы декоративной ковки — достаточно дорогостоящее удовольствие. Создать такие элементы можно вполне своими руками. Тем более, если вы овладеете данным видом работ, то оно сможет превратиться в ваше новое хобби или даже прибыльный бизнес.

Выделяют холодную и горячую ковку. Первый вариант предусматривает нагрев металлических заготовок до девятисот градусов. Так сталь приобретает пластичность. Ударяя по ней кувалдой или молотком-ручником, она изгибается. Её можно сделать тоньше и изменить изначальное сечение прутков. Холодный вариант ковки — это изменение заготовок без их нагрева в основном. Для такого вида работ используют низкоуглеродистую сталь (в составе не более 0,25 процентов углерода). Она считается более податливой. Обрабатывают её специальными станками и приспособлениями.

Для создания кованых элементов помимо стали используют ещё медные и алюминиевые сплавы. Они мягкие и лёгкие, поэтому поддаются обработке обоих способов.

Горячая сварка осуществляется при помощи горна — специальной печки, которая из-за поддува может достигать очень высоких температур; наковальни; кувалды; клещей, которыми держат накалённую заготовку.

Изделия с особой формой делаются с помощью различных фасонных молотков, зубил для рубки металлических деталей и другие инструменты.

Холодная ковка предполагает использование гнутика, который необходим для создания изогнутых элементов; улитки, для загибания прутков в спираль; фонарика, с помощью которого создаётся такой элемент ковки, как «шишка»; волны, с помощью которой изготавливают волнообразные элементы; твистера, на котором заготовленный элемент закручивают в нужном направлении и станка для создания колец.

Помимо всего вышеперечисленного, необходимо обзавестись болгаркой по металлу и сварочным аппаратом, с помощью которого будут соединяться детали.

Процесс изготовлений ковки

Схема кованых ворот

Как уже говорилось ранее, для горячей ковки металл, чтобы его можно было обрабатывать, необходимо нагреть до температуры от 800 до 1200 градусов. Если температура будет ниже, то металлическая заготовка будет недостаточно пластичной, а при слишком высокой температуре изделие перестанет быть прочным и может сломаться.

Определение степени нагрева заготовки по цвету

  1. Вытяжка — деталь удлиняется, при этом становится тоньше. Во время растягивания элемента, кувалдой необходимо бить равномерно по всей площади участка, который вытягиваете. Таким образом, изготавливаются постепенно заостряющиеся на конце пики.
  2. Разгонка — по заготовке бьют с обеих сторон молотом. Таким образом, расплющиваются пики, которые имеют игольчатую форму и становятся листовидными.
  3. Рог наковальни используется для создания радиусно изогнутых элементов.

Для того чтобы элемент ковки сделать изогнутым, необходимо сделать следующие действия:

  1. Сначала идёт подготовка эскиза волюты. Его сначала рисуют на бумаге, а потом проволоку сгибают по бумажному рисунку.
  2. Проволока выпрямляется и по мерке отрубается пруток-заготовка.
  3. Кончик проволоки нагревается до девятисот градусов, край сгибается.
  4. Выполнение первого завитка происходит на крае рога наковальни или на её кромке.
  5. Всю длину заготовки нагревают и, используя спиральную оправку, изгибают её.

Для изготовления «шишки» или «фонарика» необходимо взять 2–4 тоненьких прутка, сварить кончики вместе, проковать в квадрат и зажать в тисках. Из другого конца делается жгут при помощи воротка. Конец нужно немножко раскрутить, разъединить прутки и несколько раз ударить по торцу, который таким образом, расширяется.

Холодный способ ковки предполагает такие же приёмы и способы, правда, без нагрева элементов.

Видео: как сварить ворота из профтрубы своими руками

Таким образом, изготовление ворот из профильной трубы не такое уж сложное дел, а результат может быть впечатляющим. Самое сложное, пожалуй, элементы ковки, которые необязательно изготавливать самостоятельно. Их можно приобрести в готовом виде и украсить конструкцию. Удачи!

Как сделать ворота из профильной трубы своими руками :: SYL.ru

На множестве приусадебных и загородных участков сегодня можно увидеть ворота из профильной трубы. Многие владельцы загородных домов самостоятельно изготавливают такие конструкции, при этом последние отвечают определенным параметрам и требованиям.

Вы тоже можете последовать их примеру и изготовить надежные ворота, но для начала необходимо подготовить весь набор инструментов и материалов, а также ознакомиться с технологией проведения работ. Одно основное условие для успешного завершения дел — необходимость обладать навыками сварщика. Понадобится и соответствующее оборудование, которое обычно есть у настоящего домашнего мастера.

Выбор профильной трубы

Профильная труба представляет собой изделие квадратного или прямоугольного сечения, которое имеет разные размеры. Такая труба может использоваться для выполнения каркасов и других конструкций. В основе профильной трубы могут быть:

  • нержавеющая сталь;
  • углеродистая сталь;
  • оцинкованная сталь.

Для изготовления ворот из профильной трубы обычно используются сварные или бесшовные изделия. Первые подразделяются на горячекатаные и холоднокатаные. Горячекатаные обычно используются для каркасов, которые эксплуатируются на улице и не предусматривают большой точности. Холоднокатаные трубы выполняются с более высокой точностью, их используют обычно для мебельных каркасов.

Что касается бесшовных труб, то они представляют собой более качественные изделия, ведь слабым местом сварных труб считается шов. Бесшовные характеризуются пластичностью, большой стоимостью и устойчивостью к высокому давлению. Поэтому для изготовления калиток и ворот такие изделия используются довольно редко. Если вы намерены изготовить ворота из профильной трубы, то лучше выбрать недорогие горячекатаные изделия.

Этапы проведения работ

Для того чтобы изготовить ворота, необходимо провести замеры, а также выполнить чертеж. Следующим этапом работ будет приобретение материалов, сборка и установка конструкции. Каркас должен быть изготовлен таким образом, чтобы автомобиль смог проехать внутрь.

Оптимальными являются следующие размеры:

  • высота – 1,5 м;
  • длина – 3 м.

Если вместе с воротами вы будете устанавливать калитку, то ее высота должна соответствовать высоте ворот, а вот что касается ширины, то она обычно не меньше 0,75 м. Если ворота устанавливаются на выстроенный ранее забор, то параметры должны быть выбраны следующим образом. Высота калиток и ворот должна быть такой же, как и высота общего забора. Иногда допускается уменьшение высоты в пределах от 20 до 40 см. Ширина ворот определяется расстоянием между двумя опорами, на которые фиксируется каркас.

Подготовка материалов и инструментов

Прежде чем выполнить ворота из профильной трубы, вы должны позаботиться о наличии инструментов и материалов. После того как основные размеры будут сняты, а чертеж подготовлен, можно определить количество материалов и составляющих элементов. Что касается материала, то понадобятся профильные трубы разных размеров. Для главных опор обычно используются трубы квадратного сечения со стороной в 100 мм.

Для каркаса подойдут трубы квадратного сечения со стороной в 50 мм. Для перемычек, которые будут придавать конструкции жесткость, можно использовать профильные трубы с размером 25 x 25 мм. Материалом для обшивки может выступить профлист. Перед тем как выполнить ворота из профильной трубы своими руками, вы должны подготовить:

  • петли;
  • саморезы;
  • краску;
  • грунтовку.

Что касается петель, то они понадобятся для фиксации ворот к столбам. Саморезы необходимы для металла. А вот в случае с неоцинкованными трубами понадобится ещё и краска, а также грунтовка.

Для изготовления ворот вам необходимы сварочный аппарат, дрель, болгарка и измерительные инструменты. Среди последних следует выделить:

  • строительный уровень;
  • уголок;
  • рулетку.

Для обработки поверхности краской понадобится кисть.

Проведение сборки и установки

Для того чтобы сварить ворота, необходимо придерживаться определенного алгоритма. Перед выполнением каркаса необходимо нарезать трубы на отдельные составляющие, руководствуясь чертежом. Заготовки очищаются от ржавчины, места среза шлифуются, чтобы снизить травмоопасность.

На следующем этапе можно заняться земляными работами. В намеченных местах выкапываются ямы, куда будут устанавливаться основные опоры. Для прочности на дно заливается бетон. Если вы решили выполнить ворота из профильной трубы своими руками, то теперь можно заняться сваркой заготовок в единую конструкцию. Особое внимание следует уделить ровности углов и правильности геометрической формы конструкции. Важно не допускать неточностей и перекосов.

После сборки каркаса необходимо обработать сварочные швы. Это требуется не только для снижения травмоопасности, но и для придания конструкции привлекательного вида. К основным столбам и каркасу следует приварить петли, после готовое изделие навешивается. Заключительным этапом станет обезжиривание и окрашивание ворот. Теперь можно приступать к обшивке конструкции.

Рекомендации по проведению работ

Если перед вами встал вопрос о том, как сделать ворота из профильной трубы, вы должны уложить элементы на ровную поверхность. Это может быть стол для сварки. Угловые элементы должны быть равны 90 °, для проверки этого значения необходимо сверить диагонали. На следующем этапе сваривается внутренняя рама, ее следует укрепить к внешней раме. Сварочные швы не должны быть слишком грубыми, не нужно делать их больше 2 см.

Если створки будут большими – более метра, следует усилить конструкцию вертикальными несущими перекладинами. Выполняя каркас ворот из профильной трубы, вы должны определить расположение внутренней рамы с учётом обшивки ограждений. Если отделка будет односторонней, то трубы внутри внешней рамы необходимо расположить ближе к одной из сторон каркаса. Если обшивка будет двухсторонней, то положение внутренней рамы должно быть в центре – между трубами внешнего каркаса.

Изготовление распашных ворот

Если вы решили выполнить распашные ворота из профильной трубы, то для рамы подойдут изделия со следующими размерами: 60х40х1,5 мм. Однако подойдёт и труба 40х20х1,5 мм. Окончательный выбор будет зависеть от материала отделки и ветровой нагрузки. Для стоек следует подбирать трубу, руководствуясь весом готовой конструкции. Например, если ворота будут иметь массу в пределах 150 кг и меньше, то можно использовать трубу 80х80х4 мм. А вот труба с размерами, равными 10х100х5 мм, подойдет для ворот, которые имеют вес в пределах 300 кг. Если последнее значение будет превышено, то следует использовать для стоек трубу со следующими размерами: 140х104х5 мм.

Для стоек можно использовать древесину, бетон или кирпич. Прежде чем заняться изготовлением ворот из профильной трубы, вы должны подготовить комплектующие, среди них петли. Они могут быть регулируемыми или нерегулируемыми. Что касается замков, то их выбор будет осуществлён на усмотрение потребителя. Замок может быть электромеханическим или механическим.

Методика проведения работ

На первом этапе изготовления конструкции следует установить стойки для ворот. Затем мастер переходит к изготовлению распашной конструкции. Стойки после монтажа следует оставить как минимум на неделю. За это время можно заняться свариванием ворот. Стойками могут выступить не только профильные трубы, но и бетонные столбы. Последние приобретаются или заливаются на строительной площадке. А вот кирпич можно заменить натуральным камнем. Последний обычно используется для облицовки из-за нестандартных размеров. Отлично для этих целей подходит и деревянный брусок квадратного сечения со стороной в 100 мм.

Способы установки стоек для распашных ворот

Как только чертеж ворот из профильной трубы был подготовлен, можно переходить к монтажу столбов. Труба заливается на глубину в 1,5 м. Такой подход наиболее быстрый и выгодный, ведь расходов на бетон не будет. Кроме того, заменить стойку можно будет в любое время. Главное при монтаже столбов – выдержать уровень, это позволит исключить перекос конструкции. Опорный столб может быть зафиксирован бетоном. Для этого заливается своеобразный фундамент.

Рекомендации по монтажу столбов для распашных ворот

На первом этапе с помощью бура можно проделать котлованы, углубившись на 1 м. Диаметр бура составляет примерно 200 мм, что верно для трубы квадратного сечения со стороной в 100 мм. Глубина будет зависеть от линии промерзания грунта. Ширина сторон определяется качеством почвы и габаритами опор. Последние, как уже упоминалось выше, могут быть изготовлены из разных материалов.

Затем можно заняться устройством подушки из песка и щебня под бетон. Ее высота может изменяться в пределах от 150 до 200 мм. Назначение подушки состоит в том, чтобы стойка при углублении оказалась на основе для бетонирования. Далее можно приступать к монтажу опоры и выравниванию с помощью строительного уровня. Теперь подготавливается бетон и заливается в пространство ямы. Оставить забетонированные столбы необходимо на неделю или больше. Бетон за это время должен хорошо застыть.

В процессе набора прочности материала его следует смачивать водой. Однако трещины на такой незначительной площади не столь опасны, как в фундаменте. Но их стоит всё же постараться избежать. Если использовать кирпич или бетон вместо трубы, то глубина заложения составит 1 м.

Заключение

Если вы владеете азами сварки, ворота из профильной трубы сделать собственноручно особого труда не составит. Для их изготовления необходимо выбрать исходную точку. Именно она порой влияет на внешний вид будущей конструкции. Если ворота будут располагаться на заднем дворе, то материал и конструкция должны быть максимально упрощенными. Это позволит сэкономить. А вот при изготовлении парадных ворот или ворот для гаража придётся потратиться больше.

Программное обеспечение для трубопроводов для инженеров-механиков

Mech-Q Piping — это надстройка для AutoCAD. Он также доступен в нашем автономном САПР под названием AViCAD. Это комплексный модуль чертежей трубопроводов для построения простых и сложных систем трубопроводов. Выбирайте из широкого ассортимента 2D. Трубы, фитинги, фланцы и клапаны ISO и 3D + спецификация.

Попробуй сейчас

Начать

См. Также часть 1

Если вы работаете в трубопроводной отрасли и вам нужен доступный и простой способ ускорить процесс, то Mech-Q — отличный выбор.

Почему?

Вот что делает Mech-Q явным победителем по сравнению с другим программным обеспечением для трубопроводов с завышенной ценой, неуклюжим и трудным в освоении.

5 причин выбрать трубопровод Mech-Q:

1. Простота — Mech-Q предлагает практически нулевую кривую обучения. Mech-Q обеспечивает самый простой переход к автоматизированному механическому черчению. На самом деле, попробуйте и убедитесь сами, насколько это просто.

2. Доступность — Mech-Q удобен для вашего кошелька.Зачем тратить тысячи долларов на программное обеспечение, если вы можете выполнить ту же работу с помощью Mech-Q? В нем действительно есть все, что вам нужно, встроено прямо в программное обеспечение.

3. Качество — Mech-Q заставит вас выглядеть великолепно. Вы будете создавать профессионально выглядящие рисунки без особых усилий или без усилий. И ваши клиенты никогда этого не узнают…

4. Доступность — Mech-Q до краев наполнен энергией. В Suite вы найдете сотни эксклюзивных инструментов и функций. Это не просто инженерный инструмент.Мы также включили процедуры составления чертежей, калькуляторы балок и многие другие утилиты, все организованные и готовые к использованию.

5. Гибкость — Mech-Q приятно использовать. Он имеет интуитивно понятный диалоговый интерфейс — а это значит, что вам больше не придется искать символы и блоки. Вы также сможете выполнять работу быстрее и проще.

Ортогональные трубы, фитинги и клапаны

Универсальное и мощное оборудование для труб и трубопроводных фитингов: 2-D (одинарная и двойная линия).и 3-D (твердые тела). Совместим со ВСЕМИ версиями AutoCAD и IntelliCAD

Основные характеристики:

  • 2D (однострочная и двойная) и 3D
  • Полный ассортимент труб и фитингов
  • Auto-BOM — полностью настраиваемая
  • Описание спецификаций легко редактируется
  • Редактор базы данных включен.
  • Несколько вариантов розыгрыша
  • Изоляция, настраиваемые слои….
  • Простота использования.
  • Типы труб и фитингов включены:
  • Сварка встык
  • Приварной втулкой
  • На резьбе
  • Victaulic
  • Чугун (фланцевый)
  • Ковкий чугун (фланцевый)
  • Ковкий чугун (с канавками)
  • DI — Механическое соединение
  • Трубка из нержавеющей стали
  • Грунтовый трубопровод (без ступицы)
  • ПВХ
  • ПВХ-DWV
  • PE
  • Медь
  • и более…

Размеры

Диапазон размеров трубы от DN 15 до 900
(1/2 ″ -36 ″ NB + 1/16 — 3/4 ″ трубка) -DIN, ISO и ANSI
Сварные фитинги: DN 15 — 900 (1/2 ″ — 36 ″ NB)
SW и резьбовые фитинги: DN 6 — 100 (1/4 ″ -4 ″ NB)
Victaulic: DN 15 — 600 (1/2 ″ -24 ″ NB)
Чугун (Flg): DN 25 — 450 (1 ″ -18 ″ NB)
Ковкий чугун (Flg): DN 80 — 1600 (3 ″ -64 ″ NB)
Нержавеющая сталь (OD) Труба: DN 6 — 100 (1/4 ″ -4 ″ NB )
Трубка: DN 8-16 (1 / 4-16 ″ NB)
PVC-U и PVC-DWV: DN 15 — 300 (1/2 ″ -12 ″ NB)
Медь: DN 15 — 100 (1 / 2 ″ -4 ″ NB)
PE-BW: DN 15 — 1000 (1/2 ″ -40 ″ NB)

Фланцы:

  • Слепой
  • Пластина
  • Босс
  • Горловина приварная
  • Слипоны
  • Lap Joint
  • Кольцевое соединение (RTJ)
  • Длинная шея
  • Сварка внахлест
  • и определяемые пользователем фланцы

Таблица A — Таблица J (Австралия)
DIN PN10-PN100
ANSI: 150-2500

Клапаны:

  • Краны шаровые
  • Задвижки
  • Клапаны перчаточные
  • Клапаны обратные
  • Угловые клапаны
  • Клапаны пробковые
  • 3-ходовой
  • 4-ходовой
  • Дисковые затворы и
  • Регулирующие клапаны
  • и определяемые пользователем клапаны

Изометрические трубопроводы

Утилита Pipe Isometric Utility создаст изометрические схемы труб и чертежи трубных узлов.

Основные характеристики:

  • Полный ассортимент труб и фитингов
  • Auto-BOM — полностью настраиваемая
  • Описание спецификаций легко редактируется
  • Включен редактор баз данных
  • Размер символов может быть изменен пользователем
  • Несколько вариантов масштабирования.
  • Можно добавить собственные символы.
  • Инструменты для измерения изометрических размеров включены
  • Изоляция, настраиваемые слои….
  • Простота использования.

Параметры настройки спецификации Iso Piping включают:

  • Некоторые поля спецификации можно включить / выключить
  • Пользовательские описания спецификаций труб / фитингов
  • BOM Варианты воздушных шаров
  • Несколько стилей выноски
  • BOM опция кодов запасов
  • Примечания к специальной спецификации
  • Примечания к рейтингам нестандартной спецификации
  • Длина, ширина и вставка пользовательского поля спецификации
  • Пользовательские слои, шрифт текста, размер текста…
  • Заголовки настраиваемых полей….

Другой модуль включает…

Схема трубопровода

/ Схема однолинейного трубопровода

Это однолинейный трубный генератор. Эта процедура позволит пользователю легко рисовать простые или сложные схемы трубопроводов. Пользователя просто просят указать точки для создания трубы, и в каждой точке пользователь может выбрать из обширного графического меню, чтобы выбрать соответствующий фитинг, клапан, манометр или подвеску. Пользователю также предоставляется возможность нарисовать ЛЕГЕНДУ используемых символов и / или сформировать Спецификацию материалов фитингов и труб, используемых для построения схематической или однолинейной схемы трубопровода.

Сосуды Модуль

Основные характеристики:

  • Простое изменение конструктивных параметров
  • Вариант 2D и 3D
  • Сосуды горизонтальные и вертикальные
  • К корпусу и головкам емкости можно добавить несколько форсунок
  • (размер сопла, тип и расположение фланца — полностью настраивается)

Тип головок включает:

  • Эллипсоидальный
  • полусферический
  • ASME Фланцевые и выпуклые
  • Квартира
  • Режим рисования: Полный, Головки или корпус сосуда
  • Вид спереди, с торца и сверху на чертеже
  • Обширный размерный ряд.

Модуль центробежных насосов

Основные характеристики:

  • Легко изменять и добавлять новые дизайны
  • Параметры дизайна полностью настраиваемые
  • Сохранить конструкции насосов для дальнейшего использования
  • Вид спереди, с торца и сверху на чертеже
  • С легкостью добавьте разработанный насос к вашему чертежу.

Модуль держателей и зажимов для труб

  • Трубные хомуты и хомуты
  • Седловые зажимы и направляющие
  • Хомуты и направляющие для U-образных болтов
  • Башмаки для труб

Основные характеристики:

  • Большой выбор размеров и дизайнов
  • Возможность добавления крепежа
  • Отображение расчетных безопасных нагрузок
  • Вид спереди, с торца и сверху на чертеже

Схема трубопроводов и приборов (P&ID)

Модуль охватывает все необходимые символы для создания чертежей с интеллектуальными данными. Это приложение охватывает стандартные символы трубопроводов и КИП, указанные в коде ANSI / ISA-S5.1-1986. Однако вы также можете добавлять новые символы по вашему выбору, и утилита дает вам полный контроль над всеми размерами символов, слоями, шрифтами и данными, связанными с используемыми клапанами, оборудованием и инструментами. Программа также позволяет легко добавлять свои собственные символы.

Компоненты P&ID разделены на категории для облегчения выбора:

  • Трубы и фитинги
  • Оборудование
  • Клапаны
  • Приборное оборудование
  • Символы и бирки приборных шаров
  • Функциональные блоки
  • Разное

Вы можете изменить настройки приложения, используя P&ID Configuration (CFG) — Settings.Например, вы можете изменить программу с фланцевых клапанов на клапаны с приварной муфтой заранее определенного «малого» размера.

Некоторые из основных характеристик:

  • Простота использования
  • Включен большой набор символов, другие можно легко добавить.
  • Полностью настраиваемый: размеры, слои, символы
  • Авто-спецификация
  • Характеристики линии автоматической маркировки и бирки клапанов
  • Много больше

Для более крупного офиса также доступен сетевой модуль Mech-Q .

Загрузите этот программный модуль для трубопроводов!

Доступна пробная версия.

Скачать пробную версию Mech-Q

Все еще хотите узнать больше? Изображение ниже является интерактивным. Нажмите на «шестерню» каждого модуля, чтобы узнать больше о других модулях.

Закон Гесса и расчеты изменения энтальпии

ЗАКОН ГЕССА И РАСЧЕТ ИЗМЕНЕНИЯ ЭНТАЛЬПИИ

 

Эта страница объясняет закон Гесса и использует его для выполнения некоторых простых расчетов изменения энтальпии, включающих изменения энтальпии реакции, образования и горения.

 

Закон Гесса

Закон Гесса

Закон Гесса — самый важный закон в этой части химии. Из него следует большинство расчетов. Это говорит. . .

Изменение энтальпии, сопровождающее химическое изменение, не зависит от пути, по которому происходит химическое изменение.
 

Объяснение закона Гесса

Закон Гесса гласит, что если вы конвертируете реагенты A в продукты B, общее изменение энтальпии будет точно таким же, независимо от того, делаете ли вы это за один шаг, два шага или сколько угодно шагов.

Если вы посмотрите на изменение на диаграмме энтальпии, это на самом деле довольно очевидно.

Здесь показаны изменения энтальпии для экзотермической реакции с использованием двух разных способов перехода от реагентов A к продуктам B. В одном случае вы выполняете прямое преобразование; в другом — вы используете двухэтапный процесс с участием некоторых промежуточных продуктов.

В любом случае общее изменение энтальпии должно быть одинаковым, потому что оно определяется относительным положением реагентов и продуктов на диаграмме энтальпии.

Если вы перейдете через промежуточные продукты, вам для начала придется вложить немного дополнительной тепловой энергии, но вы получите ее снова на втором этапе последовательности реакций.

Сколько бы стадий ни протекала реакция, в конечном итоге общее изменение энтальпии будет таким же, потому что положения реагентов и продуктов на диаграмме энтальпии всегда будут одинаковыми.


Примечание: Возможно, меня сбивает с толку то, что я переключаюсь между терминами энтальпия и энергия.Изменение энтальпии — это просто особая мера изменения энергии. Вы помните, что изменение энтальпии — это тепло, выделяющееся или поглощаемое во время реакции, происходящей при постоянном давлении.

Я обозначил вертикальный масштаб на этой конкретной диаграмме как энтальпию, а не как энергию, потому что мы специально думаем об изменениях энтальпии. Я мог бы просто использовать более общий термин «энергия», но я предпочитаю быть точным.


Вы можете выполнять вычисления, представляя их в виде диаграмм энтальпии, как указано выше, но есть гораздо более простой способ сделать это, практически не требующий размышлений.

Вы можете представить диаграмму выше как:

Закон Гесса гласит, что общее изменение энтальпии в этих двух маршрутах будет одинаковым. Это означает, что если вам уже известны два значения изменения энтальпии для трех отдельных реакций, показанных на этой диаграмме (три черные стрелки), вы можете легко вычислить третью — как вы увидите ниже.

Большим преимуществом этого способа является то, что вам не нужно беспокоиться об относительном расположении всего на диаграмме энтальпии.Совершенно неважно, является ли конкретное изменение энтальпии положительным или отрицательным.

Предупреждения!

Хотя большинство вычислений, с которыми вы столкнетесь, впишутся в треугольную диаграмму, подобную приведенной выше, вы также можете столкнуться с другими немного более сложными случаями, требующими большего количества шагов. Это не усложняет задачу!

Вам нужно внимательно выбрать два маршрута. Шаблон , а не всегда будет выглядеть так, как показано выше. Вы увидите это в примерах ниже.

 

Расчет изменения энтальпии с использованием циклов закона Гесса

Я могу дать здесь только краткое введение, потому что это подробно описано в моей книге расчетов по химии.

 

Расчет изменения энтальпии образования из изменений энтальпии горения

Если вы читали предыдущую страницу в этом разделе, вы, возможно, помните, что я упоминал, что стандартное изменение энтальпии образования бензола невозможно измерить напрямую.Это потому, что углерод и водород не вступают в реакцию с образованием бензола.


Важно: Если вы не знаете (не слишком много об этом задумываясь) точно, что подразумевается под стандартным изменением энтальпии образования или горения, вы, , должны разобраться с этим сейчас. Перечитайте страницу об определениях изменения энтальпии, прежде чем идти дальше — и изучите их !


Стандартные изменения энтальпии сгорания, ΔH ° c , относительно легко измерить. Для бензола, углерода и водорода это:

ΔH ° c (кДж моль -1 )
C 6 H 6 (л) -3267
-394
H 2 (г) -286

Сначала вы должны разработать свой цикл.

  • Запишите изменение энтальпии, которое вы хотите найти, в виде простого горизонтального уравнения и напишите ΔH над стрелкой.(На диаграммах такого типа мы часто пропускаем стандартный символ, чтобы не загромождать.)

  • Затем поместите остальную информацию, которая у вас есть, на ту же диаграмму, чтобы создать цикл закона Гесса, записывая известные изменения энтальпии поверх стрелок для каждого из других изменений.

  • Наконец, найдите два маршрута по диаграмме, всегда идущие в соответствии с потоком различных стрелок. У вас никогда не должно быть ни одной из стрелок маршрута, идущих в направлении, противоположном одной из стрелок уравнения под ней.

В данном случае мы пытаемся найти стандартное изменение энтальпии образования бензола, так что уравнение идет горизонтально.

 

Вы заметите, что я не потрудился включить кислород, в котором сжигаются различные предметы. Количество кислорода не критично, потому что вы все равно просто используете его избыток, и его включение действительно сбивает диаграмму.

Почему я нарисовал рамкой углекислый газ и воду в нижней части цикла? Я делаю это, если не могу заставить все стрелки указывать именно на то, что нужно.В этом случае нет очевидного способа заставить стрелку от бензола указывать на и углекислый газ, и воду, . Рисовать коробку не обязательно — я просто считаю, что это помогает мне легче увидеть, что происходит.

Обратите внимание, что вам, возможно, придется умножить используемые вами числа. Например, стандартные изменения энтальпии сгорания начинаются с 1 моля вещества, которое вы сжигаете. В этом случае уравнения требуют, чтобы вы сожгли 6 моль углерода и 3 моля молекул водорода.Забыть об этом — вероятно, самая распространенная ошибка, которую вы, вероятно, совершите.

Как были выбраны эти два маршрута? Помните, что вы должны плыть по течению стрел. Выберите начальную точку как угол, из которого выходят только стрелки. Выберите конечную точку как угол, в который прибывают только стрелки.

Теперь произведем расчет:

Закон Гесса гласит, что изменения энтальпии на двух маршрутах одинаковы. Это означает, что:

ΔH — 3267 = 6 (-394) + 3 (-286)

Перестановка и решение:

ΔH = 3267 + 6 (-394) + 3 (-286)

ΔH = +45 кДж моль -1


Примечание: Если у вас хорошая память, вы, возможно, помните, что я дал цифру +49 кДж моль -1 для стандартного изменения энтальпии образования бензола на более ранней странице этого раздела. Так почему этот ответ отличается?

Основная проблема здесь в том, что я принял значения энтальпий сгорания водорода и углерода до трех значащих цифр (обычно это делается в расчетах на этом уровне). Это вносит небольшие ошибки, если вы просто берете каждую цифру один раз. Однако здесь вы умножаете ошибку в значении углерода на 6, а ошибку в значении водорода на 3. Если вам интересно, вы можете переработать расчет, используя значение -393,5 для углерода и -285.8 для водорода. Это дает ответ +48,6.

Так почему я вообще не использовал более точные значения? Потому что я хотел проиллюстрировать эту проблему! Ответы, которые вы получаете на подобные вопросы, часто немного нечеткие. Причина обычно кроется либо в ошибках округления (как в этом случае), либо в том, что данные могли быть получены из другого источника или источников. Попытка получить согласованные данные может быть немного кошмаром.


Расчет изменения энтальпии реакции по изменениям энтальпии образования

Это наиболее частое использование простых циклов закона Гесса, с которым вы, вероятно, столкнетесь.

В этом случае мы собираемся вычислить изменение энтальпии для реакции между этеном и газами хлористого водорода, чтобы получить газообразный хлорэтан, исходя из стандартных значений энтальпии образования, указанных в таблице. Если вы никогда раньше не сталкивались с такой реакцией, это не имеет значения.

ΔH ° f (кДж моль -1 )
C 2 H 4 (г) +52.2
9038

9038

-92.3
C 2 H 5 Cl (г) -109

Примечание: Я не очень доволен стоимостью хлорэтана! Источники данных, которые я обычно использую, дают широкий диапазон значений. Я выбрал среднее значение из электронной книги по химии NIST. Эта неопределенность никоим образом не влияет на то, как вы проводите вычисления, но ответ может быть не совсем правильным — не цитируйте его, как будто это было правильным .


В приведенном ниже цикле эта реакция написана горизонтально, и значения энтальпии образования добавлены для завершения цикла.

 

Опять же, обратите внимание на рамку, нарисованную вокруг элементов внизу, потому что невозможно аккуратно соединить все отдельные элементы с соединениями, которые они образуют. Будьте осторожны, подсчитав все атомы, которые вам нужно использовать, и убедитесь, что они записаны так, как они встречаются в элементах в их стандартном состоянии.Например, нельзя записывать водород как 5H (г), потому что стандартное состояние водорода — H 2 .


Примечание: По правде говоря, если я сам вычисляю такую ​​сумму энтальпии (никто не смотрит!), Я обычно просто пишу слово «элементы» в нижнем поле, чтобы не беспокоиться о том, сколько именно Все, что мне нужно. Однако я бы опасался делать это на экзамене.


А теперь расчет. Просто запишите все изменения энтальпии, составляющие два маршрута, и приравняйте их.

+52,2 — 92,3 + ΔH = -109

Перестановка и решение:

ΔH = -52,2 + 92,3 — 109

ΔH = -68,9 кДж моль -1


Примечание: Я боюсь, что это все, что я чувствую, я могу дать вам по этой теме, не рискуя продавать мою книгу или не нарушая контракта с моими издателями. К сожалению, вам недостаточно быть уверенным в том, что вы сможете каждый раз производить эти вычисления.Помимо всего прочего, вам нужно много практики.

Я рассказал об этом более мягко в книге с множеством примеров. Если бы вы решили проработать главу 5 книги, вы были бы уверены, что сможете выполнить любой расчет химической энергии, который вам дали.

Очевидно, я предвзято, но я настоятельно рекомендую вам либо купить книгу, либо получить копию в вашей школе, колледже или местной библиотеке. Не верьте мне на слово — читайте отзывы на сайте Amazon.


 

Вопросы для проверки вашего понимания

Если это первый набор вопросов, который вы задали, пожалуйста, прочтите вводную страницу, прежде чем начать. Вам нужно будет использовать КНОПКУ «НАЗАД» в браузере, чтобы потом вернуться сюда.

вопроса по закону Гесса

ответа

 

Куда бы вы сейчас хотели пойти?

В меню «Химическая энергетика».. .

В меню «Физическая химия». . .

В главное меню. . .

 

© Джим Кларк, 2010 (изменено в мае 2013 г.)

Чертежи автоматического сосуда высокого давления, теплообменника и трубопроводов

перейти к содержанию

FacebookTwitterYouTubeLinkedInEmail

Тел: +1 (941) 927-2670 |[email protected] com|ВХОД

  • Продукты
    • COMPRESS Программное обеспечение для проектирования сосудов под давлением
      • Обзор программного обеспечения