Температурный режим протоки

Как пользователя протоки в аквариуме, мне стало интересно посчитать насколько протока охлаждает воду в аквариуме.
Исходные данные такие:
Tа - температура в аквариуме
Tк - температура в комнате
Tв - температура поступающей воды
m - расход поступающей воды, кг/сек (л/сек)
M=m*68400 - расход поступающей воды в литрах/сутки
V - объем аквариума, л
Удельная теплоемкость воды:
c=4183 Дж/кг*С

Для рассчета использовал формулу теплообмена аквариума с воздухом комнаты отсюда http://ukrop.info/in...

Скорость теплообмена аквариума с комнатой (Дж/сек):
Q1=0.45*V2/3 *(Tк-Tа)
где "V2/3" это V в степени 2/3

Скорость теплообмена аквариума с поступающей водой (Дж/сек):
Q2=c*m*(Та-Тв)

В установившемся температурном режиме нагрев аквариума комнатным воздухом и охлаждение поступающей холодной водой равны: Q1=Q2

c*m*(Та-Тв)=0.45*V2/3*(Tк-Tа)

Отсюда получаем искомую температуру в аквариуме:
Та=(c*m*Тв+0.45*V2/3 *Tк)/(c*m+0.45*V2/3 )
или
Та=(c*M/86400*Тв+0.45*V2/3 *Tк)/(c*M/86400+0.45*V2/3 )

Заносим эту формулу и исходные параметры в экселевскую табличку и получаем удобный расчет температуры в аквариуме для протоки:

V, л 300
Tк, С 33
Tв, С 15
M, л/сутки 300
Tа, С 25.5

Проверяем в контрольных точках, что не ошиблись в формулах:

V, л 300
Tк, С 33
Tв, С 33
M, л/сутки 300
Tа, С 33.0

V, л 300
Tк, С 33
Tв, С 15
M, л/сутки 100000
Tа, С 15.1

Рассчетные данные похожи на наблюдаемые в реалии.

Slavkin

Всегда поражаюсь Вашей дотошности
Еще прошлым жарким летом, думал что протока позволит прилично снизить температуру воды в аквариуме, но не тут то было.
При 300 литровом аквариуме и примерно 15 литрах в час протоки (350-400 литов в сутки), температура в аквариуме росла пропорционально комнатной, точно не скажу сейчас, журнал не вел, но динамика была именно такой.
Это я к чему все говорю, т.к. вода в протоке подается очень медленно и зачастую, как и у меня, по длиной магистрали, она попросту успевает нагреться и эффект от охлаждения последней стремится к нулю. Т.е. температура воды поступившей из протоки в аквариум в 15 градусов - это не всегда достижимо.
Соответственно, либо необходимо увеличивать объем воды в протоке (что как правило неприемлемо, в т.ч. и по финансовым соображениям), либо не позволять воде нагреться до близкой к комнатной температуры.
Еще как исключение, протока в загородных домах от скважин и т.п., там изначально температура воды существенно ниже 15 градусов.
ЗЫ: справедливости ради, стоит все же отметить, что температура в аквариуме с протокой будет ниже чем без оной при равных условиях

Kiraso

Согласен, снижение температуры протокой дело малоперспективное. Летом в водопроводе вода не очень холодная, зимой и охлаждать банку обычно не нужно.
Проверить достоверность рассчетов довольно трудно, уж очень сложный и длительный эксперимент нужен. Думаю +/- лапоть все-таки они правдоподобны. А как их использовать, дело десятое, может и пригодятся когда-нибудь. Но было приятно освежить знания по школьному курсу физики ))
Собственно побудило меня к рассчету фраза P1NGU1N из Кран тонкой настройки
"Вот я стою перед делемой где найти нормальный термосмеситель (надежный, точный, маленький и не дорогой)."
Стало интересно, а нужно ли подмешивать горячую воду в подачу и как это примерно оценить.

Изменено 25.8.11 автор Slavkin

Slavkin

Никогда не смешивал при подменах холодную с горячей.
Для проток это вообще не нужно, а для банок поменьше отстаивал в бутылях полдня-день, те же кристаллы спокойно переносили понижение температуры при подменах.
Вода в водопроводе у нас известно по каким трубам идет, а горячая вода "агрессивней" и неизвестно, что там может с ней прийти.

Еще один момент с горячей водой (то что слышал от сантехников и председателя тсж): обычно в систему водяного отопления добавляют различные реагенты, отчасти чтобы уменьшить корродирование стальных труб и батарей отопления, ну может еще с какой целью...
Также такую фигню могут добавлять и в ГВС, поскольку она не является питьевой по определению.
Пример из моей жизни: в моем доме установлена автономная котельная, т.е. к дому подведена только холодная вода, а горячая и отопление уже реализуется в самом доме. Строители поставили всем стальные полотенцесушители с никелированным покрытием снаружи (установлены на обратке ГВС), они все очень быстро забились в усмерть и обратка по всему дому перестала работать. Все вылечилось тотальной заменой у всех на нормальные полотенцесушители из нержавейки.
Кстати у моих родственников в другом доме и районе была абсолютно идентичная ситуация.
Оказалось, что т.к. в холодной воде содержится много кислорода, то при нагреве в котельной (уж не знаю почему этот кислород или что там еще есть не улетучился) такая вода начинает очень быстро разрушать обычные стальные трубы. В систему отопления изначально вводили какие-то реагенты не позволяющие закоксовывать стальные трубы. А в ГВС добавлять не стали. Тогда у нас и из ХВС и ГВС шла прозрачная, голубая вода. Позже, когда сменили полотенцесушители, заменили часть кательного оборудования (не в курсе что, но меняли точно что-то) из обоих кранов идет вода с желтым оттенком (слабым, но все же). Кто его знает, может они что-то и намешали в конце концов, чтобы все работало.

В общем я для себя определился, что горячую воду ни при каких обстоятельствах лить не буду в аквариумы, даже если там ни чего и нет лишнего.