Обсудим? (страница 2)

http://aquarium.nnm....

что скажите?

мне кажиться на высоту 1 м не прокачает только на столе может работать. Хотя решение прикольное...

"Современные технологии" - "низкие потери на трение в шлангах" (хотя я не видел аквариумных шлангов, внутренняя поверхность которых гладкая, как зеркало, как в некоторых зарубежных водопроводных трубах) работают, как описано, ровно до тех пор, пока фильтр не поработает недельку-другую. Потом там появляется бактериальный налет. Со временем уменьшающий просвет, создающий и трение, и завихрения (турбулентность). До такой степени, что при пренебрежении к чистке может привести систему к такому "удушению", что вместо струи - будут капли. .

Чем длиннее шланг - тем вероятнее. И "современные технологии" ничего с этим пока поделать не могут: чистится по-старинке, ершиком, ручками.

НО! Как правило, реже, чем промывается сам фильтр.

Любые насадки и дополнительные секции с субстратами так же оказывают сопротивление току воды.

Поэтому все это влияет на производительность фильтра. Хотя, повторюсь, производительность помпы и производительность фильтра - взаимосвязанные, но разные вещи. Высокая производительность помпы не гарантирует эффективной фильтрации. И, скажем, дополнительные кассеты, например, с песком, на выходе - "придушат помпу". Но могут поднять эффективность фильтрации. В зависимости от системы - могут и в РАЗЫ.

сообщение Moderator
Если люди наотрез не читают правила, под которыми подписались при регистрации, а сами не в состоянии понять, что пол экрана зелени, включающей даже столь информативную строку, как "Изменено имярек..." над их тремя строчками, выглядят, мягко говоря, маразматично, будем плюсовать!


maxim2456, +1, п.2.4

учтем в дальнейшем.

2 SaX:

(кстати, при расчетах сечение шланга можно было не брать).....просто объясните мне, почему Вы считаете, что давление столба воды в выходном патрубке не компенсируется давлением столба воды во входном?....

Я не считаю. Я ЗНАЮ.
Во-первых, уровни воды в шлангах будут разные. Посмотрите на свой фильтр после выключения. Во всасывающей трубе будет стоять вода и нет воздушного пузыря на перегибе через борт. Происходит это потому, что вода создает разрежение в точке перегиба. Это и будет компенсацией давлений (или разрежений) ТОЛЬКО В ЭТОЙ трубе. Высота столба воды в трубе ВНУТРИ аквариума компенсируется высотой столба воды СНАРУЖИ.
В Выходной трубе вода остановится на уровне водной поверхности, что и происходит в обычном сифоне, что в сантехническом, что в таком сложном устройстве, как аквариумный сифон, состоящий из трубки и шланга, в середину которого зачем-то вставлен еще и фильтр.
Во-вторых, как Вы помните, 1 метр водяного столба создает давление 0,1 кгс/см2. Это давление не зависит от диаметра трубы, или шланга, как Вы правильно заметили. Создается это давление только силой тяжести и массой воды. Так, или нет? О какой компенсации давлений может идти речь, если давления в обоих шлангах одинаковые, а сила, их породившая, направлена в одну и ту же сторону, и приложена она, как и давление, К САМОЙ НИЖНЕЙ точке системы? Нет никакой разницы, сколько будет шлангов. Один, два, десять, ... В трех шлангах давление будет тем же, что и в пяти - равным атмосферному. Это обыкновенные сообщающиеся сосуды, уровень воды в которых определен только силой тяжести (ГИДРОСТАТИЧЕСКАЯ система).
Разговор идет не о компенсации давлений, которой просто нет, а о том, что помпе нужно прокачать воду по ВЫХОДНОЙ трубе, преодолевая силу тяжести. И чем меньше высота столба воды, тем легче ей это сделать (ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ система). И тем выше будет ее скорость.
По входной трубе вода течет самотеком, используя принцип сифона: заборная часть - короче, изливная - длиннее. Разница в длинах и создает разрежение, необходимое для тока воды. Поэтому-то, в мощных фильтрах диаметры входного и выходного шлангов разные.
Забудьте про входной шланг! Нет его! И не было никогда. Помпа нагружена только НА ВЫХОД. И, чем меньше высота (разница в уровнях), тем выше ее производительность, тем меньшее давление водяного столба ей придется преодолевать.
А Уравнение Бернулли описывает не подъем жидкости на высоту, а только скорость ее тока. Направление роли не играет. Когда он его выводил, он сливал воду по желобу.
(Извините ЗА ЭТОТ off).

2 Euggn:

производительность помпы и производительность фильтра - взаимосвязанные, но разные вещи.

Полностью согласен!
Производительность помпы (расход в литрах в минуту или кубах в час) считается при пустой корзине и на уровне выходного патрубка.
Производительность фильтра - (тот же расход, при тех же условиях) количество воды, прошедшей через фильтр, при той скорости потока, какую он получает от помпы, учитывая потерю расхода на сопротивление фильтрующих материалов и конструкции самого фильтра.
А производительность ПОМПЫ внешнего аквариумного фильтра зависит еще и от высоты, на которую эту воду нужно поднять.
Помпа "выдает" то количество воды "на-гора", какое пропускает фильтр.
Я не акцентирую внимание на "100 метрах шланга", а утверждаю, что один и тот же внешний фильтр, с одной и той же помпой и загрузкой корзин, с одними и теми же шлангами будет выдавать разное количество воды, если его устанавливать на разных уровнях по отношению к водной поверхности аквариума, что для некоторых форумчан, ИМХО, является откровением. Кроме того, в зависимости от высоты, будет меняться и скорость потока, т.е. скорость фильтрации - количество воды, прошедшее через фильтр за единицу времени.

Разрешение от модераторов на выяснение истины получено.......итак.....

сообщение Daxel
Во-первых, уровни воды в шлангах будут разные. Посмотрите на свой фильтр после выключения. Во всасывающей трубе будет стоять вода и нет воздушного пузыря на перегибе через борт. Происходит это потому, что вода создает разрежение в точке перегиба. Это и будет компенсацией давлений (или разрежений) ТОЛЬКО В ЭТОЙ трубе. Высота столба воды в трубе ВНУТРИ аквариума компенсируется высотой столба воды СНАРУЖИ.
В Выходной трубе вода остановится на уровне водной поверхности, что и происходит в обычном сифоне, что в сантехническом, что в таком сложном устройстве, как аквариумный сифон, состоящий из трубки и шланга, в середину которого зачем-то вставлен еще и фильтр.

у меня в аквариуме на данный момент только внутренник, поэтому доверюсь Вашему наблюдению (хотя в этом факте сомневаюсь)......дело в том, что и в первом случае (полностью заполненный шланг) и во втором случае (вода только до уровня аквариума) давление будет одинаковым: U*g*h, (атмосферное давление можно отбросить, так как оно в качестве слагаемого присутствует везде и весьма хорошо сокращается) где U - плотность воды (было лень искать букву "ро"), g - ускорение свободного падения, h - рарасстояние по вертикали от поверхности воды в аквариуме до внешника (в дальнейшем, чтобы не заморачиваться предлагаю считать уровень только до помпы, ибо нас интересует только она)....та вода, что во входном шланге находится над поверхностью аквариума вполне спокойно сама себя уравновешивает, ибо от верхней точки перегиба шланга до поверхности воды в аквариуме как по внешней стороне (внеаквариумной) шланга, так и по внутренней (внутриаквариумной) - одинаковое.....объяснение феномену найдено, но к помпе это пока никакого отношения не имеет......

Во-вторых, как Вы помните, 1 метр водяного столба создает давление 0,1 кгс/см2. Это давление не зависит от диаметра трубы, или шланга, как Вы правильно заметили. Создается это давление только силой тяжести и массой воды. Так, или нет? О какой компенсации давлений может идти речь, если давления в обоих шлангах одинаковые, а сила, их породившая, направлена в одну и ту же сторону, и приложена она, как и давление, К САМОЙ НИЖНЕЙ точке системы?

вот тут Вы не правы, так как рассматриваем мы не давление воды на стенки сосуда а давление воды на помпу, поэтому эти самые силы будут именно равными и абсолютно противоположнонаправленными: вода из выходного шланга давит на помпу с силой U*g*h*S, где S - площадь поверхности помпы, на которую собственно вода и давит, причем давит в сторону входного шланга; вода же их входного шланга именно так же с силой U*g*h*S давит на помпу с другой стороны в направлении выходного шланга.....

Нет никакой разницы, сколько будет шлангов. Один, два, десять, ... В трех шлангах давление будет тем же, что и в пяти - равным атмосферному.

нет...он будет равно атмосферному плюс U*g*h.....

Разговор идет не о компенсации давлений, которой просто нет, а о том, что помпе нужно прокачать воду по ВЫХОДНОЙ трубе, преодолевая силу тяжести. И чем меньше высота столба воды, тем легче ей это сделать (ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ система). И тем выше будет ее скорость.

помпе нужно всего лишь создать малюююсенький градиент давления, который покроет гидродинамическое сопротивление системы.....повышенное давление в выходном патрубке погонит воду в аквариум, а пониженное во входном - начнет подсос из аквариума.......

А Уравнение Бернулли описывает не подъем жидкости на высоту, а только скорость ее тока. Направление роли не играет. Когда он его выводил, он сливал воду по желобу.

уровнение Бернулли упомянули первым Вы в данном топике....кстати оно много чего описывает....а если взять обобщенное уравнение Бернулли, то и системы с насосами......

для упрощения представления своего тезиса я тут нарисовал немножко картинок.....

картинка номер &k=e696cd80e42756b39eab239f0bcf79af" target="_blank" rel="nofollow">раз - схематично представлена система из аквариума и внешника.....направления и величины сил указывать не стал.....итак ясно, что и слева от помпы давление на нее U*g*h и справа такое же....
надеюсь никаких замечаний по ней нет?
на дальнейших картинках &k=b3acac0b34c2c5131ba431e45315a4ba" target="_blank" rel="nofollow">2 , &k=bec7b2181874a6d448844bbfe0a0def4" target="_blank" rel="nofollow">3 , &k=0a4b49f67cd06e5b37ad0f9a4946dd38" target="_blank" rel="nofollow">4 , &k=a43c74e482ce0ef8ce4004d6421f3632" target="_blank" rel="nofollow">5 , &k=0eada202030fadf40fbb92f79d0b6075" target="_blank" rel="nofollow">6 , &k=e2078bf99e0f3b6400711e922f6b7730" target="_blank" rel="nofollow">7
представлены постепенные преобразования......топологически и физически системы на картинках идентичные......соответственно последняя картинка дает понять, что мощность помпы не играет никакой роли.....

если есть какие-нибудь замечания по преобразованиям - пишите, подискутируем....

2 МОДЕРАТОР:
В нижележащих строках я буду балансировать на грани получения замечания, пытаясь заставить осмыслить знания, полученные еще в средней школе, и научить делать выводы из этих знаний.
Убедительно прошу оставить этот пост без изменений, т.к. он, хоть и адрессован конкретному лицу, но может быть полезен другим форумчанам, имеющим такие же убеждения, как и мой оппонент.
Заранее прошу прощения.

2 SaX:
Это - Ваш первый ответ:

уровень установки фильтра не играет ни малейшей роли......

А это - последний:

дело в том, что и в первом случае... и во втором случае... давление будет одинаковым: U*g*h, (атмосферное давление можно отбросить, так как оно в качестве слагаемого присутствует везде и весьма хорошо сокращается) где U - плотность воды..., g - ускорение свободного падения, h - рарасстояние по вертикали от поверхности воды в аквариуме до внешника (в дальнейшем, чтобы не заморачиваться предлагаю считать уровень только до помпы, ибо нас интересует только она)....

Так о чем Вы спорите?
Я и раньше Вам отвечал, что уровень установки фильтра играет решающую роль. "h" в Вашей формуле - уровень установки помпы и есть.
"ро", или "U", или плотность - отношение массы вещества к его объему. Формулу "U*g*h" можно представить и в виде: P=F/S, где F=m*g=U*h*S*g, что Вы и написали ниже:

вода из выходного шланга давит на помпу с силой U*g*h*S, где S - площадь поверхности помпы

У меня тоже нет внешнего фильтра, но есть сифон для чистки дна. Трубочка со шлангом. Эффект тот же. Заполняете шланг водой, сливаете в ведро, затыкаете выходное отверстие пальцем, поднимаете выше уровня воды в аквариуме и отпускаете палец. Будете иметь "щасьтье" наблюдения совпадения уровней воды в шланге и поверхности воды в аквариуме.

доверюсь Вашему наблюдению (хотя в этом факте сомневаюсь)......объяснение феномену найдено, но к помпе это пока никакого отношения не имеет......

Таким "феноменом" пользуется КАЖДЫЙ счастливый владелец централизованной канализации. Эти "феномены" стоят на каждой раковине, ванне, унитазе, посудомоечной или стиральной машине. Называются они сифонами, или гидрозатворами, от WC - water closed.

вот тут Вы не правы, так как рассматриваем мы не давление воды на стенки сосуда а давление воды на помпу, поэтому эти самые силы будут именно равными и абсолютно противоположнонаправленными

Давления воды на стенки сосуда нет и не будет, так как система - открытая. Есть давление определенного столба воды на слои воды, лежащие ниже. Это - по определению давления:
"ДАВЛЕНИЕ - физическая величина, характеризующая интенсивность нормальных (перпендикулярных к поверхности) сил F, с которыми одно тело действует на поверхность S другого" ("КиМ", Энциклопедия).
Кроме того, ускорение свободного падения, Сила тяжести, как и давление, ею создаваемое, величины векторные, т.е., опять же, по определению, направленные ВЕРТИКАЛЬНО вниз. Этот вектор Силы никак не меняет свое направление. При изгибах шлангов проекция вектора Силы уменьшается по модулю, но сохраняет свое направление.

помпе нужно всего лишь создать малюююсенький градиент давления, который покроет гидродинамическое сопротивление системы.....

Ваш "малюююсенький градиент давления" будет равен P=F/S, где F=m*g=U*h*S*g. Говоря по другому, помпе необходимо преодолеть давление водяного столба в выходном шланге, о чем я говорил неоднократно.
"h" может выбираться произвольно. Это может быть ЛЮБОЙ участок шланга внешника с водой.
Никакого повышенного или пониженного давления в шлангах тоже не будет, потому что система - АТМОСФЕРНАЯ, ОТКРЫТАЯ, РАБОТАЮЩАЯ БЕЗ ДАВЛЕНИЯ. Как ее еще назвать, чтобы Вы, наконец, это поняли?
Вода - НЕсжимаемая жидкость!
В Гидродинамике она рассматривается, как поток. Так же и в Уравнении Бернулли, о котором я "упомянул первым" потому, что пользуюсь его решениями ЕЖЕДНЕВНО:
"БЕРНУЛЛИ УРАВНЕНИЕ, связывает скорость и давление в потоке идеальной несжимаемой жидкости при установившемся течении. Бернулли уравнение выражает закон сохранения энергии движущейся жидкости. Широко применяется в гидравлике и технической гидродинамике. Выведено Д. Бернулли в 1738" ("КиМ", Энциклопедия).
А что такое аквариумный фильтр, как не система с насосом? Помпа - по-английски - насос.
Этот насос, при вращении импеллера (крыльчатки), имеющего определенную площадь и количество лопастей и определенную угловую скорость, придает определенную линейную скорость воде, т.е., создает поток, течение воды, заставляя ее двигаться в определенном направлении. Как гребное колесо старинных пароходов, только наоборот. Вода при этом не сжимается, давление не создается, т.к. система - открытая. Просто есть поток, перемещение воды из одной точки в другую, прекрасно Вами проиллюстрированный в и далее...
Используя формулу F=m*g=U*h*S*g, можно сделать вывод, что при УВЕЛИЧЕНИИ высоты h, количество воды (ее масса), перекачанное помпой, при сохранении остальных условий, УМЕНЬШАЕТСЯ.

Или, УРОВЕНЬ УСТАНОВКИ ВНЕШНЕГО АКВАРИУМНОГО ФИЛЬТРА ОПРЕДЕЛЯЕТ (!!!) ЕГО ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ!

Для иллюстрации, приведу рисунок, показывающий, что ДАВЛЕНИЕ одинакового столба воды в трубе, или в трубах, при одинаковой ВЫСОТЕ водяного столба, на ЕДИНИЦУ площади, для ОТКРЫТОЙ системы - величина постоянная.
1 - сообщающиеся сосуды
2 - внешний аквариумный фильтр (нарисован ВЫКЛЮЧЕННЫМ)
3 - столб воды той же высоты:

сообщение EuggnИли, например, микронник - удушит любую помпу.Но водичка будет невидима глазом. Видели такую водичку?

Ставил себе на последнюю ступень микронники. Для достижения 5 кубов в час пришлось форсировать насос примерно до 65Герц, к тому же это на чистых фильтрах. Главное же - разницы не увидел с 10мкм. Вот 20мкм или 10мкм - разница видна, хотя и непринципиальная.

Поэтому оставил 10мкм, а микронники заначил - пусть стоят, если ихтиофтириус поймаю, или вода зацветет или еще чего - врублю их

Хотя я уверен, что подавляющее большинство людей никогда не видели воды и такой как после 20мкм выходит ;-) Если уж везде считается что песчаный фильтр дает хорошую очистку

Вузовский курс физики VS данные изготовителей фильтров, написанные на коробках и в инструкциях.

Господа, если вы прерветесь, то можно обратить внимание, что даже для китайских фильтров за 130 рублей (внутренних, на фига, вроде бы?), производитель указывает в графическом виде производительность помпы в зависимости от подьема воды. Причем для тех, кто принципиально не читает мануали, график дублируется на коробке с изделием...

А влияние налета и обрастаний шлангов, а так же принятые во внимание их длинна, кривизна в реально работающей системе - вы все равно точно не обсчитаете.

А если "теоретически" посчитать, что "Этого нет", , просто предлагаю поставить долгосрочный эксперимент по выявлению оного. В проигравшего можно бросить камнем. Или - фильтром.

как устроен насос я знаю.....

Отлично!
Теперь Вам осталось только понять, как он работает.
Разобраться с его основными характеристиками.

меня все сильнее и сильнее мучают подозрения, что мы с Вами спорим о разных вещах....

Конечно о разных!
Я говорю о динамической системе (уровень установки центробежного насоса в открытой системе), а Вы о статической (компенсация давлений в сообщающихся сосудах).
Интересно, а кто-нить покупал внешник просто для того, чтобы любоваться одинаковым уровнем в шлангах или выходном шланге и аквариуме?

если нужно, например, перекачать воду из аквариума на первом этаже в аквариум на третьем, то да, я с Вами полностью согласен, мощность помпы и разница уровней будут иметь принципиальное значение: насос может и не потянуть.....потому что на входе помпы будет атмосферное давление, а на выходе давление столба воды аж в несколько метров......

Открою для Вас Америку:
Для этого ВАШЕГО примера, будет абсолютно по барабану, где будет проводиться водозабор. Хоть на первом этаже, хоть на третьем. Почему это происходит, я объяснять не буду, хотя и знаю, т.к. сталкиваюсь с этим ЕЖЕДНЕВНО, на работе, при монтаже и обслуживании гидродинамических систем (водопровод, системы отопления). Если интересно, напишу в U2U, хотя это уже неоднократно объяснялось. Посмотрите сообщения по фильтрации у DNK, например. Объяснил очень доходчиво.
Вот, если водозабор сделать на 4-м этаже, или выше, то тогда будет заполняться аквариум на третьем, но помпу можно будет и не включать. Просто поставить фильтр.

но в любом случае, давление в фильтре полностью компенсирует давление столба жидкости в выходном шланге......

А вот с этим я не согласен категорически!
Вы их опять рассматриваете по-отдельности. И мои слова извращаете. Я никогда не разрывал систему. Я говорил, что атмосферное давление В СИСТЕМЕ, а не помпе, фильтре или шлангах.
Используя Ваши методы "отбросим помпу, рассмотрим отдельно...", можно прийти к выводу, что в помпе (вместе с фильтром) давление равно одной величине, а в шлангах - другой. За счет разных высот.
Совпадение длины шланга и высоты помпы (с фильтром) - это, всего лишь, исключение.
Никакой компенсации не будет! Что в статике, что в динамике, столб воды ОДИН. Он - ОБЩИЙ ДЛЯ ВСЕЙ СИСТЕМЫ! Его величина равна ВЫСОТЕ водяного столба ОТ уровня воды в аквариуме ДО дна внешнего канистрового фильтра, стоящего НИЖЕ аквариума. Сколько будет шлангов - НЕ ИМЕЕТ ЗНАЧЕНИЯ!
Разрывать систему, при рассмотрении ее работы - НЕ КОРРЕКТНО!

поймите же наконец, что во внешнике давление не атмосферное, а зависящее от положения его относительно аквариума...

Наконец-то, хоть к чему-то общему пришли!
Хоть что-то в статике и динамике нашлось общее, с чем мы с Вами согласны ОБА!
Гляньте в энциклопии "Напор насоса" и сравните с этой фразой.
Именно из-за НЕЁ я и посоветовал Вам писать "ИМХО" там, где Вы не уверены на 100% в своих словах.

2 Euggn:
Дык, а я про что?

производитель указывает в графическом виде производительность помпы в зависимости от подьема воды. Причем для тех, кто принципиально не читает мануали, график дублируется на коробке с изделием...

Зависимость расхода воды от напора. Т.е., количество воды, перекачанное фильтром от уровня его установки. Какой фильтр - тоже не важно. Хоть внутренний, хоть внешний. Принцип работы у них одинаковый.

В проигравшего можно бросить камнем. Или - фильтром.

Я согласен проиграть!
Киньте в меня Эхейм 2280! Или что-нить подобное!

сообщение Euggn
Господа, если вы прерветесь, то можно обратить внимание, что даже для китайских фильтров за 130 рублей (внутренних, на фига, вроде бы?), производитель указывает в графическом виде производительность помпы в зависимости от подьема воды. Причем для тех, кто принципиально не читает мануали, график дублируется на коробке с изделием...

если Вы потрудитесь прочитать предпоследний абзац моего прошлого комментария - там написано про перекачивание воды с первого на третий этаж - то поймете что производители помп пишут про как раз этот случай, а не про стандартное подключение внешника...

сообщение Daxel
Открою для Вас Америку:
Для этого ВАШЕГО примера, будет абсолютно по барабану, где будет проводиться водозабор. Хоть на первом этаже, хоть на третьем. Почему это происходит, я объяснять не буду, хотя и знаю, т.к. сталкиваюсь с этим ЕЖЕДНЕВНО, на работе, при монтаже и обслуживании гидродинамических систем (водопровод, системы отопления). Если интересно, напишу в U2U, хотя это уже неоднократно объяснялось.[/quote] очень странная позиция "знаю, но не скажу почему".....модераторы дали добро на обсуждение этой проблемы на общем форуме именно для того, чтобы все разобрались с этой проблемой раз и навсегда......так что прошу расписать таки, "почему"....иначе Ваши утверждения остаются просто словами.......

А вот с этим я не согласен категорически!
Вы их опять рассматриваете по-отдельности.

как раз я систему никогда не разрывал.....я ее рассматривал в комплексе: оба шланга, помпа, аквариум, разница уровней.......поскольку форма, материал и цвет тумбы, аквариума и колбы внешника нас не интересуют я их отбрасывал......поскольку нас интересует из всего внешника только помпа и ее производительность, соответственно я рассматривал именно помпу и действующие на нее силы......

И мои слова извращаете. Я никогда не разрывал систему. Я говорил, что атмосферное давление В СИСТЕМЕ, а не помпе, фильтре или шлангах.

объясните, что Вы имеете в виду под термином "атмосферное давление в системе"?.....в какой ее части?.....как вообще система имеющая протяженность по вертикали иметь какое-то одно давление?......

Используя Ваши методы "отбросим помпу, рассмотрим отдельно...", можно прийти к выводу, что в помпе (вместе с фильтром) давление равно одной величине, а в шлангах - другой. За счет разных высот.

я Вам сейчас скажу страшную вещь: оно (давление) таки будет разным на разных уровнях......если Вы, апеллируя к уравнению Бернулли, не помните чему равно давление жидкости на стенки сосуда, мне очень жаль.....

Совпадение длины шланга и высоты помпы (с фильтром) - это, всего лишь, исключение.
Никакой компенсации не будет! Что в статике, что в динамике, столб воды ОДИН. Он - ОБЩИЙ ДЛЯ ВСЕЙ СИСТЕМЫ! Его величина равна ВЫСОТЕ водяного столба ОТ уровня воды в аквариуме ДО дна внешнего канистрового фильтра, стоящего НИЖЕ аквариума. Сколько будет шлангов - НЕ ИМЕЕТ ЗНАЧЕНИЯ!
Разрывать систему, при рассмотрении ее работы - НЕ КОРРЕКТНО!

гм....покажите мне хоть одно место, где я утверждал, что меня интересует совпадение или не совпадение длины шланга с разницей уровней?.....где я вообще упоминал длину шлангов?......за исключением первого комментария, где говорил про гидродинамическое сопротивление системы......

поскольку мой оппонент систематически игнорирует мои аргументы в сторону моей позиции и контраргументы против его, цитирование прекращаю......

ниже предоставляю серию чертежей, на которых попытаюсь показать силы действующие на помпу (точнее на ее крыльчатку) в нашем случае.....все желающие могут ознакомиться и сделать выводы.....

итак, рисунок номер &k=5fb740f881294b2ccfc8c275f302728a" target="_blank" rel="nofollow">раз - аквариум и внешник....внешник залит, уровень воды в выходном шланге совпадает с уровнем в аквариуме......
рисунок номер &k=88f815c0ff3f3e8215b342229422f5aa" target="_blank" rel="nofollow">два - помпа увеличена.....показаны силы, действующие на крыльчатку помпы....S, упомянутая в формулах, это площадь лопасти крыльчатки......сила тяжести и сила реакции опоры отброшены за ненадобностью......
помпа запускается.....так как на ее крыльчатку действуют две уравновешенные силы, ей мешает вращаться только сила сопротивления воды, которая зависит от скорости вращения крыльчатки, вязкости жидкости и формы и размеров крыльчатки.....так как эти величины постоянны, где бы ни находился внешник, выше или ниже аквариума, нас эта сила не интересует - она постоянная.....

крыльчатка делает четверть оборота....картинка номер &k=ed3b2632a418eaa8da331f5ebcd595c0" target="_blank" rel="nofollow">3 - уровень воды в выходном шланге поднялся на величину dh, соответственно сила, действующая на крыльчатку слева (на нашем чертеже) изменилась.....смотрим картинку &k=efd21e2401fb00d3603f53b83a1c933b" target="_blank" rel="nofollow">4 - силы их их направления показаны......теперь крыльчатке вращаться мешает не только сила сопротивления воды, но и разница сил давления справа и слева....эта разница dF=U*g*dh*S......так как величина dh весьма мала, то и сила мала........

крыльчатка делает еще четверть оборота....соответствующие картинки &k=7b608251f97b88030a3a89aff105eeb2" target="_blank" rel="nofollow">5 и &k=9352636829b0151692afc85e9e2768b9" target="_blank" rel="nofollow">6 .....опять же показан поднявшийся уровень воды в выходном шланге и силы, действующие на крыльчатку......разница сил давления справа и слева опять же пока еще мал: dF=U*g*2*dh*S......

проходит некоторое время, крыльчатка сделала несколько оборотов.......очередная серия картинок: &k=86d92bab4b861409727c4be0c6f3e550" target="_blank" rel="nofollow">7 и &k=1aff008f4b543fc33520b0d6a2f89013" target="_blank" rel="nofollow">8 ......разница сил давления справа и слева равна dF=U*g*n*dh*S.......

наконец крыльчатка докручивается до того, что уровень воды в выходном шланге достигает наивысшей точки - точки перегиба шланга через стенку аквариума......картинки &k=87d49f72afda4ff24e567487193507c2" target="_blank" rel="nofollow">9 и &k=e25abcff2f69ceb1e58a82d1093bb797" target="_blank" rel="nofollow">10 иллюстрируют этот момент......разница сил давления справа и слева dF=U*g*(h2-h1)*S......видно, что эта разница максимальна (дальше будет меньше, покажу ниже), но при этом эта разница (как и на всех предыдущих картинках) не зависит от положения фильтра и помпы относительно аквариума......

дальше больше, помпа продолжает качать, вода движется по шлангу: картинки &k=5726773b49bf2b6a85c950684b9f921f" target="_blank" rel="nofollow">11 и &k=837c88a3295804f930a0f20fb3a63c8b" target="_blank" rel="nofollow">12 .....так как часть воды, которая находится за перегибом шланга компенсирует симметричную ей часть воды до перегиба, разница сил давления на крыльчатку становится dF=U*g*(h3-h1)*S.....как видно разница уменьшается......

и, наконец, вуаля! вода достигла аквариума: &k=237921b5223b378200de806b7a8b45b7" target="_blank" rel="nofollow">13 и &k=643bb5a9b18e41e410f98edf2b152f9b" target="_blank" rel="nofollow">14 .....видно, что силы давления справа и слева от крыльчатки опять равны.....в дальнейшем при работе помпа преодолевает только гидродинамическое сопротивление системы......

Больше не буду влезать.
Я - согласный на гидродинамическое сопротивление.
Честно.

Но меня терзают смутные сомнения, что в реальных системах (работающий фильтр, шланги разных длин и разной степени загаженности и кривизны) тут будет слишком много всяких "НО", чтобы посчитать это дело с некоей долей точности.

Только вообще-то в теме была речь о самодельных фильтрах. И их целесообразности / эффективности.

Вот, например, уважаемый DNK пользует некую систему с микронником. Она описана в этом форуме и вполне достойна того, чтобы познакомиться, хотя бы виртуально.

Хоть одна фирма предлагает подобное готовое изделие?

На самом деле, каждывй самодеятельный фильтростроитель стремится реализовать свое понятие о совершенстве. У одних - получаются "монстры", как у DNK, у других - изделия из канализационных труб.
Это несравнимые по параметрам системы, но их создатели достойны уважения, вот я о чем.

И исчо у меня есть ИМХО. Такое ИМХО, что самый хороший фильтр "для себя" можно только самому сделать. Или, на совсем худой конец - взять готовый и его маленько переделать. Чего-нибудь там поменять, досыпать, перемешать... Разве не так, господа?

напишу даже больше:
если взглянуть на нарисованные мной картинки, то можно заметить, что помпа в каждый момент времени совершает работу по подъему столба воды в выходном шланге.....работа у нас есть произведение силы на расстояние.....итак вычисляем: сила - масса воды, умноженная на ускорение свободного падения - F=U*g*h*S, где S - площадь поперечного сечения шланга......в каждый момент времени работа (обзовем ее А) A=F*dh=U*g*S*h*dh......интегрируем все это дело от h1-h0 (начальная точка работы помпы) до h2-h0 (наивысшая точка подъема воды)......
получаем A=1/2*(U*g*S*((h2-h0)^2-(h1-h0)^2))......
при этом вода во входном шланге постоянно опускается, также производя работу и этим помогая помпе качать......
вычислим эту работу....сила - F=U*g*(h1-h0)*S, расстояние (h2-h1).....работа, соответственно, A=(U*g*(h1-h0)*S)(h2-h1).....

вычтем из первой работы вторую.....после несложных алгебраических преобразований получаем: dA=1/2*(U*g*S)*(h2-h1)^2......и ежику ясно, что в результате помпа совершала работу на подъем воды от уровня аквариума, до точки перелива и все.....никаким образом местоположения фильтра не влияет на результат......

Ну, раз уж модераторы решили поприкалываться и посмотреть, чем закончится эта апупея, схватка двух титанов, или упертых баранов, отстаивающих свою точку зрения, тогда продолжим.

2 Euggn:
"Отойди, мальчик, не мешай!"
"Родил (тему) - на том спасибо!"
Кроме фильтра DNK, почитайте-ка про фильтр Юрия Маркхота в теме "Вот и фильтр желанный".
А мне еще понравилась идея GeneZ'а автоматической сифонки аквариума (моя тема: "Дренажная система", там есть ссылка. Ознакомьтесь. Ракимендую, как самодельщику).
По поводу самодельных фильтров скажу так: чем меньше Вы будете использовать металлических предметов в аквариумной системе фильтрации, да и вообще, в аквариуме, тем меньше будет головных болей.
В конце концов, можно взять мощную помпу для аквариума и нагрузить на нее бытовые картриджные фильтры. Получится нечто среднее, но, боле-мене, подходящее для аквы, и не травящее рыб, улиток и растения.

2 SaX:

поскольку мой оппонент систематически игнорирует мои аргументы в сторону моей позиции и контраргументы против его, цитирование прекращаю......

Прошу простить мне эту цитату.
Ваш оппонент, SaX, наоборот, всячески старается Вам, и другим форумчанам, сказать о том, что Вы пишете ПРАВИЛЬНО, ГРАМОТНО и АРГУМЕНТИРОВАНО.
Но, еще одно "НО": Вы пишете "не в тему".
То, что Вы так горячо отстаиваете, относится к СТАТИЧЕСКОЙ системе, т.е. системе, в которой насос ВЫКЛЮЧЕН.
Все Ваши рисунки не имеют ничего общего с реальностью. Да, Вы рисуете правильно, учитывая Ваше отношение к этому вопросу. Я Вас ни в чем и ни за что не осуждаю. Но это все - теория.
Вот прав Euggn:

Но меня терзают смутные сомнения, что в реальных системах (работающий фильтр, шланги разных длин и разной степени загаженности и кривизны) тут будет слишком много всяких "НО", чтобы посчитать это дело с некоей долей точности.

Я абсолютно с ним согласен, и вот почему:
Дело в том, что в любом центробежном насосе с мокрым ротором, коим и является аквариумная помпа (хоть внутренняя, хоть внешняя), есть т.н. "технологические зазоры", т.е. в конструкции корпуса насоса есть небольшие расстояния для свободного тока воды. В аквариумных помпах, выполненых из пластика, иногда прозрачного, видно, что, при включении, импеллер помпы приподнимается на оси, вместе с магнитом. У него есть свободный ход. Также, расстояние между лопастями и боковыми стенками. Получается, что площадь КАЖДОЙ лопасти импеллера будет МЕНЬШЕ (сейчас ВНИМАТЕЛЬНО ПРОЧТИТЕ) ПОЛОВИНЫ ПЛОЩАДИ ОСЕВОГО ПОПЕРЕЧНОГО сечения головки помпы. Ведь на одну лопасть придется только одна сторона сечения. Или: в графическом отображении, вокруг изображения лопатки импеллера, по всему периметру будет просвет. По этому просвету вода будет течь абсолютно свободно, если не учитывать турбулентные потоки от движущихся лопаток (как прав Euggn!). Именно по этим просветам вода из выходного шланга будет стекать вниз под действием силы тяжести, потому что площадь лопатки импеллера МЕНЬШЕ половины площади поперечного сечения головки.
Добавьте эту дельту S в свою формулу и проинтегрируйте.
Лично я заморачиваться не буду. Мне лень разбирать и пилить головку помпы, чтобы убедиться в этом.
Вы нарисовали кучу картинок. Честь Вам и хвала. Только это - теория. Рассчеты рассчитывали (а меня стыдили про давление 1 м водяного столба). Тоже хорошо, грамотно, но, извините, опять не к месту. Вы не учитываете, что на поверхности воды аквариума - атмосферное давление. Только НА ПОВЕРХНОСТИ! и это давление - НЕСОКРАТИМОЕ в Ваших формулах. Оно только "в плюсе".

очень странная позиция "знаю, но не скажу почему".....

Ладно, иду на попятную. Раз уж Вы так хотите.
У каждого насоса есть свои характеристики. Они рассчитываются ДО его изготовления.
Самыми главными, на мой взгляд, для аквариумистов, да и не только для них, будут "напор насоса" и его "расход".
Эти две характеристики ОБРАТНОПРОПОРЦИОНАЛЬНЫ. Почему, объясню позже. А сейчас - определения:
Напором насоса называется высота столба жидкости, на которую он может ее поднять и удерживать продолжительное время в незамкнутой системе.
Расходом называется количество жидкости, перекачанное насосом за единицу времени при напоре, равном нулю.
Распишу: незамкнутая, атмосферная система - это система, в которой есть участок (или участки) с атмосферным давлением. В такой системе невозможно создать давление, потому что избыток его тут же будет сбрасываться в атмосферу. Разрежения не будет по той же причине.
Определения, конечно, не академические, зато понятные. Желающих могу послать в энциклопию...
И с напором, и с расходом, все неоднократно и каждый день сталкиваются. Открыл кран - вода потекла. Руки вымыл, кран закрыл.
Вода течет - это напор насоса. Давления у вытекшей из смесителя воды не будет. И в смесителе-то уже не ахти какое... Расход - вода течет. Сколько вытечет за минуту, такой и расход.
Все это обеспечено насосом. Если кран открыт, а оттуда вода течет тонкой струйкой, это значит, что у насоса маленький напор, т.е. высота подъема воды насоса (напор, как характеристика) небольшая, а большая разница в уровнях между краном и насосом. Конечно, при условии, что на один насос прицеплен всего один кран.
Такая же тонкая струйка может быть, если насос стоит на той же высоте, что и кран, но кран не один, а 100 (для наглядности). И все они открыты. Будет недостаточный расход насоса.
Эффект аквариумной "флейты" - сильная струя делится на кучу маленьких и слабых.
Что получается? При большой высоте, большой разнице в уровнях между насосом, стоящим, обычно, внизу, и потребителем, близким к значению максимального напора, имеем слабую струйку воды. При превышении этого уровня, вода течь вообще не будет, а при понижении, т.е., при подъеме насоса, увеличивается его расход, т.е. количество воды, перекачанной насосом.
То же и с внешним фильтром:
чем ниже он стоит под аквариумом, тем меньше будет поток воды в выходной трубе.
Я не зря все время твердил и бубнил, что система - незамкнутая.
Даже в Ваших рисунках, учитывая Ваши слова, "сколько воды затекло - столько и вытекло", это будет справедливо для ЗАКРЫТОЙ системы, системы с предустановленным давлением, да и то, с некоторыми ограничениями.
Чтобы не было вопросов, типа "ага, опять не говоришь, почему", распишу: для закрытой системы с предустановленным давлением, к характеристикам насоса для нее подключаются: скорость потока, сопротивления потребителей и соединительных трубопроводов. Сопротивления запорной арматуры обычно учитываются, если необходима какая-то сверхвысокая точность и представляются усредненной величиной.
Для примера:
10-ти этажный дом. Высота каждого этажа =3 м.
Для работы системы отопления в этом доме достаточно перепада давлений 3,1 (подача) х 3,0 (обратка) кгс/см2.
Для водопровода давление необходимо увеличить хотя бы на 1,5 кгс/см2, т.е., на 10-м этаже не будет воды в кране при давлении 3 кгс/см2, при напоре насоса=30 метров. Насос нужен на 45 м или больше.
Для индивидуальных отопительных систем, ставят насосы с небольшим напором. От 2 до 8 метров. Но и там система - замкнутая, с предварительно установленным давлением. Без этого давления современная система автоматики котлов просто не даст котлу разжечься.
Теперь Вы понимаете, про что я твержу?
Это я о насосах и уровнях их установки.

"Отойди, мальчик, не мешай!"

Пасиб. Ничего, если я рядом в носе поковыряю?

Предложенные темы читал. Интересно. Система Юрия - понравилась, дренаж - ИМХО, ненужная заморочка. Излишество. Прошу прощения, это такое ИМХО от того, что имел опыт содержания банок с фальшдном и без оного. Хотя, конечно, фальшдно даже с несколькими точками подключения протока (в ширме было 5) - слабое подобие описанной системы.

Для чего в самоделках непременно должен быть металл, контактирующий с водой - не разумею. Честно. Без стеба.

Просто за дебрями гидродинамики можно потерять то, для чего, собственно, нужны все эти трубы и насосы.
А именно - эффективность фильтрации.

Пойду куплю Eheim. Мастерить домашние не разрешили

эх, зарекался же....ну да ладно, истина дороже...)

[q]сообщение Daxel
....Дело в том, что в любом центробежном насосе с мокрым ротором, коим и является аквариумная помпа (хоть внутренняя, хоть внешняя), есть т.н. "технологические зазоры", т.е. в конструкции корпуса насоса есть небольшие расстояния для свободного тока воды........
......Добавьте эту дельту S в свою формулу и проинтегрируйте.[/quote] хотите, чтобы я учел организованные протечки и потери на несовершенство головки?....извольте....
в зазор вода будет вытекать, это Вы правильно сказали.....давайте посчитаем: количество ушедшей воды будет зависеть от некоего коэффициента, в который входят скорость крыльчатки, геометрические форма и размер зазора, вязкость жидкости - обзовем его К, а также будет зависеть от градиента давлений справа и слева от крыльчатки dP=U*g*dh, где dh - разница уровней в шлангах.....то есть к работе помпы на подъем воды в шланге добавим член K*U*g*dh.....когда мы все это проинтегрируем получится добавочный член U*g*K*(h2-h1), который опять же не зависит от расположения помпы......

Вы не учитываете, что на поверхности воды аквариума - атмосферное давление. Только НА ПОВЕРХНОСТИ! и это давление - НЕСОКРАТИМОЕ в Ваших формулах. Оно только "в плюсе".

то что атмосферным давление будет только на поверхности, а в других местах другим, я Вам твердил уже несколько раз......а вот то, что оно будет несократимым - неправда.....атмосферное давление плюсуется к каждому члену формул, а поскольку они вычитаются друг из друга, оно сокращается........неужели не понятно, что нет разницы, давление слева 3кгс/м2, а справа 2кгс/м2, или давление слева 2кгс/м2, а справа 1кгс/м2?.....все равно градиент давления будет в 1кгс/м2....

У каждого насоса есть свои характеристики. Они рассчитываются ДО его изготовления.
Самыми главными, на мой взгляд, для аквариумистов, да и не только для них, будут "напор насоса" и его "расход".
Эти две характеристики ОБРАТНОПРОПОРЦИОНАЛЬНЫ. Почему, объясню позже. А сейчас - определения:
Напором насоса называется высота столба жидкости, на которую он может ее поднять и удерживать продолжительное время в незамкнутой системе.
Расходом называется количество жидкости, перекачанное насосом за единицу времени при напоре, равном нулю.

абсолютно с этим согласен и ни разу с этим не спорил.......

кстати, предлагаю мысленный эксперимент (ну или если у кого есть оборудование, то и практический): имеется гипотетический насос с напором 2 метра...к выходу насоса подключается вертикальный шланг, насос включается.....столб воды в шланге будет естественно 2 метра......теперь видоизменяем задачу: на вход насоса надеваем тоже шланг и поднимаем его свободный конец в вверх, заливаем в эту U-образную (насос в самом низу, на перегибе "кишки" из шлангов) систему воду......заливаем столько, сколько надо чтобы над насосом был столб воды ровно в 2 метра.....естественно во входном шланге из-за того, что сосуды сообщающиеся, тоже будет столб в 2 метра......включаем насос.....внимание вопрос: какой высоты получится установившийся столб над насосом в выходном шланге?......Вы, я так понимаю, ответите, что 2 метра и останутся, так как это максимум, на что способен насос.......а правильный ответ будет 3 метра.....слева 3, справа 1, а разница в 2 метра как раз и есть напор этого насоса......

Распишу: незамкнутая, атмосферная система - это система, в которой есть участок (или участки) с атмосферным давлением. В такой системе невозможно создать давление, потому что избыток его тут же будет сбрасываться в атмосферу. Разрежения не будет по той же причине.
Определения, конечно, не академические, зато понятные.

определения весьма понятные, но, боюсь, неверные.....или неточные.....если сделать оговорку, что давление, отличное от атмосферного, невозможно создать именно в месте, где система разомкнута, то, да, соглашусь.....иначе - нет......например, тот же самый аквариум - разомкнутая атмосферная система, но у дна в этой системе давление будет не атмосферное а атмосферное плюс эти самые несчастные U*g*h.....абсолютно аналогично с разрежением - торричелиева трубка, или по-простому, барометр....внизу давление будет атмосферным, а в самом верху колбы, над столбом измерительной жидкости - близким к нулевому.....

И с напором, и с расходом, все неоднократно и каждый день сталкиваются. Открыл кран - вода потекла. Руки вымыл, кран закрыл.....
.......Эффект аквариумной "флейты" - сильная струя делится на кучу маленьких и слабых.

полностью согласен.....

Что получается? При большой высоте, большой разнице в уровнях между насосом, стоящим, обычно, внизу, и потребителем, близким к значению максимального напора, имеем слабую струйку воды. При превышении этого уровня, вода течь вообще не будет, а при понижении, т.е., при подъеме насоса, увеличивается его расход, т.е. количество воды, перекачанной насосом.

при нижнем водозаборе - да.....

То же и с внешним фильтром:
чем ниже он стоит под аквариумом, тем меньше будет поток воды в выходной трубе.

нет - водозабор верхний.....

Даже в Ваших рисунках, учитывая Ваши слова, "сколько воды затекло - столько и вытекло", это будет справедливо для ЗАКРЫТОЙ системы, системы с предустановленным давлением, да и то, с некоторыми ограничениями.

то есть Вы утверждаете с одной стороны, что вода несжимаема, а с другой стороны, что количество воды вошедшей во внешник не равно количеству воды вышедшей из него?.....
[quote]10-ти этажный дом......
.........Без этого давления современная система автоматики котлов просто не даст котлу разжечься.[/q] опять же абсолютно согласен......ни в коей мере не сомневаюсь в Ваших знаниях в области рассчета систем водоснабжения и отопления.....

не являюсь знатоком систем водоснабжения, потому задам, может глупый вопрос: имеется уже вышеописанный 10-этажный дом....необходимое давление на входе в дом должно быть как минимум 4,5кгс/м2.......но вот, к примеру, из-за плохого оборудования на ТЭЦ, давление в подающем трубопроводе всего 4 кгс/м2........надо либо менять оборудование на ТЭЦ, либо ставить нагнетающий насос на входе в дом....так?.....какой напор должен быть у этого нагнетающего насоса?......

2 SaX:

эх, зарекался же....ну да ладно, истина дороже...)

Написали бы "ИМХО", было бы меньше головной боли. Сочувствую....

Вы, я так понимаю, ответите, что 2 метра и останутся, так как это максимум, на что способен насос.......

А я что, где-то написал, на какой высоте устанавливаются входная и выходная трубы (емкости)?
Тот же напор (2 м) можно наблюдать, даже если заборная емкость будет стоять и под насосом. Будет разница в уровнях, что не противоречит моим словам, и эта разница в уровнях будет равна напору насоса.

то есть Вы утверждаете с одной стороны, что вода несжимаема, а с другой стороны, что количество воды вошедшей во внешник не равно количеству воды вышедшей из него?.....

Про внешник я тоже ничего не писал: "Даже в Ваших рисунках, ... это будет справедливо для ЗАКРЫТОЙ системы, системы с предустановленным давлением, да и то, с некоторыми ограничениями."
Написано про закрытую систему с предустановленным давлением и циркуляционным насосом.
Ограничения поясню.
В насосах большой (не для аквариума) мощности, НЕ ВСЯ вода, всасываемая насосом, выходит из него в напорную трубу. Часть воды расходуется ВНУТРИ насоса. Она направляется по специальным каналам к сальниковым уплотнениям, и служит для целей охлаждения. Т.е., сливается в канализацию. Расход зависит от затяжки гаек.

не являюсь знатоком систем водоснабжения..... какой напор должен быть у этого нагнетающего насоса?......

Расход воды и напор в высотных домах от ТЭЦ зависит мало. Мало таких домов, которые запитаны от ТЭЦ напрямую, я имею в виду. У таких домов обычно строят ЦТП – централизованные тепловые пункты, в которых ставят дополнительное оборудование, предназначенное для тепловой обработки ХОЛОДНОЙ воды, поступающей от близлежащей водонасосной станции, и включающее в себя насосы (или даже станции) повышения давления воды, скоростные водонагреватели косвенного нагрева (проточные бойлеры), циркуляционные насосы для оборота горячей воды, рессиверы и т.д., и т.п.
Такие насосы подбираются по характеристикам напор-расход. Руководящим документом являются "Строительные Нормы и Правила": СНиП 2.04.01-85* "Внутренний водопровод и канализация зданий", С изменениями и дополнениями. Если интересно, они есть в инете.
Кроме оборудования ЦТП, НА КАЖДОЙ врезке в ВОДОПРОВОД (в системе отопления не нужно, там ставят балансировочные мембранные регуляторы расхода-давления, поквартирно или поэтажно) в таком доме, после отсекающего крана и фильтра грубой очистки ("косой" сетчатый фильтр) необходимо установить редуктор давления.

Прошу прощения, я отвлекся.
Рассматривая СИСТЕМУ фильтрации, внешний фильтр аквариума, Вы, уважаемый SaX (Ваша теоретическая подготовка вызывает чувство уважения), забываете, что это – НЕ идеальная система. В ней есть сопротивления, оказывающие РЕШАЮЩЕЕ воздействие на производительность.
Я тоже могу аппелировать к закону Паскаля, применяемому, ИМХО, по большей части, к СТАТИЧЕСКИМ системам (пресс, домкрат), использовать формулу Альтшуля, Вейсбаха – Дарси, Пуазейля-Гагена, рассчитать предельные числа Рейнольдса, добавить универсальную постоянную Прандтля, коэффициент Кориолиса, постоянную Больцмана. Выразить Уравнение Бернулли в переменных Эйлера, и рассчитать потери напора какого-либо мнимого насоса, при переходе от ламинарного режима работы к турбулентному.
Только, ИМХО, ЗДЕСЬ это будет мало кому понятно, да и ни кому не будет интересно.
Давайте я напишу это же понятным для любого школьника языком, пользуясь "среднепотолочными рассчетами".
Начну с того, что, как и Вы, я отсеку «лишнее».
«Лишним», с моей точки зрения, во внешнем аквариумном фильтре будет, как ни странно, с Вашей точки зрения, насос, или помпа, как хотите.
Почему лишним? Да потому, что ее характеристики можно, с известной долей правды, считать неизменными, и совпадающими с паспортными данными на нее. Как и в Вашем примере с 2-метровым напором, расход и напор этой помпы (только помпы!) НЕ ЗАВИСЯТ от высоты ее установки, при условии, что у шлангов – идеально гладкая внутренняя поверхность, т.е., отсутствует сила трения. Трубы, подходящие к ней, я, с Вашего позволения, оставлю в системе.
Как работает помпа, для нас с Вами тоже не важно. Всасывает она воду через фильтр, проталкивает ее через него, это не важно. Главное, ОНА СОВЕРШАЕТ РАБОТУ.
Рассмотрим систему фильтрации в действии.
Представим, что вода движется по ней. Как и с какой скоростью, тоже не важно, тем более, что скорость будет переменная.
Вода в аквариуме ПОСТУПАЕТ на вход системы, поднимается по водозаборной трубке до точки перегиба через бортик аквариума, испытывая на своем пути сопротивление силы тяжести и силы трения о стенки трубки.
Сразу оговорюсь: то, что можно сократить, я пока оставлю, с Вашего разрешения.
Пройдя точку перегиба, где она изменила скорость при переходе от меньшего диаметра водозаборной трубки к большему диаметру шланга, вода течет по входному шлангу системы, ускоряясь, под действием силы тяжести, но испытывая сопротивление сил трения о стенки шланга. При входе в канистру внешника, вода увеличивает скорость, при переходе от диаметра шланга к меньшему диаметру отверстия штуцера, проходит по внутренним каналам помпы, встречая на своем пути сопротивление, зависящее от конструкции, и попадает в фильтр.
Здесь она, либо проходит до дна фильтра по трубке, или каналу в корзинах, или сразу попадает на слой фильтрующего элемента. Это зависит от конструкции внешника и мной не расписывается.
В любом случае, вода проходит до дна, и встречает на своем пути сопротивление фильтра. В фильтре вода теряет огромную часть энергии, или скорости. Это происходит из-за того, что поперечное сечение корзин намного больше поперечного сечения шланга, а, как Вы справедливо заметили, "сколько Затекло, столько и Вытекло". Количество воды в единицу времени. А наполнители фильтра имеют большое сопротивление потоку.
Далее, вода поднимается к выходной трубе, испытывая сопротивление силы тяжести. Проходя через головку помпы опять испытывает сопротивление, при переходе от большого диаметра (сечения) корзин, к малому диаметру штуцера, ускоряется, проходит штуцер, замедляется, при переходе к большему диаметру шланга, и поднимается вверх, испытывая сопротивление силы тяжести и силы трения о внутренние стенки шланга. Поднявшись до уровня, соответствующего уровню воды в аквариуме, она проходит его, согласно приведенной Вами формуле про дельту АШ, проходит точку перегиба через борт и втекает в аквариум. Будем считать, что флейты на выходе нет.
Учитывая то, что технические данные насосов, или помп для аквариума, приводятся только для их «рабочих органов», т.е. «чистых» головок, а технические данные фильтров – для НОВЫХ, ЧИСТЫХ фильтрующих материалов, «стандартном» расположении и количестве этих материалов в корзинах фильтра, можно сделать вывод, что фильтр очень сильно тормозит работу помпы, уменьшает скорость потока воды, т.е. НАПОР помпы. Это совпадает (даже странно, почему?) с заявленными производителями характеристиками данного фильтра для данной помпы.
А, раз уж скорость потока «гасится» в фильтре, то заявленной производителем высоты подъема воды помпой уже НЕ БУДЕТ. И расход воды через внешний канистровый фильтр будет, В ЛЮБОМ СЛУЧАЕ, МЕНЬШЕ заявленной этим производителем величины расхода воды через помпу. Повторюсь, Расход - количество воды в единицу времени. Его можно перевести из метров кубических в час, или литров в минуту, в метры погонные в минуту, т.е. - скорость, если рассчитать количество воды, прошедшее через поперечное сечение выходного шланга.
Еще раз: Уравнение Бернулли рассчитывает, какую скорость должна иметь вода, чтобы подняться на определенную высоту.
В разных источниках, это "гашение потока" называют уменьшением напора, сопротивлением напору, сопротивлением потоку, уменьшением скорости потока и т.д. Смысл один – напор СИСТЕМЫ падает.
К этому падению напора СИСТЕМЫ, произведенному фильтром, необходимо добавить падение напора, затраченное на преодоление сил трения о стенки шлангов, трубок, штуцеров и запорной арматуры помпы, сопротивления самой помпы, силы тяжести при подъеме воды от дна канистры до помпы, при ее работе на всасывание, а также, силы тяжести между уровнями, соответствующими высоте от уровня установки заборной трубки в аквариуме до уровня поверхности воды в аквариуме, ну и силы тяжести от уровня поверхности воды в аквариуме до точки перегиба шланга через борт в напорной линии по той формуле, что Вы и привели. Работу силы тяжести на участке высот от дна аквариума до штуцеров помпы, для двух шлангов, я откинул, хоть это и не корректно, при разных диаметрах шлангов. При разных диаметрах, будет разное количество воды в шлангах и ее скорость.
И все это – при «чистых» фильтрующих материалах, шлангах и каналах помпы.
В процессе эксплуатации, сопротивления еще больше вырастут. И напор еще больше уменьшится.
Итог:
Мы не можем повлиять на сопротивление даже чистого фильтра, на диаметры штуцеров и шлангов, на их сопротивление потоку, на трение, нагрев, удлинение шлангов под действием силы тяжести и другие характеристики, не можем изменить конструкцию самого внешника. А эти сопротивления, в сумме, снижают уровень подъема воды помпой, ИМХО, примерно, вдвое, что, для двух шлангов, входного и выходного, соответствует подъему воды на высоту, равную высоте водяного столба от поверхности воды в аквариуме до дна внешника. Разница между моим "примерно" и напором помпы, приведенным к данной системе, обеспечит запас напора на "струю" на некоторое время, зависящее от скорости накопления мусора и развития колонии бактерий. Думаю, Вам не надо расписывать этот термин "струя"? Работа, которую производит сила тяжести во входном шланге, и которую Вы постоянно сокращаете вместе с работой силы тяжести в выходном шланге, расходуется на корзинах фильтра. Сюда же идет и часть работы, произведенной помпой. Уж лучше, ИМХО, сначала просуммировать, а уже потом сокращать.
Если не трогать, не изменять конструкцию, то, единственное, что можно сделать, так это – поднять внешник на максимально возможную высоту, укоротив при этом шланги для уменьшения потерь.
Я понимаю, что Вы получаете дополнительный козырь в руки. Даже могу прикинуть, что Вы мне можете ответить: "Объяснить-то объяснил, а РАССЧИТАТЬ не может, значит и выводы его не стоят ломаного гроша! Все ты, Daxel, врешь!"
Отвечу (сам себе) на это.
Полученное значение: "примерно вдвое" соответствует РЕАЛЬНЫМ ЗНАЧЕНИЯМ НАПОРА - РАСХОДА ВНЕШНИХ АКВАРИУМНЫХ ФИЛЬТРОВ разных изготовителей, полученных мной данных из разных источников ОПЫТНЫМ путем. Эти данные нигде не документировались, т.к. были сообщены в доверительных беседах и по переписке.
Желающим провести такой эксперимент, могу предложить подключить на выход внешника обычный водяной счетчик на 1/2".
Измерьте количество воды, протекшее через него за час, затем поднимите или опустите, если позволяют шланги, канистру фильтра, и опять измерьте количество воды за час. Сравните полученные результаты и успокойтесь. Не надо ни считать расход, т.к. это сделает счетчик, ни напор, т.к. он никому не нужен, пока течет вода. Можно рассчитать скорость. Как? Написано выше.