Недавно вышел спор по поводу того, совершает или нет помпа канистрового фильтра механическую работу по подъему воды, если она берет воду из аквариума и заливает в тот же аквариум назад. Мой оппонент утверждает, что такая работа по подъему совершается и канистра в этом смысле эквивалентна SAMPу. Переубедить его пока не удалось, а спорил он по этому поводу не только со мной. Поэтому я решил провести соответсвующий эксперимент.
Из старого хлама выкопал маленькую канистру Eheim 2011 с довольно слабой помпой.
Вот она:

сообщение Uzhas
...он пытается доказать, что помпа не совершает работы. Абсурд!

Не передергивайте. Вы прекрасно поняли о каком насосе я говорил. Ручной, которым прокачивается система при запуске, чтобы убрать воздух из системы.

Я такого анекдота не знаю. Посмешите пожалуйста.

...мы изобретаем вечный двигатель, или обсуждаем реальный эксперимент?

Замечательная теория.

Напор (гидравлика)
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Напо́р, в гидравлике и гидродинамике — давление жидкости, выражаемое высотой столба жидкости над выбранным уровнем отсчёта. Выражается в линейных единицах.
Полный запас удельной энергии потока (полный напор) определяется уравнением Бернулли и включает в себя:
• высоту рассматриваемой точки над плоскостью отсчёта (гидростатический напор),
• давление жидкости, обусловленное скоростью потока (скоростной напор).
Вдоль потока напор уменьшается. Разность напора в двух поперечных сечениях потока реальной жидкости называется потерянным напором.
Понятие о напоре используется при проектировании гидротехнических сооружений и решении многих задач гидравлики и гидродинамики.


Закон Бернулли
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Закон Бернулли является следствием закона сохранения энергии для стационарного потока идеальной (то есть без внутреннего трения) несжимаемой жидкости:
рv^2/2 +рgH + P = const
Здесь
р — плотность жидкости,
v — скорость потока,
H — высота, на которой находится рассматриваемый элемент жидкости,
P — давление.
Константа в правой части обычно называется напором, или полным давлением. Размерность всех слагаемых - единица энергии, приходящейся на единицу объёма жидкости.
Это соотношение называют уравнением Бернулли.
Для горизонтальной трубы H = const и уравнение Бернулли принимает вид рv^2/2 + P = const.

Согласно закону Бернулли полное давление в установившемся потоке жидкости остается постоянным вдоль этого потока. Полное давление состоит из весового, статического и динамического давления. Из закона Бернулли следует, что при уменьшении сечения потока, из-за возрастания скорости, то есть динамического давления, статическое давление падает. Закон Бернулли справедлив и для ламинарных потоков газа. Явление понижения давления при увеличении скорости потока лежит в основе работы различного рода расходомеров, водо и пароструйных насосов.
Закон Бернулли справедлив в чистом виде только для жидкостей, вязкость которых равна нулю, то есть таких жидкостей, которые не прилипают к поверхности трубы. На самом деле экспериментально установлено, что скорость жидкости на поверхности твердого тела всегда в точности равна нулю. Именно поэтому на поверхностях, находящихся в потоке жидкости, всегда образуются какие-то наросты, осаждения; этим же объясняется и тот факт, что на лопастях крутящегося вентилятора всегда появляется слой пыли.
Закон Бернулли можно применить к истечению идеальной несжимаемой жидкости через малое отверстие в боковой стенке или дне широкого сосуда.
Согласно закону Бернулли:
pgh + P0 = pv^2/2 + P0,
где
P0 — атмосферное давление,
h — высота столба жидкости в сосуде,
v — скорость истечения жидкости.
Отсюда: v = (2gH)^0,5. Это — формула Торричелли. Она показывает, что при истечении идеальной несжимаемой жидкости из отверстия в широком сосуде жидкость приобретает скорость, какую получило бы тело, свободно падающее с высоты H.

Так будет или нет по-вашему течь вода из флейты, если шланги удлинить, флейту оставить на месте, а канистру опустить вниз, скажем, на 3 высоты, названной Вами "Напор"?

Собственно, началось все с этой Вашей фразы.

Вы думаете, что SAMP очень сильно отличается от внешнего канистрового фильтра, оснащенного помпой? Вы ошибаетесь. Пример: тот же Эхейм - два входа, один выход.
Дальнейшее цитирование, тёзка, Вашего письма, я считаю лишним. Это не относится к теме, тем более, что Вы цитируете одно, а пишете про другое.
Хотите поспорить?

Вот тут-то и заблуждение, причем, не только у Вас.
В герметичной конструкции возможно создание избыточного давления, больше атмосферного. Вы не пробовали создать избыточное давление в канистре? В самой канистре, не в шлангах. В шлангах сверху = атмосферному, снизу = атмосферное+давление водяного столба. Обе системы - абсолютно и безусловно открытые.

Сообщающиеся сосуды хороши для СТОЯЧЕЙ воды. В системе фильтрации, ОЧЕНЬ ДАЖЕ НАПРОТИВ, используется вода ДВИЖУЩАЯСЯ. Движение воды называют, как Вы абсолютно правильно заметили, потоком. А для его (потока) создания, помпе необходимо произвести работу по преодолению работы силы тяжести, приложенной к водяному столбу, расположенному в выходном шланге (Похоже на САМП?),

Ошибка (и довольно распространенная, к сожалению, у НАС на форуме) состоит в том, что Вы рассматриваете шланги, помпу, фильтр и аквариум ПО-ОТДЕЛЬНОСТИ!
Внешний аквариумный фильтр - гидроДИНАМИЧЕСКАЯ, а не гидроСТАТИЧЕСКАЯ система, в которой нужно учитывать НЕ сообщающиеся между собой (сосуды) входной и выходной шланги фильтра, А давление столба воды, находящейся в этих шлангах на уровнях от верхнего уровня воды в аквариуме до уровня головки помпы. Не у каждой помпы хватит мочи поднять воду выше 2-х метров.
Наоборот, уровень установки фильтра играет решающую роль! Чем меньше перепад уровней воды между поверхностью воды в аквариуме и головкой фильтра, тем выше будет производительность помпы фильтра, даже при одинаковой длине шлангов.
Это не сообщающиеся сосуды, не гидроСТАТИЧЕСКАЯ, а гидроДИНАМИЧЕСКАЯ система, работающая при атмосферном давлении.
Компенсации веса воды при работающей помпе не будет.
Согласен, при НЕ работающей помпе, имеем сообщающиеся сосуды, со скомпенсированным сифоном в заборной трубке.
Но, при работающей помпе, импеллеру нужно преодолеть ничем не скомпенсированное притяжение Земли, которое тянет воду В ОБЕИХ трубках! И тянет вниз! Такая тяга называется Силой тяжести. И импеллеру нужно ее преодолеть. Зазоры между лопастями крыльчатки и корпусом помпы довольно значительные, материал корпуса - пластик, поэтому, даже незначительный подъем уровня воды (опускание внешника) создают дополнительные трудности для подъема воды помпой.
При длине шлангов в 2-3 метра, особых потерь на трение о внутренние поверхности, или повороты, не будет. Главная роль должна отводиться именно УРОВНЮ установки внешнего фильтра.

1. Помпа САМПа, с упущенным уровнем. Уровень воды на выходе соответствует полному напору. Давление равно давлению водяного столба. Вода не течет.

3. Помпа внешнего канистрового фильтра. Ее расположение не имеет значения, как все тут твердят в один голос. Да согласен я, согласен. Спор не об этом. Играет роль только потеря напора. Поднимите выходной шланг выше уровня полного напора помпы, и вода течь перестанет, даже при длине шлангов, соединяющих помпу с аквариумом, равной 1,5 метра, для Вашей канистры. СУММАРНОЙ длине. По 75 сантиметров. Растяните шланги целиком, чтобы они образовали вертикальную линию над аквариумом. Расположение помпы на шлангах роли играть не будет. Во входном шланге будет разрежение, равное высоте водяного столба от поверхности аквариума до помпы, а в выходном - давление водяного столба от помпы до уровня воды в шланге, соответствующего уровню напора помпы. А в сумме, эти два столба будут равны напору помпы, или водяному столбу ОТ поверхности аквариума до точки максимального напора в шланге.

Приготовил, остудил, разжевал, в рот положил!
Кушать подано!

сообщение keepo
Константин Кучеренко, единственное что надо было еще зделать, чтобы доказать вашу правоту опоненту - после запуска (когда заполнились шланги) выключить помпу фильтра, при этом держа выходную флейту на одном уровне с втягивающим шлангом. Вода так бы и продолжала течь...

сообщение Константин Кучеренко
Внимательно, пожалуйста, читайте. Я писал и продолжаю утвеждать, что помпа в канистровом фильтре не совершает работу по ПОДЪЕМУ жидкости из канистры до уровня аквариума, если слив фильтра под водой.

Если слив поднят над водой аквариума на 2 см, то только на эти два сантиметра превышения над уровнем воды и совершается работа по подъему.

Но по подъему воды от уровня расположения канистры, до уровня воды аквариума работа НЕ совершается никогда...

ЭТО и ТОЛЬКО ЭТО я всегда утверждал. ...Я НИ разу в этом топике НИЧЕГО не спрашивал, поскольку все было ясно с самого начала.

Недавно вышел спор по поводу того, совершает или нет помпа канистрового фильтра механическую работу по подъему воды, если она берет воду из аквариума и заливает в тот же аквариум назад. Мой оппонент утверждает, что такая работа по подъему совершается и канистра в этом смысле эквивалентна SAMPу. Переубедить его пока не удалось, а спорил он по этому поводу не только со мной. Поэтому я решил провести соответсвующий эксперимент.

Вот, еще раз не поленился и нарисовал.

сообщение Uzhas
А кто в этом случае гоняет воду?

Если слив поднят над водой аквариума на 2 см, то только на эти два сантиметра превышения над уровнем воды и совершается работа по подъему.

А кто с этим не согласен?

Так точно, если там сообщающиеся сосуды. Если в системе присутствует обратный клапан, Ваше утверждение не верно.

Это Ваш самый первый пост, или Вы от него откажетесь?
Наверное было бы правильно предположить (из Ваших слов) что Вы спрашиваете у форума, а мы Вам отвечаем.

Константин!
Хоть Вы и сказали, что закончили со мной, в чем я сомневаюсь, Вы продолжаете настаивать на РАЗЛИЧНОЙ работе помпы внешней канистры и САМПа.
Приведенный мной рисунок Вы назвали "теорией". А теперь приводите тот же рисунок, но сделанный Вами.
ИМХО (!) он ничем не отличается от моего, за исключением двух моих полосок с надписью "напор" слева и справа.
Ваш "Н1" соответствует моему "дельта Н". Только у Вас шланг согнут, а мой поднят вертикально. Высота "дельта Н" соответствует напору, при котором вода не течет. РАСХОД воды = 0. Вода у Вас течет потому, что Н1 меньше дельта Н. Вот и все. Высота меньше - появляется расход воды. Согните шланг "напор" на моем рисунке, и будет такая же веселая струйка, как у Вас на рисунке.

Сообщение Daxel:
Наоборот, уровень установки фильтра играет решающую роль! Чем меньше перепад уровней воды между поверхностью воды в аквариуме и головкой фильтра, тем выше будет производительность помпы фильтра, даже при одинаковой длине шлангов.

Сообщение Daxel:
Но, при работающей помпе, импеллеру нужно преодолеть ничем не скомпенсированное притяжение Земли, которое тянет воду В ОБЕИХ трубках! И тянет вниз!

сообщение Константин Кучеренко:
Воду гоняет помпа и ее энергия тратится только на преодоление сил вязкого трения и увеличение правитационной потенциальной энергии на участке H1 (только на этом участке есть подъем и увеличение потенциальной энергии ).

сообщение Константин Кучеренко:
Это не так, и тут Daхеl прав. Кинетическая энергия не остается постоянной. На узких участках она больше, на на широких - меньше. Дело в том, что есть еще потенциальная энергия, характеризующая давление. Это третий член P (давление, не обусловленное силой тяжести)в том самом уравнении Бернулли , которое Daxel любит приводить. Когда увеличивается сечение, скорость падает, давление возрастает и кинетическая энергия переходит в потенциальную энергию. Когда сечение уменьшается, все происходит наоборот.

Сообщение Daxel:
Ее расположение не имеет значения, как все тут твердят в один голос. Да согласен я, согласен.

Daxel,

Производитель рекомендует применять возможно более короткие шланги только по одной причине: для снижения трения.

Все остальное было уже много раз объяснено. Кстати, странно, что Вы до сих пор не поняли разницы между канистрой в штатном режиме и сампом, т.е. между сообщающимися сосудами и одной вертикальной трубой. В первом случае львиную долю работы выполняет атмосферное давление. Именно оно поднимает воду на выходе канистры до уровня аквариума (т.е. до уровня воды в противоположном [входном] колене). Во втором случае это вынуждена делать сама помпа.


Изменено 4-28-2007 автор Michael

2 Michael:
Прошу прощения, но канистра в штатном режиме - НЕ сообщающиеся сосуды.
Сообщающиеся сосуды имеют одинаковый уровень жидкости в КАЖДОМ сосуде, при условии, что они не капиллярные.
Какие сообщающиеся сосуды Вы имеете в виду, если, при работающей помпе уровень воды в аквариуме - это единственная поверхность? С чем у нее одинаковый уровень?
Вопрос в теме у Игоря звучал так:

Сообщение Daxel:
Вы думаете, что SAMP очень сильно отличается от внешнего канистрового фильтра, оснащенного помпой? Вы ошибаетесь.

Сообщение Константин Кучеренко:
Это потому, что помпа не поднимает воду в этом случае, точнее поднимает всего лишь на высоту превышения слива (он виден) над уровнем воды.

From: Daxel
Кому: Константин Кучеренко
Sent: 23.4.07 в 20:46

Только если считать, что в обоих случаях работает центробежный насос.

Дошло, наконец!
Именно это я Вам постоянно и говорил. Безо всяких разностей в уровнях. Еще в теме у Игоря Кротова. И принцип работы центробежного насоса не зависит от того, где он установлен.

Хотя если сейчас вы просто стараетесь сохранить лицо, а на самом деле задумались, то может и не потерял.

Действительно, я задумался.
Над тем, как объяснять информацию разным людям, с разной подготовкой, которые еще и отвлекаются от темы разговора.
......
P.S. Убрали бы Вы тему, а то получается у Вас спор с самим собой.

Сообщение Michael:
... Кстати, странно, что Вы до сих пор не поняли разницы...

сообщение Daxel
Прошу прощения, но канистра в штатном режиме - НЕ сообщающиеся сосуды.

Вся беда этого спора заключается в том, что господин Кучеренко не умеет формулировать свои мысли на бумаге.
Читая самый первый его пост, я делаю акцент на слове РАБОТА. Выполняется ли работа ВООБЩЕ? Есть ли принципиальная разница в работе двух устройств? Так же, я думаю, понимают и многие другие участники. Но Евгений отрицает выполнение работы помпой фильтра только до уровня воды аквариума, а дальнейшую работу он не отрицает, те 2 - 3 см., (только очень стеснительно, так сказать вскользь) как и все остальные. Вот здесь собака и зарыта. Он не расставил акцентов. Мне вспомнилась ветка "Что случилось с русским языком?" Вот наглядный пример, нужно ли писать грамотно в интернете.

Michael
Самп же- это корыто, установленное ниже аквариума.
В корыте лежит помпа и выкачивает из него воду по длинной вертикальной трубе в аквариум.

сообщение Uzhas
Опустите заборный шланг из аквариума в корыто на полу. Будет тот же САМП. Это опять же о принципе работы вообще.

2 Michael:

Давайте, для упрощения, забудем об уровне в аквариуме.

Ок. Давайте. Спереди (то есть, конечно, по вашему рисунку снизу) находится некая система, подающяя воду (в случае канистрового фитьтра, где всё герметично). В СТАТИКЕ эта вода подаётся под давлением (по закону сообщающихся сосудов), достаточным для подъёма воды сзади (справа, опять таки, по вашему рисунку) до уровня воды в аквариуме. А вот эта лопастная штука (она почему-то у вас не подписана, хотя зачем-то подписана обмотка) ДОБАВЛЯЕТ к уже имеющемуся напору некую добавку. Этой добавки хватит что бы поднять воду на определённую высоту ЕЩЁ (относительно уровня АКВАРИУМА, до коего она и так доберётся, см. сообщающиеся сосуды).

Т.е в случае, когда в фильтр подаётся вода под напором (из ВЫШЕ стоящего аквариума) - он поднимает воду над уровнем аквариума. Если он стоит в САМПе, например, входное давление отсутствует (ну равно атмосферному, точнее), и вверх (до уровня слива) он поднимает полностью сам.

Кстати, это прекрасно нарисовано на одной из ВАШИХ же картинок, где слева показан подъём относительно уровня воды аквариума (система герметична), справа - относительно уровня в САМПе (система открытая). Почему же вы от своих же картинок отказываетесь?

Зачем мне отказываться от своих творений?
Я их не для этого создавал.
Только Вы опять невнимательно читаете.
Любой аквариумный фильтр НЕ ГЕРМЕТИЧЕН. У него есть вход и выход.
Я про то же самое выше говорил, а рисунок выкладывал еще раньше. И работу его там же описывал, и назначение уровней "напор" объяснял. И слева, и справа.
Все твердят в один голос "Уровень, уровень". А про сопротивления забывают.
Помпа САМПа нагружена только на выходной шланг, с его сопротивлением напору, а помпе внешника нужно еще ВЫСОСАТЬ воду из фильтра, что очень сильно может повлиять на ее производительность. Он у нее на шее висит, и производительность вниз тянет. По таблице, для Эхейм - классик, ОТ 10 процентов и выше. Только фильтр.
На это внимания никто не обращает.
Все видят, что у САМПа шланг длинный и без воды.
А то, что скорость воды еще и от потери напора зависит, на это всем глубоко по барабану.
Принцип работы у них одинаковый, у этих помп. А высота подъема воды зависит, в том числе, и от сопротивления напору. Скорость ниже - высота меньше. Скорость выше - значит в САМП ее, чтобы жисть медом не казалась.
А у помп и скорость воды, мож, одинаковая. И еще не известно, где ей работать легче?

Я не понял: Вам просто больше нравится слово "сопротивление", чем "трение"? Т.е. все дело в этом?

Лично мое мнение "простого деревенского парня".
Могу добавить для реалистичности нечленораздельный звук с вытянутой нижней губой "ЫыыыыЫ??!..." (означающий поверхностную заинтересованность к теме)...

Так вот...
Куда бы вы не запихнули внешник, хоть на 90 км шахту к чертям в ад - разница в высоте столба не изменится.
Но изменится длина шланга.
Всем (надеюсь) известно, что сопротивление сосуда зависит от его длины, сечения=сужений, внутренней выстилки и "как проложен" (завихрение и тп - вторичное явление)...

Поэтому, чем ниже от аквариума, тем длиннее шланг, тем больше сопротивление, тем меньше напор.

Кроме того... Если загнать внешник на чердак - будет тоже самое, что и в подвале, если пренебреч разницей высоты между уровнем воды и флейтой.

Отсюда вывод. Спор тупиковый

Все камни кидать В МЕНЯ!!!
Вот вам маникен.
Только монитор не разбейте.

сообщение Daxel

Любой аквариумный фильтр НЕ ГЕРМЕТИЧЕН. У него есть вход и выход.
Я про то же самое выше говорил, а рисунок выкладывал еще раньше. И работу его там же описывал, и назначение уровней "напор" объяснял. И слева, и справа.
Все твердят в один голос "Уровень, уровень". А про сопротивления забывают.
Помпа САМПа нагружена только на выходной шланг, с его сопротивлением напору, а помпе внешника нужно еще ВЫСОСАТЬ воду из фильтра, что очень сильно может повлиять на ее производительность. Он у нее на шее висит, и производительность вниз тянет. По таблице, для Эхейм - классик, ОТ 10 процентов и выше. Только фильтр.
На это внимания никто не обращает.
Все видят, что у САМПа шланг длинный и без воды.
А то, что скорость воды еще и от потери напора зависит, на это всем глубоко по барабану.
Принцип работы у них одинаковый, у этих помп. А высота подъема воды зависит, в том числе, и от сопротивления напору. Скорость ниже - высота меньше. Скорость выше - значит в САМП ее, чтобы жисть медом не казалась.
А у помп и скорость воды, мож, одинаковая. И еще не известно, где ей работать легче?

сообщение WarhammerKiller
....Но изменится длина шланга.....

2 Константин Кучеренко:
Костя, спасибо!
Наконец-то я дождался прямого ответа на свой вопрос:

И реальный подъем будет производиться только на маленькую высоту H1, либо вообще никакого подъема не будет, если слив под водой.

...Помпа САМПа нагружена только на выходной шланг, с его сопротивлением напору...

Теперь-то, надеюсь, все? Разобрались с этим вопросом?

Со скоростью, разрежением и давлением воды Вы еще не очень разобрались, уж простите меня за это высказывание, но, в целом, все верно.

Под "сопротивлением напору" понимается СУММА всех гидростатических и гидродинамических величин, создающих помехи для потока воды, из-за которых поток воды теряет свою скорость. Тут, кроме потерь на трение, нагрев, кавитацию, удлинения и сужения шлангов, перегибы и т.д., и т.п., вплоть до колоний бактерий в фильтре и шлангах, еще и Сила тяжести.

Да уж...

Вот: http://www.edu.yar.r...

И Вот: http://www.edu.yar.r...

сообщение Daxel
Разрежение = отрицательное давление.

сообщение WarhammerKiller
Лично мое мнение "простого деревенского парня".
Могу добавить для реалистичности нечленораздельный звук с вытянутой нижней губой "ЫыыыыЫ??!..." )...

Кроме того... Если загнать внешник на чердак - будет тоже самое, что и в подвале, если пренебреч разницей высоты между уровнем воды и флейтой.
Все камни кидать В МЕНЯ!!!

сообщение Daxel
2 Константин Кучеренко:
...Со скоростью, разрежением и давлением воды Вы еще не очень разобрались, уж простите меня за это ...