Какая температура замерзания воды под давлением и для чего это необходимо знать?

Видео

Смотрите на видео наглядный пример разморозки водопроводной трубы:

Конечно, лучше изначально принять профилактические меры по предотвращению возникновения подобных ситуаций, чем исправлять последствия, тратя при этом свои нервы и финансы. Для этого необходимо соблюдать технологию монтажа трубопровода и провести его утепление. Канализация должна быть смонтирована под уклоном (чтобы вода не застаивалась) ниже уровня промерзания грунта. Дренажные колодцы должны быть снабжены утепленными крышками.

Для утепления труб применить специальные теплоизоляционные материалы, благо на современном строительном рынке есть огромный выбор утеплителей. Дополнительно под утеплитель, можно проложить нагревательный кабель вдоль трубы. В системах отопления батареи должны быть снабжены отсекающими кранами и кранами для слива воды. Такие несложные меры по защите трубопровода от воздействия на него низких температур, предотвратят риск создания неприятных аварийных ситуаций в зимний период.

Можно ли пить замороженную водку

Когда замерзает водка, то сразу возникает вопрос о том, можно ли ее пить. Теоретически это не запрещено, но есть несколько нюансов.

Во-первых, если водка замерзла при небольшой температуре, и в ней уже много льда, то, скорее всего, она разбавленная и сделана не по технологии. Употреблять такое мы не советуем, хотя можно выкинуть лед и пить оставшуюся жидкость, в которой спирта уже будет больше. Раньше применяли такой способ очистки водки – вымораживание, когда лишняя вода замерзала, а оставшаяся смесь становилась чище и лучше.

Во-вторых, замороженную водку нужно пить очень осторожно. Сильно охлажденная, тягучая, она практически не пахнет и не ощущается на вкус, а холод дополнительно притупляет рецепторы. Поэтому выпить ее можно очень много, а потом мгновенно и сильно опьянеть, что приводит к сильнейшему токсическому отравлению

Поэтому выпить ее можно очень много, а потом мгновенно и сильно опьянеть, что приводит к сильнейшему токсическому отравлению.

Так что если вы не противник алкоголя, то употребляйте его по крайней мере правильно, так, чтобы не было неприятных последствий.

Подсказка №2: «Используйте против льда искусственное повышение температуры»

Обогрев трубопровода от промерзания своими руками с помощью повышения его температуры возможен только в том случае, если он сделан из металла. Пластиковую же конструкцию вы так лишь повредите. А с учётом того, что замерзшая жидкость имеет свойство расширяться, то реагировать желательно быстро, пока трубы не разорвало.

Какой бы вы не выбрали из способов, перечисленных ниже, следует следовать выполнению некоторых общих правил, чтобы избежать неприятных последствий своей деятельности:

• Перед началом работ откройте водопроводный кран , чтобы растаявшей воде было куда двигаться;
• Не разогревайте замёрзший участок с средины . Ведь опять-таки не будет выхода, и неизвестно к чему это приведёт;
• Систему водоснабжения отогревайте от крана к стояку, а канализацию, наоборот, от стояка к крану . Это также обеспечит контролируемый отток талой воды;
• Первым делом исследуйте место замерзания, оцените его и подберите оптимальный метод прогрева .

Кипяток

Этот элементарный и невероятно дешёвый метод подойдёт даже для изделий из пластика, так как и наименее стойкие к высоким температурам полипропиленовые трубы способны выдержать нагрев до 90-100 градусов Цельсия. Но он обладает двумя важными недостатками:

1. Возможность применения только к открытым участкам трубопровода. Если же кристаллизация произошла, например, под землёй, то чайником туда вы попросту не доберётесь;

1. Малая эффективность. Откровенно говоря, от поливания кипятком труб пользы немного. Разве что речь идёт уж о совсем маленькой ледовой пробке в тонком изделии.

Паяльная лампа или промышленный фен

План действий тут прост:

Включаем прибор; Методично водим исходящим потоком горячего воздуха или пламени по промёрзшему участку, соблюдая все вышеупомянутые предосторожности. Эффективность в этом случае, конечно же, значительно возрастает, в сравнении с вышеописанным методом, но вот доступ-то всё равно ограничен лишь видимыми промежутками магистрали

Эффективность в этом случае, конечно же, значительно возрастает, в сравнении с вышеописанным методом, но вот доступ-то всё равно ограничен лишь видимыми промежутками магистрали.

Электрический ток

Если вы в своё время потрудились установить прогревающий кабель, то для удаления льда из трубопровода с помощью электричества вам будет достаточно включить соответствующий тумблер. Но если вы этого не сделали, тогда необходимо достать где-нибудь сварочный аппарат и сделать саму трубу нагревательным элементом. Ведь все помнят, что металл нагревается при прохождении через него электрического тока?

Инструкция размораживания объекта в данном случае будет уже более сложной:

1. Подключаем клеммы к краям предполагаемой ледовой пробки. Примечательно, что тут достаточно иметь открытыми лишь некоторые точки трубопровода, а не всю зону замерзания, что значительно расширяет возможности описываемого метода;
2. Мощность на регуляторе выставляем минимальную;
3. Щёлкаем тумблер включения и даём поработать аппарату на протяжении тридцати секунд;

1. Затем выключаем на минуту, чтобы оборудование «отдохнуло». Спалить его – дело нехитрое, зато очень затратное;
2. Несколько раз повторяем процедуру. Если перегрев трубы в процессе отсутствует, то можно увеличить мощность;

1. После того, как из крана начнёт капать оттаявшая вода, ещё несколько раз осуществляем прогрев, после чего выключаем прибор полностью. Полностью топить лёд совсем необязательно, достаточно сделать в нём брешь, чтобы остальное уже довершил водяной поток;

1. Кран закрывать не стоит ещё некоторое время, чтобы как можно лучше прочистить трубопровод от остатков оледенения.

Температура замерзания воды

При какой температуре замерзает вода? Замерзание воды в обычных условиях составляет 0 градусов по Цельсию. При определенных условиях можно видеть переохлажденную воду. Если эта вода находится в спокойном состоянии, то она жидкая. Если ее хотя бы немного встряхнуть, стукнуть, то вода моментально замерзает.

Чистая дистиллированная вода начинает замерзать ниже нуля 2-3 градуса по Цельсию. Процесс кристаллизации начинается на воздушных пузырьках, на частицах пыли, царапинах, повреждениях емкости. Если же дистиллированная вода чистая, то замораживаниие воды будет отодвигаться.

В лабораторных условиях удалось воду в малом объеме довести до – 70 градусов по Цельсию. При нахождении в воде примесей температура замерзания переходит в отрицательную зону. У морской воды температура замерзания – 1,9 градусов по Цельсию. После этого начинается образование льда.

Эта статья также доступна на следующих языках: Тайский

Чистая вода — считается самой лучшей жидкостью, которая отлично очищает и увлажняет организм. Человеческое тело состоит из воды где-то на 70%.

Если вы испытываете усталость, сонливость или вялость, то рекомендуется выпить один стакан теплой воды. По результатам эксперимента, человеку на один килограмм массы тела следует выпивать около 30 мл воды. Поэтому если ваш вес составляет 70 кг, то советуется каждый день потреблять 2,1 л воды. Чтобы удовлетворить потребности организма в жидкости, рекомендуется ежедневно выпивать не менее 1,5 литра воды, можно пить каждые 40-50 минут по пол стакана водички.

Вода обладает многими полезными свойствами и без неё невозможно жизнь на Земле. Все знают, чтобы вода замерзла, температура замерзания должна быть 0 градусов Цельсия, но это в случае нормальных природных условиях.

Стоит отметить, что давление в разных точках земного шара существенно отличается, поэтому температура замерзания воды зависит от определенного показателя давления.

Важно понять тот факт, что чем выше будет давление в окружающей среде, тем больше температура замерзания или наоборот, чем ниже в природной среде давление, тем меньше температура кристализации

Температура замерзания воды в океанах и морях

Не забывайте учитывать наличие молекул и примесей в воде. Они сильно влияют на температуру замерзания воды. К примеру, солёная вода способна замерзать при очень низких температурах (около -2 градусов Цельсия).

Если взять абсолютно чистую воду, то она может даже не замерзнуть при температуре -70 градусов Цельсия. Кровь рыб обычно замерзает при температуре -1 °С. Многие ученые задавались вопросом, как рыбам удается не замерзнуть при слишком низких температурах. Оказывается, существуют такие виды рыб, которые способны вырабатывать в поджелудочной железе белки. Именно они впитываются кровью и не дают возможности начать процесс кристализации.

Интересные свойства и значения воды

1. Дистиллированная вода является отличным диэлектриком и почти не способна проводить ток.
2. При замерзании и испарении она расширяется.
3. Единственное вещество, которому удается находиться сразу в трёх агрегатных состояниях.
4. Способна растворить практически все вещества на Земле.
5. Ледники содержат в себе около 2/3 части всего мирового запаса пресной воды.
6. Принято считать, что температура замерзания пресной воды составляет 0 градусов по Цельсию, а морская вода замерзает при температуре — -1,8°С.

Моментальная заморозка воды — видео

Вода в трубах замерзает изнутри при температуре ниже -7 градусов по Цельсию. Когда вода замерзла, то по законам физики она расширяется. Это есть главная причина лопнувших труб в зимнее время года. Поэтому надо заранее выявить места в доме, где температура может потенциально опустить ниже -7 градусов и не допустить замерзания. Ведь такая температура может легко заморозить воду в трубе в вашем доме. Делая скважину или колодец, надо заранее продумать систему водоснабжения для вашего дома.

Если всё-таки труба замёрзла и повредилась, то придётся её менять. Это лишние траты из вашего кошелька. Если туба просто замерзла и нет повреждений, то можно попытаться ее отогреть. Поэтому стоит позаботиться о проблемных местах на улице под землей, где проходят ваши трубы.

Следует проверить подвал вашего дома. Если зимой в нём слишком холодно, то стоит подумать о дополнительном прогреве подвала. Далее следует утеплить все двери и окна, чтобы холодный воздух не распространялся по вашему дому. Эти правила помогут избежать понижения температуры в доме, а соответственно и замерзанию труб.

Лёд в природе

Изучением природных льдов во всех разновидностях на поверхности Земли, атмосфере, гидросфере, литосфере занимается наука – Гляциология.

Рассмотрим подробнее основные виды льда:

Атмосферный

Образуется в атмосфере и на земной поверхности. Выпадает на Землю в виде осадков: снега, инея, града. Также может образовать ледяные облака и туман.

Ледниковый (глетчерный)

Образуется в результате накопления и его последующего преобразования в ледяную массу. Ледники занимают 11 процентов суши. Наибольшая часть ледников расположены в Антарктиде. Самый известный шельфовый ледник Его площадь превышает 500 тыс. км2, а толщина льда достигает 700 м.

Подземный

Находится в верхней части земной коры. Основная масса находится в Северном полушарии. По подсчетам ученых запасы достигают от 0,3 до 0,5 млн км3

Морской

Образуется в море, океане при замерзании воды. Различают следующие виды:

• Припай – прикрепленный к берегу или отмели ледяной покров. Его площадь может достигать от несколько метров до тысячи километров.
• Паковый (многолетний) – морской, толщиной не менее 3 метров.
• Плавучий (дрейфующий) – это айсберги, обломки льдин.

По форме айсберги бывают столообразные и пирамидальные. Часто достигают гигантских размеров. Площадь гигантов уменьшается прогрессивно по мере их продвижения в более низкие широты.

Эффективный способ как отогреть воду в пластиковой трубе

Во многих домах водоснабжение осуществляется по пластиковым трубам. Если вы обнаружили, что зимой ваша труба замёрзла, то следует её хорошенько отогреть.

Для того, чтобы это сделать, вам придётся взять:

1. стальную закалённую проволоку с диаметром в 3 мм;
2. длинный гидроуровень;
3. клизму;
4. 100 литров кипятка;
5. металлическое ведро;
6. кусачки;
7. двужильный провод из меди;
8. обычную вилку для розетки;
9. насос;
10. поливной шланг;
11. трубу с краном на конце;
12. 100 литровую бочку;
13. кипятильник.

Первым делом сделайте проволоку ровной. Приготовьте гидроуровень. Один конец проволоки заверните в петлю. Изолентой соедините петлю к трубке гидроуровня. Головка уровня должна выходить на 1 сантиметр. Возьмите изоленту и соедините проволоку с уровнем на всю длину. Оставшийся конец гидроуровня закрепите к клизме. Теперь проволоку с трубкой засуньте в пластиковую трубу, где замёрзла ваша вода. Двигайте её до момента, когда почувствуете, что упёрлись в лёд. Теперь клизмой вводите кипяток и толкайте проволоку внутрь трубы. Под конец трубопровода поставьте ведро, чтобы лилась холодная вода.

Прогрев труб изнутри

Чтобы избавиться от пробки в канализационных трубах, придется учесть ряд особенностей. Во-первых, такие коммуникации, как правило, имеют довольно большой диаметр, что позволяет произвести прогрев снаружи и изнутри более качественно. Однако и количество скопившегося льда в них будет существенно больше, так что потребуется больший расход тепла нагревательными приборами.

Для разморозки труб из пластика потребуется одно нехитрое приспособление. Берем доску со скругленными краями и крепим на нее ТЭН в форме буквы U. За пределы доски должна выступать только петля нагревателя. Все прочие части не должны контактировать со стенками нагревательного прибора.

Определив толщину пробки и расстояние до нее, к концам ТЭНа закрепляем провода соответствующей длины, а всю конструкцию крепим к отрезку металлопластиковой трубы, которой наше приспособление будем проталкивать в канализацию.

Вводить конструкцию в сточную трубу нужно со стороны приемника, куда будет стекать талая жидкость. Сначала ТЭН до конца продвигают на место работы, после чего подключают его к сети. Передвигая приспособление вперед по мере оттаивания пробки, прибор периодически отключают.

Температура замерзания дистиллированной воды

Замерзает ли дистиллированная вода? Напомним о том, что для замерзания воды необходимо присутствие в ней неких центров кристаллизации, коими могут стать пузырьки воздуха, взвешенные частицы, а также повреждения стенок ёмкости, в которой она находится.

Вода, подвергнутая воздействию очень низких температур, но при этом не кристаллизовавшаяся, называется «переохлаждённой». Можно, поместив бутылку с дистиллированной водой в морозильную камеру, добиться её переохлаждения, а затем продемонстрировать очень эффектный трюк — смотрите в видео:

Тихонько постучав по бутылке, извлечённой из холодильника, или бросив в неё небольшой кусочек льда, можно показать, как мгновенно она превращается в лед, имеющий вид удлинённых кристаллов.

Дистиллированная вода: замерзает или нет под давлением эта очищенная субстанция? Такой процесс возможен лишь в специально созданных лабораторных условиях.

Так при скольких градусах замерзает вода?

Наблюдается интересное свойство дистиллированной воды при отрицательной температуре. Если в нее опустить кусок льда, снега, воздуха или пыли — моментально появятся кристаллы по всему объему.

Это объясняется тем, что вода из-под крана имеет много центров кристаллизации: соли, воздух внутри, поверхность тары и так далее. Очищенные жидкости таких центров не имеют. Благодаря чему она можете значительно переохлаждаться.

Законы физики гласят, что чем больше жидкость очищена от примесей, тем ниже порог перехода в твердое состояние.

Дистиллированная вода замерзает при -10˚ С и ниже. Этим объясняется ее преимущество перед другими теплоносителями в период отопления. Благодаря данному свойству, при обогреве помещения она может конкурировать с антифризом.

При этом имеется ряд дополнительных преимуществ перед другими теплоносителями:

1. экологическая чистота;
2. безопасность для жизни и здоровья человека;
3. бережное отношение к трубам;
4. простота в использовании;
5. доступность.

Теперь вы знаете, что дистиллированная вода замерзает при температуре ниже 10 градусов, поэтому можно быть спокойным за свою систему отопления.

Надеемся, что статья была вам полезна. Будем благодарны, если поделитесь ею в соцсетях.

Хорошего вам дня!

Экзотические способы.

Фантазия народных умельцев, поистине, неисчерпаема. И каждый творит в меру своих сил и возможностей. Тем не менее, и эти способы избежать замораживания отопления имеют право на жизнь.

Например, использовать вместо антифриза – машинное масло. Ну, просто много у него этого масла. Оно, ведь, не замерзает, а только густеет. Ну и что, что пожароопасное. Это наш народ никогда не пугало.

Или более безопасный способ (как сказать. ). Встроить ТЭН в радиатор отопления, резьба-то совпадает. Ну и что, что опрокидывает циркуляцию и нарушает все правила электробезопасности. Работает же? Работает. Только будьте осторожны, и думайте, прежде чем делать.

В целом, подводя итоги, опять повторюсь: разумное сочетание всех или некоторых способов не заморозить систему отопления, исключая антифриз, конечно, позволяет повысить надежность работы всей системы. (Ага, замуровать в тепловой щит бак из нержавейки со встроенным ТЭНом или приклеить на радиатор отопления инфракрасный пленочный теплый пол, — шутка).

Применение знаний в быту человека

В основном сведения о температуре замерзания воды нужны тем, кто сталкивается с прокладкой водопровода.

Как правило, ее замерзание в таких случаях проходит не на подземном участке трубы, а над поверхностью почвы, и далее идет процесс кристаллизации уже в наземном участке.

Чтобы этого не происходило, поскольку замерзание и расширение воды выводит из строя всю систему и нарушает целостность труб, принимают активные и пассивные меры – от утепления трубы до специально обустроенной системы обогрева.

Но очень важно с самого начала правильно сделать расчеты, подбирая производительность оборудования и диаметр труб таким образом, чтобы создать такое давление, при котором вода не будет замерзать при климатических условиях, характерных для этого региона. Сведения об этих показателях и их соотношениях также нужны тем, кто занимается прокладкой отопительных систем

Важны они и для автомобилистов, которым приходится часто сталкиваться с замерзанием жидкости в радиаторе

Сведения об этих показателях и их соотношениях также нужны тем, кто занимается прокладкой отопительных систем. Важны они и для автомобилистов, которым приходится часто сталкиваться с замерзанием жидкости в радиаторе.

Температура – замерзание – вода

Температура – замерзание – вода

Температура замерзания воды в строительном растворе или бетоне практически должна быть ниже температуры замерзания, соответствующей данной концентрации водного раствора взятой соли, поскольку процесс замерзания происходит и в мелких порах и капиллярах. Кроме того, по мере твердения раствора или бетона с добавкой солей концентрация их меняется ( стр.
 

Температура замерзания воды с увеличением давления понижается, а не повышается, как этого следовало бы ожидать.
 

Температура замерзания воды с повышением давления уменьшается, почти линейно.
 

Температура замерзания воды при нормальном атмосферном давлении принята за нулевую точку шкалы Цельсия, а температура ее кипения – за 100 этой шкалы.
 

Температура замерзания воды с увеличением давления до 2000 ат понижается, а не повышается.
 

Температура замерзания воды с увеличением давления по нижается, а не повышается, как этого следовало бы ожидать.
 

Температура замерзания воды, находящейся в грунте, зависит от степени связанности ее с минеральными частицами грунта и от наличия в ней растворимых солей. При начальной стадии замерзания грунта в нем одновременно содержатся кристаллы льда и вода. Промерзает грунт только через 5 – 20 дней после наступления устойчивых холодов.
 

Температура замерзания воды при нормальном атмосферном давлении принята за нулевую точку шкалы Цельсия, а температура ее кипения – за 100 этой шкалы.
 

Температура замерзания воды из-за неточности термометра может не совпадать с нулем на шкале. В этом случае показание термометра, соответствующее температуре замерзания воды, принимается за 0 С ( I в дальнейшем другие температуры отсчитываются от этого показания.
 

Температура замерзания воды с такой минерализацией составляет 251 К.
 

Снижение температуры замерзания воды, а также изменение сроков схватывания цементных растворов в сторону их сокращения и улучшения характеристик цемент ного камня достигается усилением минерализации вод. м специальными химическими добавками солей и щелочей.
 

Снижение температуры замерзания воды определяет количество введенного антифриза: поташа К2С03; хлористого магния MgCl2; хлористого кальция СаС12 и гликоля НО-СН2-СН2-ОН. Например, температура замерзания 20 % – ного водного раствора этиленгликоля составляет – 10 С.
 

Страницы:  

   1

   2

   3

   4

Состояния и виды воды

Вода на планете Земля может принимать три основных агрегатных состояния: жидкое, твёрдое и газообразное, которые способны трансформироваться в разные формы, одновременно сосуществующие друг с другом (айсберги в морской воде, водяной пар и кристаллы льда в облаках на небе, ледники и свободно текущие реки).

В зависимости от особенностей происхождения, назначения и состава вода может быть:

• пресной;
• минеральной;
• морской;
• питьевой (сюда же отнесём водопроводную воду);
• дождевой;
• талой;
• солоноватой;
• структурированной;
• дистиллированной;
• деионизированной.

Наличие изотопов водорода делает воду:

1. лёгкой;
2. тяжёлой (дейтериевой);
3. сверхтяжёлой (тритиевой).

Все мы знаем о том, что вода бывает мягкой и жёсткой: этот показатель определяется содержанием катионов магния и кальция.

Каждый из перечисленных нами видов и агрегатных состояний воды имеет свою температуру замерзания и плавления.

Упаковка, маркировка и хранение этилового спирта

Спирт этиловый ректификованный разливают в специально оборудованные цистерны или резервуары, бочки, бутылки, канистры, которые закрывают крышками или пробками, обеспечивающими герметичность, опломбировывают или опечатывают. Бутылки упаковывают в специальные ящики или корзинки. Применение стальной оцинкованной тары запрещается.

На транспортную тару наносят следующую маркировку: наименование предприятия-изготовителя, его адрес; наименование спирта; объем, дал; масса брутто в кг; номер бочки, бутылки, канистры и партии; надпись «Легковоспламеняющаяся жидкость»; знак опасности; классификационный шифр 3212, номер ООН-1170; обозначение стандарта.

Спирт этиловый питьевой 95 % разливают в стеклянные бутылки вместимостью 1,0, 0,5 и 0,25 дм3, которые укупоривают корковой пробкой с прокладкой из пергаментной бумаги или полиэтиленовой пробкой, а затем алюминиевым колпачком, на котором нанесены штамп предприятия-изготовителя и объемная доля спирта.

На бутылку наклеивают этикетку с указанием наименования продукта; торговой марки; наименование и местонахождение (адреса) изготовителя, упаковщика, экспортера, импортера; наименование страны и места происхождения товара; товарного знака изготовителя (при наличии); крепости (объемной доли этилового спирта); объема, л; даты розлива (на оборотной или лицевой стороне этикетки, на

колпачках или контрэтикетках или непосредственно на потребительской таре в местах, удобных для прочтения); обозначения нормативной или технической документации, в соответствии с которыми изготовлен и может быть идентифицирован продукт; информации о сертификации.

Бутылки со спиртом укладывают в деревянные ящики, на которых несмываемой краской наносят следующую информацию: наименование предприятия-изготовителя; наименование спирта; количество и вместимость бутылок; масса брутто; дата розлива, обозначение стандарта; надписи «Огнеопасно», «Верх» и «Осторожно — стекло»

Спирт этиловый ректификованный в цистернах и резервуарах хранят вне производственных помещений, а в бочках, бутылях и канистрах — в спиртохранилище

Бутыли и канистры размещают в один ряд, а бочки — не более двух по ширине и высоте в каждом штабеле. Этиловый спирт — летучая, легковоспламеняющаяся жидкость, по степени воздействия на организм человека относится к 4-му классу опасности. Предельно допустимая концентрация паров спирта в воздухе помещений не должна превышать 1000мг/м3. Во избежание взрыва, резервуары, оборудование, связанное с технологией, хранением и перемещением этилового спирта, необходимо защищать от статического электричества.

Спирт этиловый ректификованный в цистернах и резервуарах хранят вне производственных помещений, а в бочках, бутылях и канистрах — в спиртохранилище. Бутыли и канистры размещают в один ряд, а бочки — не более двух по ширине и высоте в каждом штабеле. Этиловый спирт — летучая, легковоспламеняющаяся жидкость, по степени воздействия на организм человека относится к 4-му классу опасности. Предельно допустимая концентрация паров спирта в воздухе помещений не должна превышать 1000мг/м3. Во избежание взрыва, резервуары, оборудование, связанное с технологией, хранением и перемещением этилового спирта, необходимо защищать от статического электричества.

Срок хранения спирта не ограничен.

Пример. Расчет в Excel.

Условия задачи:

Проложенный по воздуху в неотапливаемом помещении участок стального водопровода без теплоизоляции длиной L=20 м выполнен из круглой трубы с наружным диаметром D=33,5 мм и с толщиной стенки s=2,8 мм. Температура окружающего воздуха (среды) t_с=-10 °С. Скорость движения воздуха v=1 м/с. Температура воды на входе в трубопровод t₁=+5 °С. Давление воды в трубопроводе P=0,1 МПа. Коэффициент температуропроводности воды а=0,000000143 м2/с. Температура замерзания воды t₃=0 °С.

Требуется:

1. Найти время начала замерзания воды в трубе при отсутствии расхода.

2. Вычислить минимальный расход воды, при котором водопровод не замерзает.

Решение:

1. Для вычисления плотности, теплоемкости и теплопроводности воды воспользуемся программой из статьи «Теплофизические свойства воды». В исходные данные введем среднюю температуру воды из интересующего нас диапазона +5…0 °С.

Время остывания воды (труба полностью заполнена) до критической температуры замерзания при отсутствии расхода рассчитаем по программе из статьи «Время охлаждения (нагрева)». Все исходные данные для этого у нас есть из условий задачи и предыдущего первого расчета.

Первая часть задачи решена. Время охлаждения неподвижной воды в трубопроводе до 0 °С — около 21 минуты.

Обращаю внимание и напоминаю, что выполненный расчет носит оценочный характер! В частности, теплоемкость оболочки – стенки стальной трубы – этот расчет не учитывает. Если бы скорость ветра в задаче была не 1 м/с, а, например, 10 м/с, то резко бы увеличился коэффициент теплоотдачи на границе «труба-воздух» α=45,6 Вт/(м2*К)

И время до начала замерзания водопровода составило бы всего 4…5 минут! (В примечании к ячейке D3 программы приведены справочные данные, формулы и рекомендации по определению α.)

Если бы скорость ветра в задаче была не 1 м/с, а, например, 10 м/с, то резко бы увеличился коэффициент теплоотдачи на границе «труба-воздух» α=45,6 Вт/(м2*К). И время до начала замерзания водопровода составило бы всего 4…5 минут! (В примечании к ячейке D3 программы приведены справочные данные, формулы и рекомендации по определению α.)

2. Минимальный теоретический расход воды, при котором водопровод не должен замерзать, рассчитаем с помощью программы из статьи «Расчет теплоотдачи трубы». Примем температуру воды на выходе из трубопровода t₂=+1 °С. Это означает, что падение температуры воды на двадцати метрах не должно превысить |d_tтрГГ|=4 °С.

Сравнительно небольшой проток 0,015 кг/с (или примерно 0,92 л/мин) воды с температурой t₁=+5 °С на входе обеспечит мощность притока тепловой энергии P_трГГ=256,6 Вт, которой достаточно для поддержания системы в стационарном равновесном состоянии. При этом температура воды на выходе двадцатиметровой трубы будет равна t₂=+1 °С.

Проверка:

Проверим выполненные расчеты по еще одной программе из статьи «Регистры отопления из труб».

Рассчитанная мощность Q=262 Вт приближенно равна теплоотдаче из предыдущего третьего расчета P_трГГ=256,6 Вт, а вычисленный коэффициент теплоотдачи α=9,6 Вт/(м2*К) равен коэффициенту теплоотдачи из второго расчета, где его в исходных данных мы определили по скорости движения воздуха.

Ответ:

1. Замерзает водопровод при отсутствии движения воды уже через 21 минуту.

2. При расходе воды около 1 л/мин (при средней скорости движения воды ~ 25 мм/с) водопровод из условий задачи в спокойном воздухе с температурой -10 °С не должен замерзнуть никогда.

Крайние меры по предотвращению замерзания водопровода

Даже небольшое движение воды в водопроводе может противостоять ее замерзанию. Оставьте немного приоткрытым кран холодной воды в самые морозные дни, это поможет воде не замерзнуть в системе.

Дайте доступ тепла в те помещения с водопроводом, где стены промерзают. Можно попробовать разморозить трубу направленной в ее сторону электрической тепловой пушкой. Она быстро отогреет ее и нагонит тепло в помещение.

И пожалуй самое главное, в том случае если вода в системе замерзла, перекройте главный вентиль подачи воды в ваш дом.

По своему опыту знаю, что проблема актуальна для многих регионов нашей страны. И искренне желаю, чтобы с вами не случались такие напасти.

Что делать, когда замерз водопровод: 3 способа разморозить пластиковые трубы не копая

Водопровод нужно прокладывать с умом и делать так, чтобы он бесперебойно функционировал круглый год. Но если при монтаже были допущены ошибки, исправлять их придётся в самый неподходящий момент. Одно из худших последствий плохого водопровода – это замерзание воды. Рассмотрим 3 проверенных способа разморозки пластиковых труб.

Зима, как всегда, приходит неожиданно! Представим ситуацию – вы просыпаетесь утром, за окном трескучий мороз, а из крана не течёт вода. Внутренний голос подсказывает, что замёрзла труба. Что делать?

Зачастую водопровод замерзает под землёй, а также в местах соприкосновения с фундаментом и железобетонными конструкциями. Прогреть трубу снаружи в таких местах не представляется возможным. Здесь приходится действовать дистанционно, внутри тонкого водовода.

Принцип разморозки водопровода – это подача теплоносителя к ледяной пробке. Сделать это весьма проблематично. Недостаточно залить внутрь кипяток из чайника – это ничего не даст. Теплоноситель нужно подавать постоянно, до полного оттаивания ледяной пробки.

С чего начинать?

Тем, кто пользуется колодцем, в первую очередь нужно убедиться, что ледяная пробка находится в трубе, а не в насосе или в уличном водопроводном кране.

Это делается просто: электронасос отсоединяется от водопровода и включается – пошла вода, значит, лёд в трубе. Бывает, что замерзает кран в колодце. Отогрейте его феном. Если нет результата, то дело в трубе и нужно выбрать удобный способ устранения проблемы и приступать к работам.

Будет полезно: Маленькие теплицы: дачи из поликарбоната, парник небольшой своими руками, фото и размеры, на участке построить