Сколько воды в алюминиевой секции: Объем секции алюминиевого радиатора – зачем нужно знать

Объем секции алюминиевого радиатора – зачем нужно знать

Радиатор Elsotherm

Сегодня алюминиевые радиаторы очень часто подключаются как в действующие коммуникационные системы отопления, централизованные или автономные, так и в новые. Для того чтобы в помещении хватало тепла, изначально перед установкой, нужно определиться с размерами батарей, мощностью насоса, местами их монтажа. Здесь при выборе немаловажную роль играет показатель объема секций алюминиевых радиаторов. Он напрямую связан как с подбором составляющих элементов, так и с расчетом количества теплоносителя необходимого для заполнения всей системы отопления.

Технические аспекты алюминиевых батарей

Для обустройства автономной системы отопления необходимо не только выполнить монтажные работы в соответствии с действующими нормативами, но и правильно выбрать алюминиевые радиаторы. Это возможно сделать только после тщательного изучения и анализа их свойств, конструктивных особенностей, технических характеристик.

Классификация и конструктивные особенности

Производители современного отопительного оборудования изготавливают секции алюминиевых радиаторов не из чистого алюминия, а из его сплава с кремниевыми добавками. Это позволяет изделиям придать устойчивость к коррозии, большую прочность и продлить срок их службы.

Сегодня торговая сеть предлагает широкий ассортимент алюминиевых радиаторов, отличающихся по своему внешнему виду, которые представленными такими изделиями как:

• панельные;
• трубчатые.

По конструктивному решению отдельно взятой секции, которые бывают:

• Цельными или литыми.
• Экструзионными или составленными из трех отдельных элементов, внутренне закрепленных между собой болтами с поролоновыми или силиконовыми прокладками.

Также различают батареи и по габаритам.

Стандартных размеров с шириной в пределах 40 см и высотой, равной 58 см.

Низкие, высотой до 15 см, что дает возможность устанавливать их на очень ограниченных пространствах. В последнее время производители выпускают алюминиевые радиаторы этой серии «плинтусного» исполнения с высотой от 2 до 4см.

Высокие или вертикальные. При небольшой ширине, такие радиаторы в высоту могут доходить до двух или трех метров. Такое рабочее расположение по высоте, помогает достаточно эффективно обогреть большие объемы воздуха в помещении. Кроме этого, такое оригинальное исполнение радиаторов выполняет дополнительно и декоративную функцию.

Срок службы современных алюминиевых радиаторов определяется качеством исходного материала и не зависит от количества составляющих его элементов, их размеров и внутреннего объема. Производитель гарантирует их стабильную работу при правильной эксплуатации до 20 лет.

Основные рабочие характеристики

Сравнительные характеристики

Технические характеристики и конструктивные решения алюминиевых радиаторов разрабатываются для обеспечения ими удобного и надежного нагрева помещений. Основными составляющими, характеризующими их технические свойства и эксплуатационные возможности являются такие факторы.

Рабочее давление. Современные алюминиевые радиаторы рассчитаны на показатели давления теплоносителя в системе отопления от 6 до 25 атмосфер. Для гарантии этих показателей в заводских условиях каждая батарея тестируется при давлении в 30 атмосфер. Этот факт дает возможность устанавливать это теплотехническое оборудование в любую систему отопления, где исключается возможность образования гидроударов.

Мощность. Этот показатель характеризует термодинамический процесс передачи тепла с поверхности батареи отопления в окружающую среду. Он указывает, какое количество тепла в ваттах может произвести прибор в единицу времени.

Кстати, теплоотдача от алюминиевых радиаторов происходит способом конвекции и теплового излучения в соотношении 50 на 50. Числовое значение параметра теплоотдачи каждой секции указывается в паспорте прибора.

При расчете необходимого для установки количества батарей, их мощность играет первостепенную роль. Максимальная теплоотдача одной секции отопительного алюминиевого радиатора довольно велика и доходит до 230 Ватт. Такой внушительный показатель объясняется высокой способностью алюминия к теплопередаче.

Влияние подключения на теплоотдачу

Объем секции. Этот показатель характеризует количество теплоносителя, который присутствует в секции радиатора в рабочем состоянии. Он зависит от габаритных размеров радиатора и его внутренней конструкции. Для каждого типа и вида радиаторов эта величина различна.

Объем секции является важной технической характеристикой алюминиевого радиатора и обязательно указывается в сопроводительном паспорте на каждое изделие от производителя.

Благодаря конструктивным особенностям для заполнения алюминиевого радиатора необходимо использовать меньший объем теплоносителя в сравнении с чугунным прибором такой же мощности.

Это значит, что для его нагрева нужно затратить меньше энергии, чем для чугунного аналога.

Температурный диапазон нагрева теплоносителя в алюминиевых батареях превышает 100 градусов.

В качестве справки, стандартная секция алюминиевого радиатора высотой 350–1000 мм, глубиной 110–140 мм, с толщиной стенок от 2 до 3 мм, имеет объем теплоносителя 0,35– 0,5 литра, и способна нагреть площадь в 0,4–0,6 квадратного метра.

Объем секции и расход теплоносителя

Сегодня не все автономные отопительные системы заполняются водой. Это обуславливается двумя факторами.

Размер секции

1. Возникновение ситуации, когда хозяевам необходимо надолго оставить дом без отопления, так как в связи с длительным отсутствием отпадает необходимость в обогреве помещений.
2.  Вода имеет свойство замерзать уже при нулевой температуре. При замерзании вода, расширяясь, превращается в лед,то есть переходит из одного физического состояния в другое. Во время этого процесса высвобождаются и меняются межмолекулярные связи воды, в результате развивается огромное усилие, которое разрывает радиаторы и трубы из любого металла.

Чтобы не произошло подобных ситуаций, для заполнения системы отопления вместо воды используют другой теплоноситель, лишенный проблемы замерзания. Это могут быть такие бытовые антифризы, как:

• этиленгликоль;
• солевой раствор;
• глицериновый состав;
• пищевой спирт;
• нефтяное масло.

Благодаря специальным добавкам, которые вводятся в эти компоненты, составы теплоносителей сохраняют свое агрегатное состояние в жидком виде даже при отрицательных температурах.

Расчет теплоносителя

Определение объема расхода теплоносителя необходимого для автономной системы отопления требует точного расчета. Для простого способа узнать, сколько нужно антифриза, чтобы заполнить отопительную систему, существуют разнообразные расчетные таблицы.

Объем воды в одной секции

Для базовых расчетов можно воспользоваться той информацией, которая изложена в тематических справочниках:

• Стандартная секция алюминиевой батареи содержит 0,45 литра теплоносителя.
• Погонный метр 15-миллиметровой трубы содержит 0,177 литра, а труба диаметром в 32 мм – 0,8 литра теплоносителя.

Информацию о характеристике подпиточного насоса и расширительного бака можно взять из паспортных данных этого оборудования.

Общий объем системы отопления будет равен совокупному объему всех отопительных приборов:

• радиаторов;
• трубопроводов;
• теплообменника котла;
• расширительного бака.

Уточненная формула основного расчета корректируется с учетом коэффициента расширения теплоносителя. Для воды это 4%, для этиленгликоля ─ 4,4%.

Заключение

При проектировании системы автономного отопления у многих возникает вопрос, сколько литров теплоносителя вмещает одна секция алюминиевой батареи. Этот нужно для того, чтобы рассчитать расход газа, электричества и определиться, сколько нужно приобрести антифриза, если в системе не используется вода.

Сколько воды в одной секции алюминиевого радиатора: способы расчета объема

В наше время замена старых чугунных батарей на новые модели стала не данью моде, а жизненной необходимостью. Опасение за безопасность отопительной системы и попытки снизить стоимость коммунальных услуг привели к тому, что все больше потребителей останавливают свой выбор на алюминиевых радиаторах, которые отличаются от других видов обогревателей, как техническими характеристиками, так и ценой. Одним из важных параметров является объем радиатора отопления.

Параметры алюминиевых радиаторов

Технические характеристики батарей отопления – это первое, на что обращает внимание потребитель перед покупкой. Самыми важными показателями действительно качественного изделия являются:

• Уровень теплоотдачи одной секции, так как от него зависит:
• Во-первых, сколько элементов потребуется для обогрева одной комнаты.
• Во-вторых, насколько тепло будет в комнате благодаря радиатору.
• В-третьих, каким станет микроклимат в помещении.
• Устойчивость к гидроударам и рабочее давление алюминиевого радиатора.
• Стоимость готового изделия.

Объем одной секции алюминиевого радиатора указывает на его мощность и во многом зависит от того, каким способом он был изготовлен.

Если батарея была сделана методом литья, то такой цельносварный секционный элемент обладает высокой прочностью и устойчивостью к перепадам давления. Подобное изделие стоит несколько дороже, и по цене можно понять, произведено оно на отечественных мощностях или импортное. Как правило, вторые дороже, но и процент брака у них крайне низкий.

Если алюминиевая батарея была изготовлена методом прессования, то ее детали соединялись при помощи клея, что делает ее уязвимой. Такому радиатору нестрашна коррозия, но повышенное давление может вывести его из строя.

Емкость одной секции алюминиевого радиатора, не зависимо от того каким методом он был произведен, практически одинаковая, но то, что литая модель прочнее и долговечнее, быстрее нагревается и ее можно регулировать по размеру, ставит их на первое место по продажам.

Виды теплоносителей

Как правило, вопрос о том, какой теплоноситель используется в централизованной системе отопления, не задается, так как там всегда по теплопроводу течет вода. Другое дело автономный обогрев, где можно выбрать оптимальный вариант для конкретного дома с учетом климата региона, где он построен.

• Антифриз для отопительных систем уже много лет применяется для обогрева загородных домов и прекрасно проявил себя. Его лучшие качества (способность не замерзать при температуре до -70 градусов) особенно хороши в зданиях, где нет постоянного проживания людей. Дачники могут закрыть дом, приезжать несколько раз месяц, чтобы прогревать его, и не переживать, что с их отопительной системой что-то случится.
• Спиртсодержащие теплоносители имеют сходные с антифризом свойства, только способны не замерзать при -30 градусах. Их использование не желательно в жилых домах, так как подобные жидкости содержат в составе этиловый спирт, который не только легко воспламеняется, но и опасен для человека.
• Вода в автономных системах обогрева хороша исключительно там, где алюминиевые радиаторы находятся под присмотром, то есть люди постоянно проживают в квартире или частном доме. У нее есть один показатель, который не «нравится» алюминию – способность вызывать у металлов коррозию. Если производится слив носителя из системы на летний период, то к началу нового сезона батареи могут дать течь из-за коррозии, «съевшей» металл. Жильцам следует оставлять теплоноситель в системе, чтобы этого не произошло.

Вязкость у всех трех теплоносителей разная, а производители, указывая объем алюминиевого радиатора, подразумевают, что в нем будет вода. Покупая подобное устройство для отопительной системы, например, на антифризе, следует соотнести его характеристики с вместимостью батареи.

Почему важен объем радиатора

Расчет, сколько литров в одной секции алюминиевого радиатора важен по нескольким причинам:

• Когда устройство монтируется на настенные кронштейны, следует предусмотреть не только его вес, но и теплоносителя внутри. Рассчитать, сколько весит вода легко, сверившись с техпаспортом изделия. Если в нем заявлено, что объем, например, секции алюминиевого радиатора с межосевым расстоянием 500 равен 0.27 л, то воды в нем помещается 270 мл.
• Знание объема батареи позволит подобрать котел нужной мощности. Особенно это важно, когда теплоносителем является антифриз. Обладая достаточно высокой вязкостью, ему требуется хороший «толкач», иначе медленное продвижение носителя по системе сделает ее работу не эффективной.
• Выбор расширительного бака, на котором многие потребители экономят при установке алюминиевых батарей, так же зависит от количества теплоносителя в отопительной системе. Он берет на себя любые перепады давления, чем «спасает жизнь», как обогревателям, так и трубам. Вода, нагреваясь, увеличивается в объеме на 4%, и если не предоставить ей дополнительного места для этого, то разрыв цельности системы, это только вопрос времени.
• От объема радиатора иногда зависит способ движения теплоносителя по сети. Например, батареи с большой вместимостью хорошо подойдут для естественного типа циркуляции.

Учитывая, на какое количество факторов влияет объем батарей отопления, этот параметр следует учитывать при выборе изделий из алюминия.

Расчет объема алюминиевого радиатора

Определить вместительность батареи отопления можно двумя способами:

1. При помощи расчетов. Для этого потребуется таблица, в которой указано, сколько воды вмещается в алюминиевом радиаторе отопления. Подобная информация должна присутствовать в документах изделия или иметься у продавца. В ней указывается не только межосевое расстояние, но и масса, и объем устройства. Например, алюминиевому радиатору с расстоянием 350 мм между верхним и нижним коллектором для одной секции потребуется 0.19 л воды.
2. Самым универсальным является измерение объема радиатора при помощи наполнения его водой. Для этого потребуется:

• Поставить заглушки на нижние отверстия и начать набирать воду.
• Когда жидкость начнет выливаться из верхнего отверстия, на него ставится заглушка.
• Набирать воду в наливное отверстие до тех пор, пока радиатор полностью не заполниться.
• Подсчитать, сколько литров жидкости было залито в батарею.

Это, хотя и весьма трудоемкий способ, но самый надежный и точный, так как производители могут завышать или занижать параметры своих изделий в технической документации.

Подбирая тип радиатора, следует обращать внимание на разницу в параметрах отечественных и зарубежных производителей. Некоторые показатели могут выглядеть весьма привлекательно, но не подходить для централизованной советской отопительной системы. Так же нужно заранее продумать, какой теплоноситель в сети будет использоваться, и произвести расчеты с указанием его вязкости.

Подводя итоги, можно сказать, что объем алюминиевого радиатора – это важный параметр, который нужно учитывать, чтобы в дальнейшем система работала по-настоящему эффективно.

Полезное видео

Объем воды в радиаторе отопления – алюминиевом, чугунном, биметаллическом

Существует много причин, из-за которых вам может потребоваться узнать объем воды в радиаторе отопления. Самый простой способ – посмотреть в спецификации, инструкции или другой документации к изделию. Но что делать если ее нет?

Из этой статьи вы узнаете, сколько литров воды в одной секции радиатора отопления в зависимости от его модели и габаритов. Также мы расскажем, как рассчитать этот показатель для нестандартных моделей.

Сколько воды в одной секции чугунного радиатора отопления

Чугунные батареи отличаются по высоте секций, глубине, мощности и весу. Например, у модели МС 140-500 высота 50 мм, а глубина – 140 мм. В основном на объем воды в чугунной секции радиатора влияет его высота.

Наиболее распространенной остается серия МС. В зависимости от производителя объем теплоносителя может меняться, поэтому есть небольшой разброс.

Объем одной секции марки МС (в литрах)

• МС 140-300 – 0,8-1,3;
• МС 140-500 – 1,3-1,8;
• МС-140 – 1,1-1,4;
• МС 90-500 – 0,9-1,2;
• МС 100-500 – 0,9-1,2;
• МС 110-500 – 1-1,4.

 

Большой популярностью пользуются чугунные батареи серии ЧМ. Маркировка модели указывает на количество каналов, высоту и глубину секции. Например, ЧМ2-100-300 имеет высоту 300 мм, глубину 100 мм, а вода в ней циркулирует по двум каналам.

Объем воды в одной секции марки ЧМ (в литрах)

• ЧМ1-70-300 – 0,66;
• ЧМ1-70-500 – 0,9;
• ЧМ2-100-300 – 0,7;
• ЧМ2-100-500 – 0,95;
• ЧМ3-120-300 – 0,95;
• ЧМ3-120-500 – 1,38.

 

Совет

Приведенные ниже данные соотносятся с характеристиками других производителей. Чтобы не рисковать можно использовать их, добавив 20-процентный запас прочности.

Объем воды в одной секции алюминиевого радиатора

Существуют десятки производителей алюминиевых батарей отопления, изделия каждого из них отличаются конструкцией и размерами внутренних каналов. Поэтому можно только приблизительно сказать, сколько воды в одной секции алюминиевого радиатора.

Основное отличие моделей в высоте, поэтому приводим список наиболее распространенных размеров (данные указаны в литрах):

• 350 мм – 0,2-0,3;
• 500 мм – 0,35-0,45;
• 600 мм – 0,4-0,5;
• 900 мм – 0,6-0,8;
• 1200 мм – 0,8-1.

 

Для нестандартных размеров можно использовать формулу (V – объем в литрах, h – высота в метрах):

V = h x 0.8

Результат будет примерным, но, если под рукой нет спецификации к оборудованию, можно пользоваться полученным значением. Так вы сможете определить сколько воды в одном ребре алюминиевой батареи с погрешностью не более 20%.

Отметим, что емкость алюминиевого радиатора отопления со временем может уменьшаться за счет появления коррозии. Она образуется из-за воды с плохими показателями щелочности или кислотности. Также объем жидкости в алюминиевом радиаторе может быть уменьшен из-за заиливания.

Сколько воды в одной секции биметаллического радиатора

Как и в случае с алюминиевыми, существует много вариантов производителей и марок биметаллических батарей отопления. Точно так же отличается их строение, внешний вид, диаметры каналов.

Объем воды в биметаллическом радиаторе зависит от его высоты и составляет (в литрах):

• 35 см – 0,1-0,15;
• 50 см – 0,2-0,3;
• 60 см – 0,25-0,35;
• 90 см – 0,3-0,5;
• 120 см – 0,4-0,6.

 

Чтобы подсчитать объем секции биметаллического радиатора нестандартной высоты используйте формулу (V – объем в литрах, h – высота в метрах):

V = h x 0.35

Так вы получите ориентировочное значение, которое может колебаться в пределах 20%.

Объем воды в радиаторе отопления таблица

Тип радиатора	Высота (мм) / модель	Минимальный объем секции (л)	Максимальный объем секции (л)
Алюминиевый	350	0,2	0,3
	500	0,35	0,45
	600	0,4	0,5
	900	0,6	0,8
	1200	0,8	1
Биметаллический	350	0,1	0,15
	500	0,2	0,3
	600	0,25	0,35
	900	0,3	0,5
	1200	0,4	0,6
Чугунный	МС 140-300	0,8	1,3
	МС 140-500	1,3	1,8
	МС-140	1,1	1,4
	МС 90-500	0,9	1,2
	МС 100-500	0,9	0,2
	МС 110-500	1	1,4

Надеемся, что смогли помочь вам определиться с объемом воды в одной секции батареи. Напомним: если вы собираетесь производить какие-либо манипуляции с отопительной системой, лучше не рисковать.

При работе с нестандартными моделями рассчитывайте их объем с небольшим запасом в 10-20%. Это не усложнит задачу, но поможет избежать неприятностей. Не забудьте поделиться статьей с друзьями!

как посчитать количество воды в одной секции, видео и фото

Для автономного отопления на данный момент строительный рынок предлагает большое количество разных обогревательных приборов, в том числе – из алюминия и их мощность зависит от того, какой объем воды в алюминиевом радиаторе, то есть, от ёмкости.

Конечно, это не единственный фактор, влияющий на теплоотдачу – сюда также входит и конфигурация отопителя, но мы на данный момент говорим о секционных батареях, размер которых (количество секций) можно менять по своему усмотрению. Более подробно о таких отопителях мы поговорим ниже по тексту, а кроме того, мы ещё хотим предложить вам тематическую демонстрацию видео в этой статье.

Алюминиевые отопительные приборы

Алюминиевые отопительные приборы

Технические характеристики

Обратите внимание!
Если вы хотите приобрести качественную продукцию, то при покупке обратите внимание на его массу.
Так, инструкция указывает на то, что масса одной секции не может быть меньше килограмма, а сборка десятисекционной батареи с учётом ниппелей не может быть менее 11 кг!

Прибор в разрезе (экструзионный)

Объем одной секции алюминиевого радиатора во многом зависит от способа его изготовления, а таких способов есть только два – это литьевой и экструзивный.

• Более технологичным специалисты считают производство продукции литьевым методом – он позволяет получить цельносварной секционный корпус. Безусловно, там есть шов, но он выполняется контактной сваркой. Безусловно, цена такой продукции получается несколько выше.
• А вот метод прессования или экструзионный, представляет процесс, когда из сплава с очень высоким содержанием Al (98%) выдавливают несколько элементов. Их соединение производится механическим путём и при этом используется клей высокого качества. Продукция, полученная методом экструзии, обладает высокой устойчивостью к коррозии, а основным её недостатком (слабым местом) можно назвать механический способ соединения.

Поточная линия для покраски радиаторов в Златоусте

• Определить эксплуатационные свойства помогает не только объем воды в алюминиевом радиаторе отопления, но также его форма – ребристая и секционная. Ребристость позволяет осуществлять максимально возможный контакт с воздухом в помещении, что способствует его скорейшему нагреванию, а секции позволяют уменьшать и увеличивать прибор по мере необходимости, в зависимости от объёма отапливаемого помещения.
• Кроме того, защитой от коррозии является покраска продукции в два слоя. Малярные работы, как правило, выполняются на специализированных поточных линиях, которую обслуживают всего несколько человек (см. фото вверху). Подобные процессы осуществляются в два этапа – сначала, методом анафореза накладывается первый слой, что обеспечивает антикоррозийную защиту и цветовую устойчивость для следующего покрытия. Вторым слоем уже напыляют порошковую эмаль, что мы и видим на готовом изделии.

Наименование	Расстояние между осями (мм)	Габариты (мм)	Диаметр коллекторов (дюйм)	Коэффициент теплопередачи	Объём воды в секции (л)	Теплоотдача (Вт)	Масса
GLOBAL KLASS	800	80x80x882	1/2-3/4	5,58	0,59	254	2,16
	700	80x80x782	1/2-3/4	5,83	0,54	232	1,91
	600	80x80x682	1/2-3/4	6,0	0,49	204	1,66
	500	80x80x585	1/2-3/4	6,44	0,44	187	1,41
	350	80x80x432	1/2-3/4	6,76	0,37	131	1,01
GLOBAL VOX	800	80x80x890	1/2-3/4	5,69	0,56	276	2,21
	500	80x80x590	1/2-3/4	6,34	0,46	193	1,45
	350	80x80x440	1/2-3/4	6,79	0,35	145	1,12
GL 200/80/D	200	80x80x290	1/2-3/4	7,79	0,52	165	1,42
GL 350/80/D	350	80x80x440	1/2-3/4	7,19	0,7	247	2,21
GLOBAL VIP	500	80x80x590	1/2-3/4	6,37	0,43	195	1,62
	350	80x80x440	1/2-3/4	6,73	0,35	147	1,3
GLOBAL VIX R	500	80x80x590	1/2-3/4	6,49	0,43	190	1,16
	350	80x80x440	1/2-3/4	6,8	0,36	145	1,57
GLOBAL ISEO	500	80x80x582	1/2-3/4	6,56	0,44	180	1,31
	350	80x80x432	1/2-3/4	6,93	0,34	152	1,05
	600	80x80x682	1/2-3/4	6,35	0,47	203	1,5
	700	80x80x782	1/2-3/4	6,16	0,52	232	1,68

Таблица: габариты, масса, теплоотдача и объем секции алюминиевого радиатора

Проводим вычисления мощности

Примечание. Для того чтобы все вычисления соответствовали действительности, важно место, куда вы собираетесь установить радиатор.
Так, как правило, это делают под окном – тёплый воздух от отопительного прибора, поднимаясь вверх, создаёт своеобразную ширму, которая защищает комнату от холодных потоков, движущихся от стекла.

Батарея под окном в режиме эксплуатации

Итак, посчитать объем воды в алюминиевом радиаторе, как вы понимаете, не составляет какой-либо проблемы – для этого достаточно знать объём одной секции и их количество, а затем сложить эти значения вместе (см. таблицу).

Точно так же вы можете определить и мощность батареи, если знаете номинальное значение одной секции и их количество, но давайте посмотрим, как рассчитать этот показатель для комнаты определённой величины.

Если высота потолков не превышает 2,7м, то вычисления можно вести по квадратуре, и мы для примера возьмём комнату с площадью (S) 4,5×5,5м, тогда S=4,5*5,5=24,75м2, и воспользуемся радиатором GLOBAL KLASS с мощностью секции 232 Вт.

Нам, для подсчёта количества секций понадобится формула S*100/P, где 100, это необходимое количество ватт на квадратный метр, а P, это мощность одной секции. Значит, Kколичество секций=S*100/P=24,75*100/232=10,66 или 11 секций (объем воды в одной секции алюминиевого радиатора здесь 0,54л, значит, 0, 54*11=54,54л).

Теперь возьмём параметры того же отопительного прибора и такую же площадь, но высоту потолков – 3м, тогда нам понадобится делать расчеты на м3, где необходимо 41Вт теплоотдачи.

Объём помещения (V) у нас получается 4,5*5,5*3=74,25м3, значит, разделим его на мощность одной секции. У нас получится Kколичество секций=V*41/P=74,25*41/232=13,1 или 14 секций, чтобы был запас.

Заключение

Как вы видите, своими руками можно не только установить, но рассчитать необходимое количество секций для подборки нужной мощности радиатора и определить, сколько вам при этом придётся греть воды.

Такие выкладки крайне необходимы при ремонте или строительстве, так как, благодаря ним, мы не просто добиваемся максимального комфорта в помещении, но и определяем наши будущие расходы, то есть, частично формируем семейный бюджет.

Что нужно знать при установке радиатора

Установка радиаторов

Монтаж радиаторов ответственное мероприятие, к которому необходимо тщательно подготовиться. Даже небольшие недоработки могут привести к аварийной ситуации. Ниже мы рассмотрим что будет необходимо для установки радиаторов и в какой она производится последовательности.

Подготовительный этап

Если Вы наряду с заменой радиаторов запланировали сменить окна, то лучше будет установить их заранее, смонтировать подоконники. После демонтажа радиатора место, где он находился, следует оштукатурить. Плитку так же следует укладывать до установки радиатора, но доводить ее до идеального состояния не стоит- окончательные отделочные работы производятся позже.

Трубопровод для отопительных приборов можно собрать как до, так и после установки радиаторов. Но, если Вы решили «спрятать» трубы в полу, то необходимо начать именно с трубопровода, чтобы залить стяжку и уложить плитку.

Комплектующие для установки радиаторов

Для установки радиатора не обойтись без дополнительных комплектующих, отвечающих за его правильную работу.

Минимальный «джентльменский» набор должен выглядеть следующим образом:

1- 2 крана для подключения радиатора к системе отопления. Наиболее рациональным будет использование кранов с накидной гайкой, или, так называемой «американкой».

Американка это — муфта, имеющая буртик и накидную гайку, упирающуюся в этот буртик. Муфтовое соединение труб американка позволяет соединить два отрезка трубопровода посредством вращения всего одной гайки. Точно так же соединение может быть разобрано.

2- 4 проходные пробки. Эта деталь служит для того, чтобы перейти от диаметра отверстия в радиаторе (обычно 1 1/3″) на резьбовой диаметр присоединения трубы (этот размер совпадает с краном).

3- Заглушка. Назначение заглушки понятно из названия- перекрыть один из выходов радиатора.

4- Воздухоотводчик. Если мы рассматриваем минимальный набор, то это Кран Маевского, то есть ручной воздухоотводчик, с помощью которого мы можем избавиться от воздушной пробки в радиаторе.

5- Кронштейны. Или иначе-крепеж радиатора. На стандартный радиатор до 12 секций достаточно 3−4 штук.

Даже при минимальном наборе комплектующих их получается довольно много. Чтобы облегчить покупку пунктов 2,3 и 4 производитель радиаторов выпускают комплекты для подключения радиаторов, в которых уже есть и комплект проходных пробок, заглушка, воздухоотводчик и кронштейны.

Способы подключения радиаторов отопления

— Боковое одностороннее подключение. Он заключается в присоединении подводящей трубы к верхнему патрубку, а отводящей — к нижнему. Если одностороннее боковое подключение используется при монтаже многосекционных радиаторов, и последние секции недостаточно прогреваются, дополнительно устанавливают удлинитель протока воды.

— Нижнее подключение. Такой тип подключения батарей применяется в тех случаях, когда трубы отопления спрятаны в пол или под плинтус. Это самый приемлемый способ подключения, с эстетической точки зрения. Оба патрубка (подачи и обратки) располагаются снизу и вертикально направляются в пол.

— Диагональное подключение. Этот способ подключения наиболее благоприятен при монтаже радиаторов от 10 секций. Принцип обвязки заключается в том, что подводящая горячую воду труба соединяется с верхним патрубком по одну сторону батареи, а обратка выведена через нижний патрубок с обратной стороны.

— Единственный тип подключения, при котором в обязательном порядке меняется одно из комплектующих, это одноточечное подключение. В этом случае подача и обратка располагаются в одном отверстии радиатора.

Сам элемент, который позволяет таким способом подключить радиатор, называется инжекторный узел.

Расположение радиатора

Следующие правила строго должны быть выполнены, чтобы не нарушать конвекцию воздуха:

— От плоскости пола до батареи 6−10 см и более.

— От нижней линии подоконника до верхней линии радиатора 5−10 см.

— От поверхности стены до радиатора 3−5 см.

Так же следует учесть один важный факт- шаровыми кранами нельзя регулировать подачу радиаторов.

Возникает логичный вопрос, если помещение слишком нагрето, что же, постоянно включать и отключать радиатор для создания комфортного микроклимата?

Ответ немного проще- в этом случае нужно использовать регулировочные клапаны. Их конструкция позволяет настроить температуру радиатора, чтобы Вы комфортно ощущали себя в каждом помещении.

Есть 2 вида этих клапанов- ручные и автоматические. Отличие между ними в способе регулировки- ручной клапан регулируете Вы, а автоматический клапан самостоятельно поддерживает заданную Вами температуру. За регулировку у автоматического клапана отвечает термоголовка. Внутри нее расположен датчик, срабатывающий на изменение температуры в помещении, а в сильфонной камере находится твердое, жидкое, либо газообразное вещество изменяющее объем.

Снаружи оба эти клапана выглядят так:

^{Слева ручной клапан, справа с термоголовкой}

Итак, подытожим, в целом установка радиатора не вызывает сложностей, главное учесть и приобрести все необходимые комплектующие.

Порядок установки выглядит следующим образом:

— Демонтаж старого радиатора

— Разметка для крепления нового

— Установка кронштейна и крепление радиатора

— Сборка монтажного комплекта

— Присоединение к трубопроводу

Вам остается сделать выбор установить радиатор самостоятельно или доверить это дело монтажнику. Как видите, установка не несет в себе особо сложных моментов. Если Вы все же решили, что самостоятельная установка- не Ваш вариант, то проконтролировать работу мастера тоже будет не лишним.

Эксплуатация алюминиевого радиатора в летний период:
-Если оба подающих крана в положении «закрыто» обязательно должен быть открыт кран «Маевского». В противном случае, радиатор может «взорваться», так как в нем растет давление (химическая реакция присадок (содержатся в теплоносителе) и алюминия с сопровождением выделения водорода). Этот случай не является гарантийным

-Нижний кран в положении «закрыт», верхний — в положении «открыт». При таком положении кранов, теплоноситель (вода) останется в радиаторе (не вытечет). Запрещается чтобы алюминиевые радиаторы стояли без теплоносителя (воды).

-Рекомендуем проводить промывку радиатора не реже 1 раза в 3 — 4 года. С этой целью закрывается нижний и верхний вентили, открывается воздухоотводчик. Сливается через кран либо заглушку вода. Потом нужно развинтить разъемные соединения и снять с кронштейнов радиатор. Промыть струей воды прибор с помощью шланга, надетого на водопроводный кран, делая это под давлением. Нельзя использовать для промывки абразивные материалы.

-Старайтесь протирать пыль на радиаторах, иначе будет снижаться их теплотворная способность.

При правильной эксплуатации радиатора, Вы сможете всегда наслаждаться комфортом и теплом.

Правила расчета количества секций алюминиевого радиатора отопления

Что такое алюминиевый радиатор

Строго говоря, алюминиевый радиатор бывает двух типов:

• собственно, алюминиевые;
• биметаллические, из стали и алюминия.

Конструктивно такой радиатор представляет собой трубу, собранную в подобие гармошки, по которой течет горячая вода. К трубе присоединены плоские элементы, которые нагреваются теплоносителем и нагревают воздух в помещении.

Описание преимуществ и недостатков каждого типа радиаторов выходит за рамки настоящей статьи, однако можно указать на несколько немаловажных факторов. В отличие от традиционных чугунных, алюминиевые батареи отапливают в первую очередь за счет конвекции: нагретый воздух устремляется вверх, а его место занимает свежая порция холодного. За счет этого процесса получается нагреть помещение гораздо быстрее.

К этому стоит добавить небольшой вес и легкость монтажа алюминиевых изделий, а также их относительную дешевизну.

Сущность метода

Сам метод заключается в подборе оптимального радиатора, который будет обладать достаточной мощностью, чтобы прогреть помещение. Для этого необходимо лишь знать указанную в паспорте заводом-изготовителем теплоту, выдаваемую одной секцией.

Расчет по квадратам

Согласно санитарным нормам, для обогрева одного квадратного метра жилого дома требуется 100 Вт тепловой энергии. Соответственно, для того, чтобы узнать, сколько необходимо секций алюминиевого радиатора, нужно умножить площадь помещения на это значение – таким образом, можно узнать, сколько тепла в ваттах нужно для отопления всего дома или квартиры. После этого результат делят на производительность одной секции и округляют итог в большую сторону.

Формула для расчета алюминиевых секций по квадратным метрам:

N = (100 * S)/Q_c, где

• N – необходимое количество секций, шт;
• 100 – требуемая теплота для обогрева 1 м²;
• S – площадь помещения в м², которую находят умножением длины комнаты на ее ширину;
• Q_с – производительность, выдаваемая одной секции радиатора.

К примеру, дана комната размерами 3,5 х 4 м. Ее площадь будет составлять S = 3,5 * 4 = 14 м². Стандартная теплоотдача одной секции из алюминия – 190 Вт. Таким образом, чтобы обогреть это помещение, необходимо:

N = (100 * 14) / 190 = 7,34 ≈ 8 секций.

Основной недостаток расчета количества секций алюминиевого радиатора отопления на квадраты – он не учитывает высоту комнаты, так как рассчитан на стандартную высоту 2,7 м. Его результат будет близок к истине в типовых панельных домах, но не подойдет для частных домов или нестандартных квартир.

Расчет по кубам

Чтобы в какой-то мере восполнить существенный пробел предыдущего способа вычисления, разработан метод подбора секций по объему помещения. Чтобы его вычислить, достаточно умножить площадь комнаты на ее высоту.

Для обогрева 1 м³ панельного дома согласно все тех же норм, необходимо затратить 41 Вт тепловой энергии (для кирпичного – 35 Вт). Формула несколько видоизменяется по сравнению с приведенной выше:

N = (41*V)/Q_c, где

• V – объем помещения.

Чтобы сравнить оба метода, возьмем ту же комнату с высотой потолков 2,7 м, количество теплоты, выделяемое одной секцией, остается тем же:

N = (41 * 14 * 2,7) / 190 = 8,156 ≈ 9 секций.

Что касается расчета количества секций алюминиевого радиатора отопления в кирпичном доме, то для этого достаточно изменить в формуле значение норматива с 41 Вт на 35 Вт.

Как видно, разные методы для одного помещения дают разные результаты. Они будут разниться тем больше, чем обширнее комната. Кроме того, они не учитывают множество существенных моментов: климат, расположение относительно солнца, способ подключения и тепловые потери.

Чтобы максимально точно узнать, сколько же нужно секций для обогрева, необходимо ввести поправочные коэффициенты, которые и будут описывать эти нюансы.

Уточненный расчет

Формула для этого метода берется, как для расчета по квадратам, но с дополнениями:

N = (100 * S *R₁ * R₂ * R₃ * R₄ * R₅ * R₆ * R₇ *R₈ * R₉ * R₁₀)/Q_c

• R₁ – количество наружных стен, то есть те, за которыми уже улица. Для обычной комнаты она будет 1, с торца здания – 2, а для частного дома из одной комнаты – 4. Коэффициент для каждого случая можно узнать из таблицы:

Количество наружных стен	Значение К1
1	1
2	1,2
3	1,3
4	1,4

• R₂ учитывает, на какую сторону выходят окна. И хотя для южного и северного направления они разные, принято принимать его значение равным 1,05.
• R₃ описывает, как тепло теряется через стены. Чем больше этот коэффициент, тем быстрее остывает дом. Если стены утеплены, его берут равным 0,85, стандартные стены толщиной в два кирпича – 1, а для неутепленных стен – 1,27.
• R₄ зависит от климатической зоны, точнее, от минимальной отрицательной температуры зимой.

Минимальная температура зимой, 0С	Значение R4
-35	1,5
-25 до -35	1,3
— 20 и меньше	1,1
-15 и менее	0,9
-10 и менее	0,7

• R₅ зависит от высоты помещения.

Высота потолка, м	Значение R5
2,7	1,0
2,8 – 3,0	1,05
3,1 – 3,5	1,1
3,6 – 4,0	1,15
Больше 4,0	1,2

• R₆ учитывает потери тепла через крышу. Если это частный дом с неотапливаемым чердаком, то он равен 1,0, если утеплен, то 0,9. В случае, если сверху находится отапливаемая комната, то R₅ принимают равным 0,7.
• Тепло уходит из комнаты и через окна, для учета этого немаловажного фактора и существует R₇. Самые ненадежные с этой точки зрения – деревянные, и в этом случае коэффициент будет равным 1,27. Далее следуют пластиковые окна с одинарным стеклопакетом – 1,0, а замыкают с двойным стеклопакетом – 1,27.
• Тепло уходит через окна тем сильнее, чем они больше. Именно этот фактор и учитывает коэффициент R₈. Чтобы его узнать, необходимо вычислить общую площадь поверхности окон в комнате и разделить полученный результат на площадь помещения. Далее можно свериться с таблицей.

Площадь окон / площадь комнаты	Значение R8
Меньше 0,1	0,8
0,11 – 0,2	0,9
0,21 – 0,3	1,0
0,31 – 0,4	1,1
0,41 – 0,5	1,2

• С тепловыми потерями на этом закончено. Осталось учесть планируемую схему подключения радиатора через коэффициент R₉. Говоря иными словами, теплоотдача алюминиевой батареи будет зависеть от того, как именно через него будет проходить горячая вода.

Диагональная схема подключения самая эффективная, для нее коэффициент R₉ принимает значение 1,0

 

Боковая схема подключения чуть хуже по тепловой отдаче, поэтому в этом случае R₉ будет 1,03

 

При нижней схеме подключения теплоотдача будет происходить гораздо хуже, в связи с чем здесь коэффициент R₉ равен 1,13

 

•  R₁₀ учитывает эффективность процесса конвекции. Чем больше препятствий воздуху на его пути к радиатору и от радиатора, тем медленнее будет происходить нагрев помещения. Если батарея ничем не закрыта, то он равен 0,9. Наглухо закрытая батарея дает значение R₁₀ 1,2, если же есть подоконник и панель сверху – 1,12.

Понятие теплового напора

Когда вычислен точный объем тепла, необходимый для обогрева, нелишне будет обратить более пристально внимание на заявленную мощность секции.

Дело в том, что заводы, как правило, указывают максимальное значение этого показателя при разности температур горячей воды и воздуха помещения в 70 ⁰С. Если желаемая температура в доме – около 25 ⁰С, то поступающая горячая вода должна быть разогрета до 100 ⁰С.

Естественно, что в большинстве тепловых сетей максимальная температура теплоносителя составляет около 65 – 75 ⁰С, что подводит к закономерному вопросу: какова будет выдаваемое одной секцией количество теплоты в данных условиях?

К счастью, есть специальная таблица, благодаря которой можно легко ответить на этот вопрос. Достаточно умножить коэффициент из соответствующей строчки на тепловую производительность секции, указанной в паспорте радиатора отопления.

Тепловой напор, 0С	Поправочный коэффициент	Тепловой напор, 0С	Поправочный коэффициент	Тепловой напор, 0С	Поправочный коэффициент
40	0,48	52	0,68	64	0,89
41	0,50	5З	0,70	65	0,91
42	0,51	54	0,71	66	0,9З
4З	0,5З	55	0,8З	67	0,94
44	0,55	56	0,75	68	0,96
45	0,56	57	0,77	69	0,98
46	0,58	58	0,78	70	1,0
47	0,60	59	0,80	71	1,02
48	0,61	60	0,82	72	1,04
49	0,6З	61	0,84	7З	1,06
50	0,65	62	0,85	74	1,07
51	0,66	6З	0,87	75	1,09

Как становится понятно, расчет количества секций алюминиевых радиаторов отопления в деревянном или блочном доме разнится несильно, главное вооружиться карандашом и калькулятором. Остальное – чистая математика.

В нашем интернет-магазине большой выбор алюминиевых радиаторов ведущих производителей, посмотрите!

Какие бывают радиаторы и чем они отличаются

Часто в повседневной жизни, применительно к отоплению, можно услышать слово «батарея». Так вот об этих батареях, а правильнее сказать радиаторах или приборах отопления и пойдет речь.

В прежние времена батарея была массивным, сто раз окрашенным, чугунным изделием под подоконником, которая плохо или хорошо, но выполняла свою функцию — отапливать помещение….

Сегодня батарея — это радиаторы или конвекторы, которые могут иметь различную конструкцию и форму, изготавливаться из разных материалов, окрашиваться в различные цвета радуги, быть элементом  дизайна помещения и позволяющие регулировать температуру под ваши индивидуальные запросы (даже автоматически).

Итак, популярно об отопительных приборах:

Какие бывают радиаторы и чем они отличаются

По конструкции все гидравлические отопительные приборы  можно разделить на четыре основных типа: секционные, панельные, трубчатые (к ним относятся и полотенцесушители) и конвекторы.

Секционные отопительные приборы

Такие приборы состоят из отдельных нагревательных элементов-секций. Секционными могут быть отопительные приборы из алюминия, чугуна, стали, а также так называемые биметаллические (имеющие алюминиевый корпус и стальную трубу, по которой движется теплоноситель). Секции соединяются между собой при помощи ниппелей, а между секциями устанавливаются уплотнения. Чаще прокладки изготавливаются из резины, что нормально при использовании воды в качестве теплоносителя, но недопустимо при использовании в качестве теплоносителя антифриза, т.к. резина может быть разрушена его агрессивным воздействием (в таких случаях в современных отопительных приборах применяются специальные уплотнения).

Панельные (несекционные) отопительные приборы

В основном это стальные панельные радиаторы. Конструкция панельного радиатора — это грубо говоря два сваренных между собой стальных листов (толщиной, обычно, 1,25 мм ) с вертикальными каналами, в полости которых циркулирует теплоноситель. Для увеличения нагреваемой поверхности, а, как следствие, теплоотдачи к тыльной стороне панели приварены стальные П-образные рёбра.

Трубчатые отопительные приборы

В большинстве случаев конструкция таких радиаторов состоит из вертикально расположенных изогнутых стальных трубок, соединяющих верхний и нижний коллекторы. Стоит отметить, что стальные трубчатые радиаторы — это обычно наиболее дорогой тип радиаторов (в пересчете на 1 кВт).

Конвекторы (или пластинчатые отопительные приборы)

Конвектор, образно говоря, — это одна или несколько труб (по которым движется теплоноситель) с «надетыми» на них металлическими «ребрами-пластинами». Воздух проходит сквозь конвектор снизу вверх, нагреваясь от многочисленных теплых оребрений.

Трубы таких отопительных обычно изготавливаются из стали или меди. В некоторых конвекторах величина теплового потока регулируется специальной заслонкой, открывая или закрывая которую, можно увеличить или уменьшить поток движущегося нагретого воздуха. Конструкция конвектора может быть совсем открытой или закрытой декоративным кожухом (в настенных и плинтусных вариантах). Конвекторы встраиваемые в пол накрываются декоративной решеткой.

Все об алюминиевых радиаторах

Преимущества алюминиевых радиаторов:

 — алюминиевые радиаторы имеют очень хорошую теплоотдачу.

 — алюминиевые радиаторы имеют низкую массу (вес одной секции без воды  около одного кг), что облегчает монтаж.

 — алюминиевые радиаторы имеют привлекательный дизайн и поэтому зачастую потребители делают выбор в пользу алюминиевых радиаторов.

Наиболее распространены модели алюминиевых радиаторов с межцентровым (межосевым) расстоянием 500 мм и 350 мм (также существуют варианты с межосевым расстоянием 200, 400, 600, 700, 800 мм и др.). Необходимая  длина алюминиевого радиатора и соответственно его мощность «набирается» (складывается) из отдельных секций, что позволяет достаточно точно подобрать требуемые для отопления конкретного помещения параметры.

Для подключения алюминиевых радиаторов к системе отопления необходим  монтажный комплект, включающий в себя: от 2-х до 4-х кронштейнов, кран Маевского (воздухоспускной кран ручного регулирования), проходные пробки (переходники) различного диаметра (1/2 дюйма или ¾ дюйма) и направленности (левая или правая) и глухие пробки (заглушки).

По желанию заказчика на подводящих и/или отводящих теплоноcитель трубах можно установить шаровые краны/вентили (для демонтажа радиатора или для экстренного отключения от системы отопления), а также термостатические вентили с термоголовками (для поддержания заданной температуры в помещении).

Существует две технологии производства алюминиевых радиаторов:

 — литые (каждая секция отливается как цельная деталь к которой привариваются донные части).

 — экструзионные — произведенные методом экструзии. При экструзии алюминиевый сплав продавливается через сильеру стальные пластины с отверстиями определенной формы и сечения (экструдеры), в результате чего получают длинные профили определенной формы. После остывания полученные заготовки нарезают по размерам радиатора, после чего привариваются донные и верхние части.

Рабочее давление алюминиевых радиаторов разных производителей отличается достаточно существенно. Можно сказать, что существуют 2 типа алюминиевых секционных радиаторов:

— стандартный «европейский» тип, рассчитанный на рабочее давление примерно 6 атм. Он хорош для применения в коттеджах и других автономных системах отопления.

— «усиленный» радиатор с рабочим давлением не менее 12 атм.

 Недостатки алюминиевых радиаторов:

При контакте алюминия с водой происходит выделение водорода, что при не действующем автоматическом воздухоотводчике (или при отсутствии крана Маевского, регулирующегося вручную)  может привести даже к разрушению секции радиатора.

При использовании алюминиевых радиаторов надо обратить особое внимание на химический состав (pH) теплоносителя в вашей системе отопления. Что при городском централизованном отоплении это сделать почти невозможно. pH теплоносителя должен находиться примерно в пределах рН=7-8. Кроме того, важно помнить, что коррозия, разрушающая алюминиевые радиаторы усиливается при наличии в системе отопления гальванических пар алюминия с другими металлами (например: алюминивые радиаторы + разводка отопительной системы выполненная из медных труб).

Тем не менее, если при проектировании и монтаже системы отопления учесть все требования и рекомендации по установке и эксплуатации алюминиевых радиаторов, то они прослужат вам долго верой и правдой.

Все о биметаллических радиаторах

Биметаллические радиаторы имеют алюминиевый корпус и стальную трубу, по которой движется теплоноситель. Грубо говоря, биметаллический радиатор — это стальной каркас залитый алюминием, теплоноситель в таких радиаторах почти не контактирует с алюминием, т.к. движется по стальным трубкам, которые в свою очередь передают тепло алюминиевым панелям.

Этот тип радиаторов соединил лучшие свойства алюминиевых радиаторов с полезными качествами стали. Благодаря прочности стали биметаллические радиаторы выдерживают большее давление (для многих из них рабочее давление составляет 20-30 и более атм.) и позволяют снизить требования к качеству (pH) теплоносителя, которые очень существенны при использовании обычных алюминиевых. Кроме того биметаллические радиаторы имеют хорошую теплоотдачу и современный дизайн, внешне такие радиаторы очень похожи на алюминиевые, но стоят несколько дороже.

Биметаллические радиаторы пригодны для использования в городских системах централизованного отопления. Но как и для всех радиаторов, в которых теплоноситель соприкасается со сталью, для «биметалла» вредно повышенное содержание кислорода в теплоносителе, который способствует развитию коррозии стали. Поэтому здесь необходима установка на радиатор автоматического или ручного (кран Маевского)  воздухоотводчика.

Для подключения биметаллических радиаторов к системе отопления необходим  монтажный комплект, включающий в себя: от 2-х до 4-х кронштейнов, кран Маевского, две проходных пробки различного диаметра (1/2 дюйма или ¾ дюйма) и направленности (левая или правая) и одна глухая пробка (заглушка).

По желанию заказчика на подводящих и/или отводящих теплоноситель трубах можно установить шаровые краны, вентили (для демонтажа радиатора или для экстренного отключения от системы отопления), а также термостатические вентили с термоголовками (для поддержания заданной Вами температуры в помещении).

Стальные панельные радиаторы

Стальные панельные радиаторы — одни из наиболее используемых отопительных приборах в системах индивидуального отопления (обычно в загородных домах). Они обладают небольшой тепловой инерцией, а соответственно, с их помощью легче осуществлять регулирование температуры в помещении.

Рабочее давление для большинства моделей стальных панельных радиаторов лежит в пределах 9 атм.

Благодаря широчайшему модельному ряду (ассортимент панельных радиаторов ведущих производителей состоит из нескольких сотен моделей разной глубины, ширины и высоты) можно подобрать оптимальный по параметрам панельный радиатор практически для любого помещения. Стандартная высота этих отопительных приборов равна: 300, 350, 400, 500, 600 и 900 мм (есть и более низкие — 250 мм ), ширина — от 400 до 3000 мм , глубина от 46 до 165 мм .

Если говорить о недостатках, то, что как все стальные отопительные приборы они при контакте с водой подвержены коррозии, чувствительны к гидравлическим ударам и рассчитаны на не очень высокое давление. Они хороши для использования в индивидуальных системах (например в загородных домах и коттеджах), а применять их в городских квартирах надо очень осторожно, внимательно ознакомившись с техническими параметрами и требованиями, указанными производителем.

По разновидности подключения к трубной разводке существует три типа панельных радиаторов — с нижним, боковым и универсальным подключением. В стальных панельных радиаторах с нижним подключением встроен термостатический вентиль, на который можно установить терморегулятор, для поддержания заданной температуры в помещении. Для стальных панельных радиаторов с боковой подводкой комплект подключения входит в стоимость радиатора. Для стальных панельных радиаторов с нижней подводкой  необходимо приобрести узел подключения (подсоединения) Мультифлекс. При этом стоимость радиаторов с нижним подключением немного выше, чем аналогов с боковым подключением.

Производители панельных радиаторов в комплект поставки включают кронштейны (скобы) для размещения радиатора на стене, но можно приобрести специальные ножки для установки его на пол, если размещение на стене по каким-либо причинам нежелательно или невозможно.

По желанию заказчика на подводящих и/или отводящих теплоноситель трубах можно установить шаровые краны, вентили (для демонтажа радиатора или для экстренного отключения от системы отопления).  

В нашем каталоге представлен широкий ассортимент радиаторов, все в наличии на нашем складе в Москве. 

критериев водной жизни — алюминий

На этой странице :

---

Что такое алюминий?

Алюминий — природный элемент и самый распространенный металл земной коры. Он содержится в большинстве почв и горных пород. Алюминий может попадать в воду в результате естественных процессов, таких как выветривание горных пород.

Алюминий также попадает в воду при добыче полезных ископаемых, в промышленных процессах с использованием алюминия и в сточных водах, очищаемых квасцами, соединением алюминия.

Как алюминий влияет на водную жизнь?

Алюминий считается несущественным металлом, потому что рыбам и другим водным организмам он не нужен для функционирования.Повышенный уровень алюминия может повлиять на способность некоторых видов регулировать ионы, например соли, и подавлять дыхательные функции, такие как дыхание. Алюминий может накапливаться на поверхности жабр рыбы, что приводит к нарушению функции дыхания и, возможно, к смерти.

2018 Окончательные критерии водной жизни для алюминия в пресной воде

EPA опубликовало окончательные обновленные критерии водной жизни для алюминия в пресной воде, которые отражают последние научные данные и позволяют заинтересованным сторонам разрабатывать критерии, отражающие влияние химического состава местной воды на токсичность алюминия для водных организмов.

Документы, поддерживающие разработку окончательных критериев жизнеспособности алюминия в пресной воде в 2018 г.

В 2017 году EPA выпустило проект критериев жизнеспособности алюминия в пресной воде в водной среде, с которым можно ознакомиться на сайте Rules.gov. Для просмотра документа D , рекомендованного национальными критериями качества окружающей воды для алюминия, загрузите копию из документа (EPA-HQ-OW-2017-0260). Следующие документы поддержали разработку Окончательных критериев. Дана ссылка на ответы EPA на общественные комментарии к проекту документа с критериями 2017 года.Также предоставляются ссылки на отчеты внешних экспертных обзоров о новых данных о токсичности, добавленных в модели биодоступности с множественной линейной регрессией (MLR), и на обновленные обновления MLR, использованные при разработке критериев для алюминия в 2018 году, а также ответы EPA на эти комментарии внешних экспертов.

Проект документа технической поддержки для окончательных критериев водной жизни алюминия в пресной воде в 2018 г.

EPA выпустило проект документа технической поддержки в форме документа с вопросами и ответами, чтобы поддержать реализацию недавно опубликованного рекомендованного EPA раздела 304 CWA (a ) Критерии качества окружающей воды для водной среды для алюминия.В проекте документа технической поддержки рассматриваются процессы принятия, оценки и включения в список, а также разрешительные процессы NPDES для новых критериев алюминия. Период общественного обсуждения проекта документа завершился 13 сентября 2019 г. EPA находится в процессе пересмотра документа с учетом комментариев, полученных Агентством.

Критерии жизнедеятельности в водной среде для алюминия 1988 г.

Критерии жизнедеятельности в водной среде для алюминия 2018 г. заменяют критерии 1988 г. Вы можете просмотреть критерии 1988 года на нашей странице документов с историческими критериями качества воды.

Прочность алюминия | The Aluminium Association

Quick Read

Если вы похожи на многих людей, когда вы слышите слово «алюминий», вы думаете о повседневных удобных предметах, которые, хотя и невероятно полезны, не создают четкого образа. И это правда — алюминий — это очень универсальный металл , то есть его можно обрабатывать, чтобы сделать его тонким, легким, гибким и даже разрушаемым руками человека.

Менее понятен тот факт, что алюминий также может быть одним из самых твердых материалов на Земле. Часто металл используется там, где важными факторами являются высокая прочность и долговечность — от легковых и грузовых автомобилей до строительных материалов и военных транспортных средств. Вы, вероятно, доверяете алюминию, чтобы обезопасить себя десятки раз в день, даже не подозревая об этом.

Заключительные факты

• Ключ к автобезопасности: Автопроизводители все чаще обращаются к алюминию как к части смеси различных материалов, чтобы повысить топливную экономичность автомобиля при сохранении прочности и безопасности.Каждому автомобилю с интенсивным содержанием алюминия, когда-либо подвергавшемуся краш-тесту Национальной администрацией безопасности дорожного движения, был присвоен 5-звездочный рейтинг безопасности.
• Высокопрочный алюминий везде: Высокопрочные алюминиевые сплавы используются в сотнях повседневных применений, где прочность и долговечность важны — от самолетов до поездов, автобусов и грузовиков — даже в некоторых из самых высоких небоскребов в мире.
• Extreme Applications: Алюминий также используется в США.военные, НАСА и другие, чтобы построить автомобили и сооружения, способные работать в самых суровых условиях, которые только можно вообразить.
• Химия прочности: Добавляя такие элементы, как кремний, магний и литий, к чистому алюминию и с помощью специальных методов обработки, алюминий может быть таким же прочным, если не более прочным, как некоторые стали.

Повседневная сила

Алюминий составляет примерно одну треть веса стали, что означает, что детали можно делать толще и прочнее, при этом уменьшая вес транспортных средств и других применений.В зависимости от используемого сплава и технологии обработки, алюминий фунт за фунт может быть таким же прочным, если не более прочным, как сталь .

Алюминий уже является вторым по популярности материалом для автопроизводителей, поэтому в вашем автомобиле или грузовике, вероятно, сейчас много алюминия, что защищает вас от опасностей на дороге. Инженеры знают, как работать с алюминием, чтобы изготавливать детали, которые работают так же или лучше, чем стальные, — при этом уменьшая вес автомобиля. Алюминий очень эффективно поглощает энергию удара, защищая пассажиров в случае аварии. Более легкие автомобили из алюминия улучшают характеристики. Лучшая управляемость и более короткий тормозной путь помогают водителям с самого начала избегать аварий.

Алюминий используется для оконных рам и навесных стен в некоторых из самых высоких небоскребов в мире — возможно, даже в офисном здании, в котором вы сейчас сидите. Из этого универсального металла делают самолеты, поезда, автобусы, грузовики — даже океанские лайнеры!

Короче говоря, люди во всем мире ежедневно доверяют прочности алюминия — независимо от того, знают они об этом или нет.

Исключительная прочность

Помимо «повседневных» применений, прочность и долговечность алюминия также заслуживают доверия для некоторых из самых экстремальных применений, которые только можно вообразить. Конструкторы знают, что высокопрочные алюминиевые сплавы могут выдерживать одни из самых суровых условий на земле — и за их пределами.

• Армия США: Армия США десятилетиями доверяла алюминию для защиты своих войск. Высокопрочный, поглощающий удары металл используется в Humvee (HMMWV), HEMTT и Bradley Fighting Vehicle, чтобы уменьшить вес, противостоять ржавчине и быть надежным в тяжелых условиях.Алюминиевая бронеплита даже используется для защиты от взрывов и других атак.
• NASA: Не будет преувеличением сказать, что современные космические путешествия были бы невозможны без алюминия. Этот металл широко использовался в программе космических челноков, и НАСА выбрало высокопрочный алюминиево-литиевый сплав для создания нового космического корабля Орион, который когда-нибудь доставит людей на Марс.
• ВВС США: После замены старых самолетов из дерева, стали, проволоки и волокна во время Второй мировой войны высокопрочные алюминиевые сплавы стали одними из наиболее часто используемых материалов для изготовления военных самолетов.Действительно, планер знаменитого истребителя F-16 на 80% состоит из алюминия.
• Клетки для акул: Даже столкнувшись с одним из самых жестоких хищников природы, можно доверять прочности алюминия. Алюминий — популярный выбор для клеток для акул, потому что этот металл более плавучий, чем другие аналоги, и не подвержен коррозии в соленой воде. Алюминиевые стержни более чем достаточно прочные, чтобы защитить дайверов от прямых атак большой белой акулы и других акул.

Секрет силы

Секрет прочности алюминия кроется в химии.Чистый алюминий смешивается с другими элементами для создания высокопрочных сплавов . Обычные добавки, используемые для увеличения прочности и формуемости алюминия, включают кремний, магний и медь. Алюминиево-цинковые сплавы являются одними из самых прочных сплавов, доступных сегодня, и обычно используются в автомобильной и авиакосмической промышленности.

Алюминий можно дополнительно упрочнить путем обработки — горячей или холодной прокатки. Некоторые сплавы становятся прочнее путем термообработки с последующим быстрым охлаждением.Этот процесс замораживает атомы на месте, укрепляя окончательный металл. В качестве альтернативы, алюминий подвергается «холодной обработке» — обычно путем прокатки, ковки с вытяжкой или волочения, чтобы сделать его прочнее. Этот процесс тормозит движение атомов относительно друг друга, укрепляя готовый продукт.

Самые прочные алюминиевые сплавы — сплавы серии 7000 — могут достигать прочности более 72000 фунтов на квадратный дюйм. 1,2-дюймовый алюминиевый трос, сделанный из этого сплава, может подвешивать полностью загруженный тягач с прицепом в воздухе.

Производство алюминиевых экструзий 101: Общие сведения о типах экструзионных головок

Независимо от того, являетесь ли вы новичком в области экструзии алюминия или опытным проектировщиком экструзии, важно понимать, как сконструирована экструзионная фильера для создания профилей различной формы и почему эти различия влияют на стоимость изготовления фильеры. Хотя первоначальные вложения в экструзионную головку для алюминия могут показаться дорогими, более короткое время выполнения заказа и общие более низкие производственные затраты делают ее явным победителем для многих приложений.

Что такое экструзионная матрица?

Экструзионные матрицы представляют собой по существу толстые круглые стальные диски, содержащие одно или несколько отверстий для создания желаемого профиля. Обычно они изготавливаются из штамповой стали H-13 и подвергаются термообработке, чтобы выдерживать давление и тепло горячего алюминия, проталкиваемого через матрицу.

Хотя может показаться, что алюминий — очень мягкий металл, на самом деле требуется огромное давление, чтобы протолкнуть твердое бревно (заготовку) из алюминия через тонкую матрицу с несколькими отверстиями для создания желаемой формы.Фактически, чтобы протолкнуть заготовку через 8-дюймовый пресс, требуется сила 100 000–125 000 фунтов на квадратный дюйм.

Чтобы представить эту силу в контексте, моечная машина для мойки автомобиля выталкивает воду при давлении около 2500 фунтов на квадратный дюйм. Повышение этого давления до 5000 фунтов на квадратный дюйм может разрушить кирпич в здании. Давление, создаваемое экструзионным прессом, в 20 раз больше.

Категории профиля штампа

Несмотря на то, что существует множество форм, которые могут быть созданы с использованием алюминиевых профилей, используемые матрицы делятся на три категории: цельнолитые, полупустые и полые.

Плашки цельнолитые

Экструзионная матрица для сплошного профиля

Сплошная матрица создает окончательную форму без замкнутых пустот / отверстий, таких как стержень, балка или угол. Таким образом, изготовление цельнолитых штампов обычно обходится дешевле, чем штампов других типов.

Для изготовления твердого профиля требуется набор деталей, называемый «штабелем штампов». Эта стопка состоит из:

• Пластина питателя контролирует поток металла через отверстие матрицы.
• Матричная плита формирует форму.
• Опорная плита поддерживает язычок матрицы для предотвращения деформации или деформации.
• Bolster поддерживает экструзионную нагрузку, передаваемую от матрицы и основы.

Плашки полые

Экструзионная матрица для полых профилей

Полый штамп производит профили с одной или несколькими пустотами, например, простую трубу с одной пустотой или сложный профиль с множеством детализированных пустот. Для изготовления полой формы требуется другой набор штампов, в который входят:

• Оправка расположена внутри штампа и имеет два или более портовых отверстия для создания внутренних характеристик профиля и управления потоком металла.Во время экструзии алюминиевая заготовка разделяется на каждое отверстие и снова соединяется в сварочной камере перед входом в зону подшипника. Порты разделены перемычками, также известными как ножки, которые поддерживают секцию сердечника или оправки. Из-за этих дополнительных компонентов полая матрица требует более высоких затрат на материалы и инструменты и, как правило, тем дороже, чем больше в нее пустот.
• Die Cap — это матрица, состоящая из нескольких частей, которая придает форму.
• Bolster поддерживает экструзионную нагрузку, передаваемую от головки фильеры и оправки.

Плашки полуполые

Экструзионная матрица для экструзии полупустых профилей

Полуполая головка экструдирует почти полую форму, частично закрывающую пустоту. Подобно полой матрице, полуполая матрица включает в себя оправку с портами, но без сердечников для создания полной пустоты, а также головку матрицы и валик.

Хотя цельный штамп также может частично закрывать пустоту, разница заключается в отношении площади пустоты к размеру зазора, в котором язычок соединяется с основным корпусом матрицы.Это соотношение называется соотношением языка. У полуполых штампов соотношение язычков больше, чем у сплошных штампов, что создает большую сложность при изготовлении и, в свою очередь, увеличивает стоимость.

Как долго прослужат экструзионные штампы?

Тепловыделение и неравномерное давление, вызванные конструкцией профиля — использование тонких стенок, несбалансированных форм и выступающих ножек — являются самыми серьезными факторами, снижающими срок службы экструзионной головки. Опытный экструдер сконструирует головку так, чтобы контролировать нагрев и неравномерное давление, а также замедлить скорость экструзии, чтобы продлить срок службы матрицы, но в конечном итоге матрицы необходимо заменить.К счастью для дизайнеров, большинство экструдеров покрывают расходы на замену фильеры.

Тем не менее, прежде чем отправлять проект на алюминиевый экструдер, проектировщик должен понимать, какие проектные решения наиболее существенно повлияют на его начальные затраты на инструменты. Если возможно, внесение изменений в конструкцию профиля, настройки допусков и сплав может сэкономить тысячи долларов на затратах на инструмент.

Узнайте больше об инструментах для штампов в нашем информативном техническом документе «7 конструктивных решений, которые увеличивают затраты на инструмент для штампов».

Коррозия алюминия — обзор

1. Улучшитель SEI
a. Присадка восстановительного типа	1. Винилэтиленкарбонат, винилсодержащие силоксаны, винилацетат, дивиниладипат, 2-винилпиридин, малеиновый ангидрид, метилциннамат, нитрил 2-акриловой кислоты цианофуран, фосфонат 2. Соединения на основе серы (SO 2 , CS 2 , полисульфид, алкил- и арилсульфиты). 3. Азотсодержащие и галогенированные соединения (N 2 O, алкилнитраты и нитриты, α-бром-γ-бутиролактон, метилхлорформиат, фторэтиленкарбонат)	Prior 9020 к растворителю алкиленкарбоната полимеризуемые добавки восстанавливаются и образуют нерастворимые органические пленки на поверхности графита 2. Эффект отравления на поверхности графита 3. Работа в качестве полимеризуемых прекурсоров или их связывание
b. Добавка реакционного типа	1. CO 2 поставщики: диалкилпирокарбонат, Li 2 CO 3 , фениловые эфиры, ароматические сложные эфиры, ангидриды; малеиновый ангидрид, сукцинимид 2. Ароматические изоцианаты 3. Соединения на основе бора: B 2 O 3 , органические бораты, триалкил- или триалкоксибороксины, бис (оксалат) борат лития (LiBOBldifldif) оксалий лития 4. Галогенированные соединения, полидиметилсилоксан, силаны	1. Улавливают анион-радикалы (необходимы для восстановления растворителем) или стабилизируют продукты разложения. 2. Промывочная вода, HF, PF 5 3. Включение в химический состав поверхности электрода 4. Адсорбция 000 на поверхности графита 14 9 для подавления электролита
г. Модификаторы морфологии SEI	1. Анионные рецепторы: трис (пентафторфенил) боран. 2. Соли щелочных металлов (NaClO 4 , Na 2 CO 3 , K 2 CO 3 ) и краун-эфиры	1. Растворите кристаллы LIF в карбонатных электролитах. 2. Ослабление сольватации Li + молекулами карбонатного электролита (необходимо для восстановления растворителя)
2. Средство для защиты положительного электрода	1. Основания: бутиламин, N, N-дициклогексилкарбодиимид, N-алкиламиносиланы 2. 2. 902 902 Li Очистительная вода, кислоты (HF) и PF 5 для защиты, например, LiMn 2 O 4 . 2. Удаляет Mn 2+ в поверхностном слое
3. LiPF 6 Солевой стабилизатор	LiF, трис (2,2,2-трифторэтил) фосфит, 1-метил-2-пирролидон, фторированный карбамат, гексаметил-фосфорамид

из LiPF ₆ )

4. Устройство защиты от перегрузки	1. Производные анизола и p -диметоксиябензол, фенетоксиазол фтордекаборат лития 2. Ксилол, циклогексилбензол, бифенил, фторированные дифенилалканы, производные тиофена, LiBOB	1. Добавка окисления челночных молекул и извлечение на отрицательном электроде положительный электрод слоем полимера или выделяющим газом
5. Огнезащитная добавка	1. Органические соединения фосфора, например, трис (2,2,2-трифторэтил) фосфат или фосфит, циклофосфазены. 2. Метилнонафторбутиловый эфир, фторированный пропиленкарбонат	1. Удаляющие радикалы (необходимые для сгорания) 2. “ 2.
6. Добавка для улучшения осаждения лития	1. 2-метилтетрагидрофуран, 2-метилтиофен, нитрометан; SO 2 , полисульфид; фторэтиленкарбонат 2. Цетилтриметиламмоний хлорид, соли перфтороктансульфоната, перфторполиэфиры; производные целлюлозы 3. AlI 3 , SnI 2	1. Подавление дендритов лития 1 Формирование металлического лития
7. Ионный усилитель спасения	1. 4102 9202 2. 4102 9202 9209 2. 9 Азаэфиры, алкилбораты, трис (пентафторфенил) боран, производные борола	1. Повышение растворимости соли Li 2. Анионных рецепторов5514 5 Ингибитор коррозии Al	LiBOB, LiODFB	Пассивирование алюминия
Улучшенный SEI на угольном аноде
9.
9. Циклоэтилен W , метилдеканоат, додецилацетат	Поверхностно-активные вещества, влажные полиолефиновые сепараторы
10. Разбавитель вязкости	P 2 O 5 9024 902 16

Производство алюминия — обзор

1 Введение

Двухвалковая разливочная машина — это обычная единица процесса производства алюминия.В двухвалковой разливочной машине расплавленный алюминиевый сплав подается на валки с водяным охлаждением, где он затвердевает и затем раскатывается в рулоны алюминия различной ширины и толщины. Эти рулоны затем прокатываются до желаемых размеров и свойств посредством операций холодного фрезерования, отжига, обработки поверхности и резки в соответствии с заказами клиентов.

Литье полосы с использованием двухвалковой разливочной машины имеет много преимуществ. Прежде всего, двухвалковая разливочная машина — это очень простой процесс с низкой стоимостью оборудования и небольшими требованиями к площади.Кроме того, потребление энергии двухвалковой разливочной машины составляет всего 40% от обычного метода литья. Однако двухвалковая разливочная машина не подходит для некоторых алюминиевых сплавов с широким диапазоном замерзания. Еще один недостаток техники — низкая производительность из-за невысокой скорости разливки валковой разливочной машины. Поэтому менеджеры больше всего озабочены тем, как лучше подготовить состав сплава и повысить производительность.

Задачу планирования сдвоенной роликовой разливочной машины можно описать следующим образом. Есть заказы N для производства двухвалковой разливочной машины.Заказы имеют различный состав сплава, сроки исполнения, ширину, толщину и вес. Задача состоит в том, чтобы определить график выполнения заказов, а цель — минимизировать как время изготовления, так и общее опоздание. Поскольку время обработки заказа зависит только от его веса, время изготовления в основном связано со временем настройки между двумя последовательными заказами.

Время настройки двухвалковой разливочной машины включает очистку печи и остановку для регулировки экспортного потока формирователя.Очистка печи может потребоваться во время смены сплава между двумя последовательными заказами. В частности, очистка не требуется для обработки заказа с более композитным сплавом после заказа с чистым сплавом. Но печь необходимо тщательно очистить, если заказ из чистого сплава будет отливаться после заказа из композитного сплава. Если изменение ширины или толщины происходит между двумя последовательными заказами, необходимо существенное отключение, чтобы отрегулировать экспортный поток формирователя. Как правило, ожидается, что очистка и отключение будут происходить нечасто, поскольку они являются дорогостоящими и требуют много времени.

Было меньше исследований по календарному планированию, связанных с процессом производства алюминия. Бауэрс и др. (1995) предложили двухэтапную модель для планирования процесса разливки алюминиевых слитков, чтобы уменьшить неправильное использование / импорт слитков и поддерживать низкие уровни запасов. Гравел и др. (2002) предложили алгоритм оптимизации муравьиной колонии для решения задачи планирования в центре литья алюминия. Прасад и др. (2006) представляют модель линейного программирования со смешанным целым числом для оптимизации операций литейного цеха алюминиевого завода.Ladurantaye et al (2007) изучили интегрированные печи гомогенизации и проблему планирования стана в стане горячей прокатки алюминия. Думан и др. (2008) представили математическую формулировку для планирования работ литейных линий, чтобы минимизировать время настройки производственных линий в течение заданного периода времени, при этом балансируя рабочую нагрузку между производственными линиями для размещения потенциальных новых заказов.

Проблема планирования одной машины была тщательно изучена, но время настройки в нашей задаче более сложное, и мы учитываем как время изготовления, так и общую задержку в целевой функции.Мотивация этой статьи состоит в том, чтобы глубоко изучить проблему планирования отдельной машины, и тем более важно решить актуальную проблему планирования двухвалковой разливки алюминия, которая не нашла исследовательских работ. Остальная часть статьи организована следующим образом: Раздел 2 описывает формулировку модели смешанного целочисленного линейного программирования. В разделе 3 предлагается алгоритм поиска по разбросу. В разделе 4 представлены экспериментальные результаты алгоритма поиска по разбросу по сравнению с решателем CPLEX. Наконец, выводы изложены в разделе 5.

Принцип Архимеда | Физика

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Определите выталкивающую силу.
• Государственный принцип Архимеда.
• Понять, почему предметы плавают или тонут.
• Поймите взаимосвязь между плотностью и принципом Архимеда.

Когда вы встаете из теплой ванны, ваши руки кажутся странно тяжелыми. Это потому, что у вас больше нет плавучей поддержки со стороны воды.Откуда эта подъемная сила? Почему одни вещи плавают, а другие нет? Получают ли тонущие предметы какая-либо поддержка от жидкости? Поддерживает ли ваше тело атмосфера или действуют только гелиевые шары? (См. Рисунок 1.)

Рис. 1. (a) Даже тонущие предметы, такие как этот якорь, при погружении частично поддерживаются водой. (b) Подводные лодки имеют регулируемую плотность (балластные цистерны), чтобы они могли плавать или тонуть по желанию. (Фото: ВМС союзников) (c) Воздушные шары, наполненные гелием, тянут вверх свои струны, демонстрируя плавучесть воздуха.(кредит: Crystl)

Ответы на все эти и многие другие вопросы основаны на том факте, что давление в жидкости увеличивается с глубиной. Это означает, что направленная вверх сила на нижнюю часть объекта в жидкости больше, чем направленная вниз сила на верхнюю часть объекта. На любой объект в любой жидкости действует чистая направленная вверх или выталкивающая сила , . (См. Рис. 2.) Если выталкивающая сила превышает вес объекта, объект поднимется на поверхность и будет плавать. Если подъемная сила меньше веса объекта, объект утонет.Если выталкивающая сила равна весу объекта, объект останется подвешенным на этой глубине. Выталкивающая сила всегда присутствует независимо от того, плавает ли объект, тонет или находится во взвешенном состоянии в жидкости.

Подъемная сила

Выталкивающая сила — это чистая направленная вверх сила на любой объект в любой жидкости.

Рис. 2. Давление из-за веса жидкости увеличивается с глубиной, так как P = hρg . Это давление и связанная с ним направленная вверх сила в нижней части цилиндра больше, чем направленная вниз сила в верхней части цилиндра.Их отличие — подъемная сила F _B . (Горизонтальные силы отменяются.)

Насколько велика эта подъемная сила? Чтобы ответить на этот вопрос, подумайте о том, что происходит, когда погруженный объект удаляется из жидкости, как показано на рисунке 3.

Рис. 3. (a) Объект, погруженный в жидкость, испытывает выталкивающую силу F _B . Если F _B больше веса объекта, объект поднимется. Если F _B меньше веса объекта, объект утонет.(b) Если объект удален, он заменяется жидкостью массой w _fl . Поскольку этот вес поддерживается окружающей жидкостью, подъемная сила должна равняться весу вытесняемой жидкости. То есть F _B = w _fl , утверждение принципа Архимеда.

Пространство, которое он занимало, заполнено жидкостью массой w _fl . Этот вес поддерживается окружающей жидкостью, поэтому выталкивающая сила должна равняться весу жидкости, вытесняемой объектом, w _fl .Это дань гению греческого математика и изобретателя Архимеда (ок. 287–212 до н. Э.) За то, что он сформулировал этот принцип задолго до того, как были утвердились концепции силы. Проще говоря, Принцип Архимеда выглядит следующим образом: выталкивающая сила, действующая на объект, равна весу жидкости, которую он вытесняет. В форме уравнения принцип Архимеда —

F _B = w _fl ,

, где F _B — подъемная сила, а w _fl — вес жидкости, вытесняемой объектом.Принцип Архимеда справедлив в целом для любого объекта в любой жидкости, частично или полностью погруженной в воду.

Принцип Архимеда

Согласно этому принципу выталкивающая сила, действующая на объект, равна весу вытесняемой им жидкости. В форме уравнения принцип Архимеда —

F _B = w _fl ,

, где F _B — подъемная сила, а w _fl — вес жидкости, вытесняемой объектом.

Humm… Высокотехнологичные купальники для тела были представлены в 2008 году в рамках подготовки к Олимпийским играм в Пекине. Одна проблема (и международное правило) заключалась в том, что эти костюмы не должны обеспечивать преимущества плавучести. Как вы думаете, можно ли проверить это правило?

Установление связей: расследование на вынос

Плотность алюминиевой фольги в 2,7 раза больше плотности воды. Возьмите кусок фольги, скатайте его в шар и опустите в воду.{3} \ text {или} \ text {г / мл} \ right) \\ [/ latex] Твердые вещества Жидкости Газы Алюминий 2,7 Вода (4ºC) 1.000 Воздух 1,29 × 10 ⁻³ Латунь 8,44 Кровь 1,05 Двуокись углерода 1,98 × 10 ⁻³ Медь (в среднем) 8.8 Морская вода 1,025 Окись углерода 1,25 × 10 ⁻³ Золото 19,32 Меркурий 13,6 Водород 0,090 × 10 ⁻³ Чугун или сталь 7,8 Спирт этиловый 0,79 Гелий 0,18 × 10 ⁻³ Свинец 11,3 Бензиновый 0.68 Метан 0,72 × 10 ⁻³ Полистирол 0,10 Глицерин 1,26 Азот 1,25 × 10 ⁻³ Вольфрам 19,30 Оливковое масло 0,92 Закись азота 1,98 × 10 ⁻³ Уран 18,70 Кислород 1,43 × 10 ⁻³ Бетон 2.30–3,0 Пар (100º C) 0.60 × 10 ⁻³ Пробка 0,24 Стекло обычное (среднее) 2,6 Гранит 2,7 Земная кора 3,3 Дерево 0,3–0,9 Лед (0 ° C) 0,917 Кость 1,7–2,0

Пример 1.Расчет выталкивающей силы: в зависимости от формы

(a) Рассчитайте выталкивающую силу для 10 000 метрических тонн (1,00 × 10 ⁷ кг) твердой стали, полностью погруженной в воду, и сравните ее с массой стали. (b) Какова максимальная выталкивающая сила, которую вода могла бы оказать на эту же сталь, если бы она была сформирована в лодку, способную вытеснить 1,00 × 10 ⁵ м ³ воды?

Стратегия для (а)

Чтобы найти подъемную силу, мы должны найти вес вытесненной воды.Мы можем сделать это, используя плотности воды и стали, указанные в таблице 1. Отметим, что, поскольку сталь полностью погружена в воду, ее объем и объем воды одинаковы. Как только мы узнаем объем воды, мы сможем найти ее массу и вес.

Решение для (а)

Сначала мы используем определение плотности [латекс] \ rho = \ frac {m} {V} \\ [/ latex], чтобы найти объем стали, а затем подставляем значения массы и плотности. Это дает

[латекс] {V} _ {\ text {st}} = \ frac {{m} _ {\ text {st}}} {{\ rho} _ {\ text {st}}} = \ frac {1 \текст{.{7} \ text {N} \\ [/ latex], что намного превышает подъемную силу, поэтому сталь останется под водой. Обратите внимание, что подъемная сила округляется до двух цифр, потому что плотность стали дается только до двух цифр.

Стратегия для (б)

Здесь указан максимальный объем воды, который может вытеснить стальная лодка. Подъемная сила — это вес этого объема воды.

Решение для (b)

Масса вытесненной воды находится из ее отношения к плотности и объему, оба из которых известны.{8} \ text {N} \ end {array} \\ [/ latex].

Обсуждение

Максимальная выталкивающая сила в десять раз превышает вес стали, что означает, что судно может нести груз, в девять раз превышающий его собственный вес, без утопления.

Установление связей: расследование на вынос

Кусок бытовой алюминиевой фольги толщиной 0,016 мм. Используйте кусок фольги размером 10 на 15 см. а) Какова масса этого количества фольги? (b) Если фольга сложена с четырех сторон, и к этой «лодке» добавлены скрепки или шайбы, то какая форма лодки позволит ей удерживать больше «груза» при погружении в воду? Проверьте свое предсказание.

Плотность и принцип Архимеда

Плотность играет решающую роль в принципе Архимеда. Средняя плотность объекта — это то, что в конечном итоге определяет, плавает ли он. Если его средняя плотность меньше, чем у окружающей жидкости, он будет плавать. Это связано с тем, что жидкость, имеющая более высокую плотность, содержит больше массы и, следовательно, больше веса в том же объеме. Таким образом, подъемная сила, равная весу вытесняемой жидкости, превышает вес объекта.Точно так же утонет объект, более плотный, чем жидкость. Степень погружения плавающего объекта зависит от того, как плотность объекта связана с плотностью жидкости. На рисунке 4, например, разгруженное судно имеет меньшую плотность и меньше погружено в воду по сравнению с тем же самым загруженным судном. Мы можем получить количественное выражение для погруженной фракции, рассматривая плотность. Доля погружения — это отношение погруженного объема к объему объекта, или

.

[латекс] \ text {Fraction submerged =} \ frac {{V} _ {\ text {sub}}} {{V} _ {\ text {obj}}} = \ frac {{V} _ {\ text {fl}}} {{V} _ {\ text {obj}}} \\ [/ latex].

Погруженный объем равен объему вытесненной жидкости, который мы называем V _fl . Теперь мы можем получить соотношение между плотностями, подставив в выражение [latex] \ rho = \ frac {m} {V} \\ [/ latex]. Это дает

[латекс] \ frac {{V} _ {\ text {fl}}} {{V} _ {\ text {obj}}} = \ frac {{m} _ {\ text {fl}} / {\ rho} _ {\ text {fl}}} {{m} _ {\ text {obj}} / {\ overline {\ rho}} _ {\ text {obj}}} [/ latex],

, где [latex] {\ overline {\ rho}} _ {\ text {obj}} \\ [/ latex] — это средняя плотность объекта, а ρ _fl — это плотность жидкости.Поскольку объект плавает, его масса и масса вытесненной жидкости равны, поэтому они исключаются из уравнения, оставляя

[латекс] \ text {погруженная фракция} = \ frac {{\ overline {\ rho}} _ {\ text {obj}}} {{\ rho} _ {\ text {fl}}} \\ [/ latex ].

Рис. 4. Незагруженное судно (a) плавает в воде выше, чем загруженное судно (b).

Мы используем это последнее соотношение для измерения плотности. Это делается путем измерения доли плавучего объекта, находящегося под водой, например, с помощью ареометра.Полезно определить отношение плотности объекта к жидкости (обычно воде) как удельный вес :

[латекс] \ text {удельный вес} = \ frac {\ overline {\ rho}} {{\ rho} _ {\ text {w}}} \\ [/ latex],

, где [латекс] \ overline {\ rho} \ [/ latex] — это средняя плотность объекта или вещества, а ρ _w — плотность воды при 4,00 ° C. Удельный вес безразмерен, независимо от того, какие единицы используются для ρ . Если объект плавает, его удельный вес меньше единицы.Если он тонет, его удельный вес больше единицы. Более того, доля плавучего объекта, находящегося под водой, равна его удельному весу. Если удельный вес объекта равен 1, он будет оставаться во взвешенном состоянии в жидкости, а не тонуть и не плавать. Аквалангисты пытаются достичь этого состояния, чтобы они могли парить в воде. Мы измеряем удельный вес жидкостей, таких как аккумуляторная кислота, жидкость для радиаторов и моча, как показатель их состояния. Одно устройство для измерения удельного веса показано на рисунке 5.

Удельный вес

Удельный вес — это отношение плотности объекта к плотности жидкости (обычно воды).

Рис. 5. Этот ареометр плавает в жидкости с удельным весом 0,87. Стеклянный ареометр заполнен воздухом и утяжелен свинцом внизу. Он плавает выше всего в самых плотных жидкостях и был откалиброван и промаркирован так, что удельный вес может быть считан непосредственно с него.

Пример 2. Расчет средней плотности: плавающая женщина

Предположим, 60.Женщина весом 0 кг плавает в пресной воде с погружением 97,0% ее объема, когда ее легкие полны воздуха. Какая у нее средняя плотность?

Стратегия

Плотность женщины можно найти, решив уравнение

[латекс] \ text {погруженная фракция} = \ frac {{\ overline {\ rho}} _ {\ text {obj}}} {{\ rho} _ {\ text {fl}}} \\ [/ latex ]

для плотности объекта. Это дает

[латекс] {\ overline {\ rho}} _ {\ text {obj}} = {\ overline {\ rho}} _ {\ text {person}} = \ left (\ text {фракция погружена} \ right) \ cdot {\ rho} _ {\ text {fl}} \\ [/ latex].{3}} \\ [/ латекс].

Обсуждение

Ее плотность меньше плотности жидкости. Мы ожидаем этого, потому что она плавает. Плотность тела — это один из показателей процента жира в организме человека, представляющий интерес для медицинской диагностики и спортивных тренировок. (См. Рисунок 6.)

Рис. 6. Субъект в «резервуаре для жира», где его взвешивают, когда он полностью погружен в воду, как часть определения плотности тела. Субъект должен полностью опорожнить свои легкие и удерживать металлический груз, чтобы утонуть.Внесены поправки на остаточный воздух в легких (измеряется отдельно) и вес металла. Его скорректированный подводный вес, его вес в воздухе и щипковые тесты стратегических жировых областей используются для расчета его процента жира в организме.

Существует множество очевидных примеров объектов или веществ с меньшей плотностью, плавающих в жидкостях с более высокой плотностью — масло на воде, воздушный шар, пробка в вине, айсберг и горячий воск в «лавовой лампе», назвать несколько. Менее очевидные примеры включают подъем лавы в вулкане и горные цепи, плавающие на более плотной коре и мантии под ними.Даже кажущаяся твердой Земля обладает жидкими характеристиками.

Другие измерения плотности

Один из наиболее распространенных методов определения плотности показан на Рисунке 7.

Рис. 7. (a) Монета взвешивается в воздухе. (b) Кажущийся вес монеты определяется, когда она полностью погружена в жидкость известной плотности. Эти два измерения используются для расчета плотности монеты.

Предмет, в данном случае монета, взвешивается на воздухе, а затем снова взвешивается, будучи погруженным в жидкость.Плотность монеты, показатель ее подлинности, можно рассчитать, если известна плотность жидкости. Этот же метод можно использовать для определения плотности жидкости, если плотность монеты известна. Все эти расчеты основаны на принципе Архимеда. Принцип Архимеда гласит, что подъемная сила, действующая на объект, равна весу вытесняемой жидкости. Это, в свою очередь, означает, что объект кажется на меньше весит при погружении; мы называем это измерение видимым весом объекта .Объект испытывает кажущуюся потерю веса , равную массе вытесненной жидкости. В качестве альтернативы, на весах, которые измеряют массу, объект испытывает видимую потерю массы , равную массе вытесненной жидкости. То есть

кажущаяся потеря веса = масса вытесненной жидкости

или

кажущаяся потеря массы = масса вытесненной жидкости.

Следующий пример иллюстрирует использование этой техники.

Пример 3. Расчет плотности: подлинность монеты?

Масса древнегреческой монеты в воздухе определена равной 8.630 г. Когда монета погружена в воду, как показано на рисунке 7, ее кажущаяся масса составляет 7,800 г. Вычислите ее плотность, учитывая, что вода имеет плотность 1.000 г / см ³ и что эффекты, вызванные проволокой, на которой подвешена монета, незначительны.

Стратегия

Чтобы рассчитать плотность монеты, нам нужны ее масса (указанная) и ее объем. Объем монеты равен объему вытесненной воды. Объем вытесненной воды V _w можно найти, решив уравнение для плотности [латекс] \ rho = \ frac {m} {V} \\ [/ latex] для V .{3} \\ [/ латекс].

Обсуждение

Из таблицы 1 видно, что эта плотность очень близка к плотности чистого серебра, подходящей для этого типа древних монет. Большинство современных подделок — это не чистое серебро.

Это возвращает нас к принципу Архимеда и тому, как он возник. Как гласит история, король Сиракуз дал Архимеду задание определить, поставлял ли изготовитель королевской короны корону из чистого золота. Чистоту золота трудно определить по цвету (оно может быть разбавлено другими металлами и при этом выглядит желтым, как чистое золото), а другие аналитические методы еще не были придуманы.Однако даже древние народы понимали, что плотность золота выше, чем у любого другого известного в то время вещества. Архимед якобы мучился над своей задачей и однажды получил вдохновение, когда находился в общественных банях, размышляя о поддержке, которую вода оказала его телу. Он придумал свой теперь знаменитый принцип, увидел, как применить его для определения плотности, и побежал голый по улицам Сиракуз с криками «Эврика!» (Греческое означает «Я нашел это»). Подобное поведение время от времени можно наблюдать и у современных физиков!

Исследования PhET: плавучесть

Когда объекты всплывут, а когда утонут? Узнайте, как плавучесть работает с блоками.Стрелки показывают приложенные силы, и вы можете изменять свойства блоков и жидкости.

Щелкните, чтобы запустить моделирование.

Сводка раздела

• Подъемная сила — это чистая направленная вверх сила на любой объект в любой жидкости. Если выталкивающая сила превышает вес объекта, объект поднимется на поверхность и будет плавать. Если подъемная сила меньше веса объекта, объект утонет. Если выталкивающая сила равна весу объекта, объект останется подвешенным на этой глубине.Выталкивающая сила всегда присутствует независимо от того, плавает ли объект, тонет или находится во взвешенном состоянии в жидкости.
• Принцип Архимеда гласит, что подъемная сила, действующая на объект, равна весу жидкости, которую он вытесняет.
• Удельный вес — это отношение плотности объекта к плотности жидкости (обычно воды).

Концептуальные вопросы

1. Чтобы вытащить пробку в полной ванне, требуется большее усилие, чем когда она пуста. Противоречит ли это принципу Архимеда? Поясните свой ответ.

2. Обладают ли жидкости подъемной силой в «невесомой» среде, например, в космическом шаттле? Поясните свой ответ.

3. Будет ли такое же судно плавать в соленой воде выше, чем в пресной? Поясните свой ответ.

4. В частично заполненную раковину ванны на дно упали шарики. Часть их веса поддерживается выталкивающей силой, но сила, направленная вниз на дно ванны, увеличивается ровно на вес шариков. Объяснить, почему.

Задачи и упражнения

1.Какая часть льда погружается в воду, когда плавает в пресной воде, учитывая, что плотность воды при 0 ° C очень близка к 1000 кг / м ³ ?

2. Бревна иногда плавают в озере вертикально, потому что один конец заболочен и плотнее другого. Какова средняя плотность бревна одинакового диаметра, которое плавает на 20,0% своей длины над водой?

3. Найдите плотность жидкости, в которой ареометр с плотностью 0,750 г / мл плавает при погружении 92,0% его объема.

4. Если ваше тело имеет плотность 995 кг / м ³ , какая часть вас будет погружена при плавном плавании в: (а) пресной воде? б) соленая вода плотностью 1027 кг / м ³ ?

5. В костях птиц есть воздушные карманы для уменьшения веса — это также дает им среднюю плотность, значительно меньшую, чем у костей других животных. Предположим, орнитолог взвешивает птичью кость в воздухе и в воде и обнаруживает, что ее масса составляет 45,0 г, а кажущаяся масса при погружении — 3.60 г (косточка водонепроницаемая). а) Какая масса воды вытесняется? б) Каков объем кости? (c) Какова его средняя плотность?

6. Установлено, что камень массой 540 г в воздухе имеет кажущуюся массу 342 г при погружении в воду. а) Какая масса воды вытесняется? б) Каков объем камня? (c) Какова его средняя плотность? Соответствует ли это стоимости гранита?

7. Принцип Архимеда можно использовать для расчета плотности жидкости, а также твердого тела.Предположим, что кусок железа массой 390,0 г в воздухе имеет кажущуюся массу 350,5 г, когда полностью погружен в неизвестную жидкость. а) Какую массу жидкости вытесняет железо? (b) Каков объем железа, используя его плотность, указанную в Таблице 1. (c) Рассчитайте плотность жидкости и определите ее.

8. При измерении плотности женщины погружением обнаружено, что она имеет массу 62,0 кг в воздухе и кажущуюся массу 0,0850 кг, когда она полностью погружена в воду с пустыми легкими.а) Какую массу воды она вытесняет? б) Каков ее объем? (c) Рассчитайте ее плотность. (d) Если объем ее легких составляет 1,75 л, может ли она плавать, не наступая на воду, когда ее легкие наполнены воздухом?

9. Некоторые рыбы имеют плотность немного меньше плотности воды и должны приложить силу (плыть), чтобы оставаться под водой. Какую силу должен приложить окунь весом 85,0 кг, чтобы оставаться в соленой воде, если его плотность тела составляет 1015 кг / м ³ ?

10. (a) Вычислите выталкивающую силу на 2.00-L гелиевый шар. (b) Учитывая, что масса резины в воздушном шаре составляет 1,50 г, какова чистая вертикальная сила, действующая на воздушный шар, если он отпущен? Объемом резинки можно пренебречь.

11. а) Какова плотность женщины, которая плавает в пресной воде с 4,00% ее объема над поверхностью? Это можно измерить, поместив ее в резервуар с отметками сбоку, чтобы измерить, сколько воды она вытесняет при плавании и при нахождении под водой (кратковременно). б) Какой процент ее объема находится над поверхностью, когда она плавает в морской воде?

12.Некий мужчина имеет массу 80 кг и плотность 955 кг / м ³ (без учета воздуха в легких). (а) Рассчитайте его объем. (b) Найдите подъемную силу, которую оказывает на него воздух. (c) Какое отношение подъемной силы к его весу?

13. Простой компас можно сделать, поместив небольшой стержневой магнит на пробку, плавающую в воде. а) Какая часть простой пробки будет погружена в воду при плавании в воде? (b) Если пробка имеет массу 10,0 г и на нее помещен магнит весом 20,0 г, какая часть пробки будет погружена в воду? (c) Будут ли стержневой магнит и пробка плавать в этиловом спирте?

14.Какая часть веса железного якоря будет поддерживаться выталкивающей силой при погружении в соленую воду?

15. Оскорбительные мошенники, как известно, представляют позолоченные вольфрамовые слитки как чистое золото и продают их жадным по ценам, намного ниже стоимости золота, но заслуженно намного превышающей стоимость вольфрама. С какой точностью нужно измерить массу такого слитка в воде и вне ее, чтобы сказать, что это почти чистый вольфрам, а не чистое золото?

16.Двойной надувной матрас, используемый для кемпинга, в надутом виде имеет размеры 100 см на 200 см на 15 см. Вес матраса 2 кг. Насколько тяжелым может выдержать надувной матрас, если поместить его в пресную воду?

17. Обращаясь к рисунку 3, докажите, что выталкивающая сила на цилиндр равна весу вытесняемой жидкости (принцип Архимеда). Вы можете предположить, что подъемная сила составляет F ₁ — F ₂ и что концы цилиндра имеют равные площади A .Обратите внимание, что объем цилиндра (и жидкости, которую он вытесняет) A равен ( ч ₂ — ч ₁ ) A .

Рис. 3. (a) Объект, погруженный в жидкость, испытывает выталкивающую силу F _B . Если F _B больше веса объекта, объект поднимется. Если F _B меньше веса объекта, объект утонет. (b) Если объект удален, он заменяется жидкостью массой w _fl .Поскольку этот вес поддерживается окружающей жидкостью, подъемная сила должна равняться весу вытесняемой жидкости. То есть F _B = w _fl , утверждение принципа Архимеда.

18. (a) Мужчина весом 75,0 кг плавает в пресной воде, при этом 3,00% его объема над водой, когда его легкие пусты, и 5,00% его объема над водой, когда его легкие полны. Вычислите объем вдыхаемого им воздуха, называемый объемом его легких, в литрах. (б) Кажется ли этот объем легких разумным?

Глоссарий

Принцип Архимеда:

выталкивающая сила, действующая на объект, равна весу вытесняемой им жидкости

подъемная сила:

чистая направленная вверх сила на любой объект в любой жидкости

удельный вес:

отношение плотности объекта к жидкости (обычно воде)

Избранные решения проблем и упражнения

1.91,7%

3. 815 кг / м ³

5. (а) 41,4 г (б) 41,4 см ³ (в) 1,09 г / см ³

7. (а) 39,5 г (б) 50 см ³ (в) 0,79 г / см ³

Спирт этиловый.

9. 8.21 N

11. (а) 960 кг / м ³ (б) 6,34%

Она действительно плавает больше в морской воде.

13. (a) 0,24 (b) 0,68 (c) Да, пробка будет плавать, потому что [латекс] {\ rho} _ {\ text {obj}} <{\ rho} _ {\ text {этиловый спирт}} \ left (0 \ text {.{3} \ right) \\ [/ latex]

15. Разница составляет 0,006%.

17. [латекс] {F} _ {\ text {net}} = {F} _ {2} — {F} _ {1} = {P} _ {2} A- {P} _ {1} A = \ left ({P} _ {2} — {P} _ {1} \ right) A \\ [/ latex]

[латекс] = \ left ({h} _ {2} {\ rho} _ {\ text {fl}} g- {h} _ {1} {\ rho} _ {\ text {fl}} g \ справа) А \ [/ латекс]

[латекс] = \ left ({h} _ {2} — {h} _ {1} \ right) {\ rho} _ {\ text {fl}} \ text {gA} \\ [/ latex]

где [латекс] {\ rho} _ {\ text {fl}} \\ [/ latex] = плотность жидкости. Следовательно,

[латекс] {F} _ {\ text {net}} = \ left ({h} _ {2} — {h} _ {1} \ right) {\ mathrm {A \ rho}} _ {\ text {fl}} g = {V} _ {\ text {fl}} {\ rho} _ {\ text {fl}} g = {m} _ {\ text {fl}} g = {w} _ {\ текст {fl}} \\ [/ latex]

где [латекс] {w} _ {\ text {fl}} \\ [/ latex] вес вытесненной жидкости.

ВЛИЯНИЕ АЛЮМИНИЯ НА ВОДНЫЕ ОРГАНИЗМЫ И КРИТЕРИИ АЛЮМИНИЯ EPA

Алюминиевые банки на дне океана; источник: http://oceancrusaders.org/aluminium-cans/

Свати Хегде, доктор философии.

14 января 2019

Алюминий, хотя и не обсуждается часто, является одним из значительных источников загрязнения воды, в первую очередь из-за его большого количества природных явлений и промышленного использования. Алюминий — универсальный материал благодаря своим превосходным свойствам, таким как легкий вес, коррозионная стойкость, долгий срок службы и электропроводность.Следовательно, алюминий находит свое применение в широком спектре применений, включая транспортировку, упаковку, строительство, электронное оборудование и линии электропередачи, и это лишь некоторые из них. Естественно, потребление алюминия очень велико, достигнув 5,4 миллиона метрических тонн только в США в 2017 году. Выброс алюминия в водную среду происходит как в естественных, так и в антропогенных формах в результате выветривания горных пород, кислотных источников и вулканической деятельности.Антропогенный выброс алюминия является результатом деятельности человека, например, промышленных процессов, приводящих к образованию сточных вод и твердых отходов, сжиганию ископаемого топлива, производству, производству алюминия и сельскому хозяйству. Квасцы (сульфат калия и алюминия), химическое вещество, используемое для очистки питьевой воды и сточных вод, также может быть источником алюминия, если его выделяют без обработки. Высокие уровни алюминия наблюдаются преимущественно в пресной воде по сравнению с морской водой, поскольку низкий pH пресной воды по сравнению с океанской водой способствует ее растворимости.Кислотные дожди из-за промышленной деятельности являются основной причиной повышения уровня алюминия в воде, поскольку кислотные дожди снижают pH воды, способствуя растворению антропогенных и природных форм. Следовательно, алюминий является неизбежным источником загрязнения пресной воды как в городских, так и в сельских районах, что приводит к токсическим последствиям для водных организмов и, в конечном итоге, может попасть в пищевую цепочку человека.

Влияние алюминия на водную флору и фауну:

Доказано отрицательное воздействие алюминия на ряд полезных видов пресноводных водорослей.Пресноводные водоросли имеют решающее значение для поддержания здоровой синергетической экосистемы, поскольку они увеличивают биодоступность растворенного кислорода для организмов, находящихся под ними. Однако токсичность алюминия для водных организмов зависит от различных физико-химических факторов, таких как pH воды, температура и уровень соли. С другой стороны, хорошо известно, что алюминий используется для борьбы с токсичным цветением водорослей, поскольку он блокирует поступление необходимых питательных веществ (фосфора). Несмотря на то, что низкая концентрация алюминия в воде не является чрезвычайно токсичной, промышленные точечные источники обогащенной алюминием технологической воды ниже по течению представляют угрозу для естественной экосистемы.В водной среде алюминий действует как токсичный агент на животных, которые дышат жабрами, таких как рыбы и беспозвоночные, вызывая потерю их осморегуляторной функции (т. Е. Поддерживая соответствующее давление тела в воде водными организмами, контролируя поглощение солей. и ионы из воды). Алюминий также может реагировать с другими химическими загрязнителями в воде, что приводит к непредвиденным воздействиям на биоразнообразие. Несмотря на то, что часто утверждается, что низкие концентрации не оказывают отрицательного воздействия на водную жизнь, хроническое воздействие этих уровней было токсичным для определенных видов водных растений, рыбок данио, толстоголовых гольянов, коловраток и улиток.Несмотря на то, что существует небольшое количество литературы, изучающей влияние алюминия на водную жизнь, это постоянная тема для обсуждения, поскольку уровень алюминия в воде является функцией физических, химических и экологических условий водной экосистемы. Тем не менее, несоблюдение нормативных требований по допустимым уровням алюминия всегда представляет угрозу, поскольку этот тяжелый металл может в конечном итоге попасть в пищевую цепочку человека через питьевую воду. Блок-схема, представленная в недавно выпущенном документе EPA, показывает источники, судьбу и влияние алюминия на водную жизнь.

Концептуальная модель, показывающая источники алюминия, судьбу транспорта и его влияние на водную жизнь; Рисунок повторно использован из документа EPA, декабрь 2018 г.

Рекомендации EPA по уровням алюминия в воде

Управление водных ресурсов

EPA недавно выпустило отчет о токсическом воздействии алюминия на водные организмы. С помощью этого документа штаты и племена могут получить информацию для установления стандартов качества воды по алюминию в соответствии с Законом о чистой воде (CWA). Несмотря на то, что этот документ предоставляет рекомендации на основе научной информации, следует отметить, что он не является нормативным руководством.Следовательно, государства и племена юридически не обязаны следовать этому акту. Раздел 304 (a) (l) Закона о чистой воде (CWA) предписывает администратору Агентства по охране окружающей среды (EPA) публиковать критерии качества воды, которые точно отражают последние научные знания. В этом разделе основное внимание уделяется типу и степени всех идентифицируемых воздействий на здоровье и благополучие, которые могут возникнуть в результате присутствия загрязнителей в любом водоеме, включая подземные воды ^{. В соответствии с требованиями CWA, EPA периодически пересматривает эти критерии, чтобы гарантировать, что изменения точно отражают современные научные знания и технический прогресс.Последнее обновление критериев качества для алюминия было разработано в 1988 г. . Обновление документа за 2018 год содержит научные данные о влиянии алюминия на 13 различных видов беспозвоночных, и набор данных можно найти здесь. В таблице 1 представлено сравнение рекомендуемых национальных водных критериев для алюминия за 1988 и 2018 годы.}

Таблица 1: Сравнение национальных рекомендуемых EPA критериев содержания алюминия в водной среде за 1988 и 2018 годы; таблица повторно использована из документа EPA декабрь 2018 г. ⁶ ; DOC: Концентрация растворенного кислорода

Критерии алюминия 2018 года обеспечивают приемлемый диапазон, который получается с использованием нескольких моделей линейной регрессии для нормализации данных токсичности в отличие от фиксированных значений 1988 года.