Какое давление у воды в запаянном сосуде

Что это такое?

В сосуде, заполненном водой, на дно давит сила, равная весу столба жидкости. Это вызванное силой тяжести давление называется гидростатическим.

Оно определяется отношением силы к площади, то есть его физический смысл – это сила, действующая на единицу площади (см2).

foto18494-2 Законы гидростатики описал Блез Паскаль. В 1648 г. он удивил горожан опытом, демонстрирующим свойства воды.

Вставив в бочку, заполненную водой, длинную узкую трубку, он налил в нее несколько кружек воды, и бочку разорвало.

Согласно закону Паскаля, приложенное к H2O усилие распространяется равномерно во всем объеме. Это объясняется тем, что вода почти не сжимается. В гидравлических прессах используют это свойство.

Плотность воды все же растет при высоком давлении. Это учитывается при расчетах конструкций глубоководных аппаратов.

Факторы, влияющие на показатель

При отсутствии внешнего воздействия, играют роль два фактора:

высота столба;
плотность.

Выше уровень воды, налитой в сосуд, — выше напор на дно. Если в одной емкости ртуть, а в другой вода и при этом уровни жидкостей одинаковы, то в первом случае давление на дно больше, так как ртуть имеет большую плотность.

Сверху на содержимое сосуда давит также атмосферный воздух. Поэтому в сообщающихся сосудах уровень одинаков, ведь в каждом из них над поверхностью атмосфера одна и та же.

Если же к поверхности приложить поршень и давить на него, то напор будет складываться из:

внешней силы;
веса воды.

При этом форма сосуда не определяет размер усилия, создаваемого столбом. Оно будет одним и тем же при равной высоте столба, хотя стенки емкости могут расширяться кверху или сужаться.

foto18494-3

На дно и стенку сосуда – в чем разница?

Вода, заполняющая емкость, оказывает давление по направлению всегда перпендикулярно поверхности твердого тела, по всей площади соприкосновения с дном и стенками.

Усилие на дно распределено равномерно, то есть оно одинаково в любой точке. Заполнив водой сито, можно увидеть, что струи, текущие через отверстия, равны по напору.

Наполнив сосуд, имеющий отверстия одного диаметра в стенках на разной высоте, можно наблюдать различный напор вытекающей струи. Чем выше отверстие – тем слабее струя. То есть, давление на стенки емкости тем больше, чем ближе ко дну.

Единицы измерения

foto18494-4 Давление воды измеряют в:

паскалях – Па;
метрах водяного столба – м. в. ст.
атмосферах – атм.

Практически достаточно знать, что 1 атмосфера равна 10 метрам водяного столба или 100000 Па (100кПа).

Формулы расчета

Давление на дно сосуда рассчитывается делением силы на площадь, то есть оно равно произведению плотности воды, высоты столба и ускорения свободного падения g (величина постоянная, равна 9,8 м/с2).

Пример расчета: бак наполнен водой (плотность 1000 кг/м3) до высоты 1,2 м. Нужно найти, какое давление испытывает дно бака. Решение: P = 1000*1, 2*9, 8 = 11760 Па, или 11, 76 кПа.

Для расчета давления на стенки сосуда применяют все ту же формулу напора, приведенную выше. При расчете берется глубина от точки, в которой нужно рассчитать напор, до поверхности воды.

Пример расчета: на глубине 5 м на стенку резервуара с водой будет оказываться давление P=1000 *5 * 9, 8=49000 кПа, что составляет 0,5 атмосферы.

Расчет давления воды на дно и стенки сосуда в видео:

Применение на практике

Примеры использования знаний свойств воды:

Подбирая насос для водоснабжения дома высотой 10 м, понимают, что напор должен быть минимум 1 атм.
Водонапорная башня снабжает водой дома ниже ее по высоте, напор в кране у потребителей обеспечен весом столба воды в баке.
Если в стенках бочки появились отверстия, то, чем ниже они расположены, тем более прочным должен быть материал для их заделки.
Замеряют дома напор холодной воды в кране манометром. Если он менее чем 0,3 атм (установлено санитарными нормами), есть основания для претензий к коммунальщикам.

Используя гидравлический пресс, можно получить большое усилие, при этом приложив малую силу. Примеры применения:

выжимка масла из семян растений;
спуск на воду со стапелей построенного судна;
ковка и штамповка деталей;
домкраты для подъема грузов.

Заключение

Такие свойства воды, как текучесть и несжимаемость, дают возможность использовать силу ее давления для самых различных целей.

Опасность этого явления учитывают при расчетах на прочность корпусов подводных лодок, стенок и днищ резервуаров, в которых хранят воду. Сила давления воды совершает полезную работу, она же способна и разрушать.

А какова Ваша оценка данной статье?

Источник

СНИПы и ГОСТы

Вопросы, связанные с системой водоснабжения, рассмотрены и зафиксированы на законодательном уровне. Регламентирующие документы:

СНиП 2.04.02-84 (показатели для одноэтажной постройки: 1 бар; с каждым последующим этажом значение увеличивается на 0,4 бар);
Постановление Правительства РФ № 354 от 06.05.2011 г в редакции от 13.07.2019 г (давление холодной воды в точке водоразбора должно находиться в пределах 0,03-0,6 МПа, горячей – в рамках 0,03-0,45 МПа).

Второй документ содержит информацию о необходимости перерасчёта стоимости коммунальных услуг при давлении, отклоняющемся от нормы на 25%.

Показатели напора

Бывают оптимальными и пиковыми. Первые помогают добиться баланса между недостаточным и избыточным напором воды. Вторые позволяют понять, до какого уровня поднимаются значения во время опрессовки.

Оптимальные

Таковыми считаются показатели в пределах 3,5-4 атмосфер. Уровень позволяет одновременно использовать 2 сантехнических прибора. Например, смывать в туалете и мыть посуду.

Внимание! Отдельные устройства требуют более высокого давления.

Пиковые

Термин включает понятия максимально и минимально допустимого давления. Указанные значения актуальны для внутренних помещений квартиры.

Тип воды	Минимум	Максимум
Горячая	0,3 атмосферы	4,5 атмосферы
Холодная	0,3 атмосферы	6-7 атмосфер

Верхний предел городского трубопровода: 15 атмосфер. На практике значение редко превышает 7-10 атмосфер.

Пошаговая инструкция — как замерить мощность

Выполняется при помощи специального измерительного прибора – манометра. Куда менее точные данные можно узнать путём расчёта гидравлических значений.

Манометром

Необходимо приобрести прибор и сопутствующие детали, собрать их в единую систему и произвести замер.

Какое давление у воды в запаянном сосуде Потребуется:

манометр;
насадка на кран (с одного конца должен идти штуцер);
резиновый шланг, подходящий под штуцер.

Процесс сбора:

Насадка крепится на кран.
К штуцеру насадки подсоединятся шланг.
Свободный конец шланга крепится к манометру (к входному отверстию).
Все стыки, соединения фиксируются хомутами.

Для начала измерения достаточно включить воду на полную мощность. Давление в горячем и холодном кране определяется поочерёдно.

Без манометра

Если нет специализированного измерительного прибора, показания можно проверить путём расчёта.

Применяемая формула: Р = Ратм. Х Но/Н1.

Р – искомая величина;
Но и Н1 – величина воздушного столба в начальный момент измерения и после полного открытия крана;
Ратм. – атмосферное давление, берется как 1 атм.

Для проведения испытания понадобится шланг и затычка для него. Один его конец надевают на кран, второй затыкают. Сам шланг размещают параллельно полу, а после включают воду.

Последствия несоответствия

Любое отклонение от стандарта – хоть в большую, хоть в меньшую сторону – оказывает негативное влияние.

При недостаточных показателях возникают сложности:

с подключением и последующей эксплуатацией бытовых приборов (стиральной и посудомоечной машины);
с использованием душевых кабинок, джакузи, биде, устройств для гидромассажа;
со смывом в туалете;
с поливом растительных культур (в частном секторе невозможно организовать процесс при давлении воды ниже 3,5 атмосфер);
с функциональностью частной системы отопления (минимальные требования для работы котла: 1,5 бар; среднестатистический прибор функционирует при 3 бар).

Если напор существенно превышает норму, то это может повлечь за собой изнашивание элементов системы водоснабжения, выход из строя подключённых к водопроводной сети приборов и нерациональное расходование воды с последующим увеличением счетов за услугу.

Дополнительный побочный эффект: «свистящие» при подаче краны. Явление причиняет дискомфорт при продолжительном приёме душа, ванны.

Справка! Для большинства сантехнических приборов давление выше 4,5 атмосфер критично. Поломки, являющиеся следствием сильного напора, не обслуживаются по гарантийному талону.

Что делать, если параметры не соответствуют норме?

Какое давление у воды в запаянном сосуде Алгоритм действий прост:

нужно определить причину происходящего;
затем самостоятельно устранить её или дождаться квалифицированной помощи.

Если же давление упало или поднялось вследствие действия/бездействия управляющей компании, или она не принимает никаких мер для устранения проблемы с водой, то нужно писать жалобу.

Определение причин

Некоторые из первопричин получится устранить самостоятельно, в других случаях потребуется привлечение к вопросу специалистов или приобретение специализированных приборов.

Возможное объяснение снижения показателей:

прорыв магистральной трубы;
неисправность фильтров, смесителей;
уменьшение диаметра водопровода по причине засора, известкового налёта;
засор фильтра газового водонагревателя (актуально только при наличии недостаточного давления горячей воды);
проблемы со стороны насосной станции (прибор неисправен или недостаточно мощный);
неверная регулировка на входе водопровода в многоквартирный дом;
технические работы, плановые или экстренные.

Если явление вызвано необходимостью проведения испытаний, обслуживания или ремонта системы, сообщение соответствующего характера будет опубликовано в новостях.

Чтобы исключить или подтвердить теорию, нужно ознакомиться с новостными порталами города, а также посетить сайт обслуживающей компании. Стоит попробовать и напрямую связаться с организацией, отвечающей за вопросы водоснабжения.

Её наименование и контакты должны быть указаны в платёжке, а также приведены на информационном стенде дома (искать в помещениях общего пользования на первом этаже).

Внимание! Служба, отвечающая за водоснабжение, обязана в течение суток с момента обнаружения падения или увеличения давления уведомить жильцов о снижении качества предоставляемых услуг. Если этого не произошло, потребители имеют право написать жалобу.

Какое давление у воды в запаянном сосуде Повышенный напор имеет следующие объяснения:

неверная регулировка показателей (в этом случае явление будет наблюдаться и у соседей);
проблемы со стороны насосной станции;
очень много воды в скважине (актуально для автономных систем водоснабжения).

Для выявления истинной причины происходящего стоит не только связаться с обслуживающей компанией, но и опросить соседей на момент наличия у них схожих проблем, а также разобрать фильтры, узлы системы и оценить степень их засорения.

Жалоба на некачественное предоставление услуг

Оформляется в письменном виде, в 2 экземплярах и адресуется директору управляющей компании.

Бумага в обязательном порядке должна содержать:

ФИО обратившегося, адрес;
суть претензии;
дату и время обнаружения факта некачественного предоставления услуг (если с проблемой столкнулся не только заявитель, но и его соседи, то дополнительно указываются их имена и квартиры, а также приводятся даты и время, когда конкретные люди самостоятельно выявили слабое давление воды);
просьбу устранить проблему в кратчайшие сроки.

Жалобу вручают лично. Принимающая сторона должна поставить подпись, печать, а также указать дату получения. Второй экземпляр с теми же отметками возвращается подателю.

Какое давление у воды в запаянном сосуде Нужно дождаться момента окончания принятия жалобы.

Если процедура прошла с нарушениями – не была поставлена печать или ответственное лицо не указало число – то нужно настоять на правильном исполнении.

Это важно, так как в случае несвоевременного принятия мер по стабилизации давления воды дата приёмки документа станет основанием для подачи жалобы в прокуратуру.

Самостоятельные способы повышения

При слабом напоре в систему подключают специализированный насос. При отсутствии воды на верхних этажах частного дома устанавливают накопительную станцию.

Внимание! Накопительные станции не подходят для квартиры по причине размера, уровня шума.

При слабом напоре важно учитывать мощность приобретаемого оборудования (иначе у соседей упадёт давление), тип прибора (предпочтительны вибрационные модификации, которые эффективно справляются с вопросом насыщения воды воздухом), а также сферу применения.

Нагнетательный насос может быть предназначен для холодной или горячей воды.

Какое давление у воды в запаянном сосуде Сам процесс установки прибора выглядит следующим образом:

Перекрывается подача воды.
Выпускается вода из трубопровода, всей системы.
Определяется место установки.
Отрезается часть трубы в месте монтажа.
На места стыковки крепятся фитинги и насадки.
Насос врезается в систему.

Если необходимо снизить напор, следует установить редуктор или редукционный клапан. В целях безопасности рекомендованы варианты со встроенным манометром.

Устанавливается приспособление сразу после фильтров очистки воды на входе в жилое помещение. При монтаже учитывается направление движения воды.

При полном отсутствии воды на верхних этажах частной жилой постройки монтируется накопительная насосная станция.

При выборе прибора важно учитывать:

модели со встроенным инжектором подходят для скважин и колодцев глубиной до 8 метров, нечувствительны к воде с большим количеством осадков, примесей, но создают много шума, поэтому обычно устанавливаются в отдельно стоящей от жилых помещений пристройке;
варианты со съёмным инжектором можно установить в бытовке, подсобке, подвале, летней кухне;
приборы с накопительным баком экономичны, но отличаются большими габаритами и генерируют малый напор воды;
станции с гидроаккумулятором компактнее предыдущего варианта, а также меньше шумят, но для них характерен относительно небольшая вместительность бака (ёмкость среднестатистической модели: 25 л).

Справка! Система с накопительной станцией имеет множество узлов, в силу чего её монтаж затруднён. Работу следует доверить специалистам.

Заключение

Напор воды должен находиться в рамках нормы, любое отклонение критично. Недостаточное давление не устраивает потребителя и не даёт нормально функционировать бытовым приборам, а избыточное приводит к разрушению элементов системы водоснабжения.

При обнаружении проблемы надлежит обратиться в обслуживающую организацию. Владельцы частного дома смогут решить вопрос при помощи установки специализированной станции.

А какова Ваша оценка данной статье?

Источник

Добрый день наш уважаемый читатель. Получая часто вопросы от наших клиентов в 90% процентов из всех случаев, мы даем быстрые, четкие и грамотные ответы нашему собеседнику. Дело в том, что нашего богатого опыта работа отлично хватает чтобы закрыть потребности среднестатистического клиента или спикера.

Развернуто и не очень мы уже отвечали в нашем блоге людям на следующие вопросы:

Поставленная задача

Сейчас перед нами встала следующая задача вот такого содержания: есть сосуд с неизменяемым объемом жидкости внутри него. Предположим, что сосуд состоит из обыкновенного железа, например, возьмем простой накопительный бойлер (V = 50 литров). Начальное давление в системе 2 атмосферы, начальная температура воды Т1 = 17 градусов цельсия, конечная температура после нагрева Т2 = 57 градусов цельсия. Исходные параметры могут быть разные, но конечная задача, на которую нужно получить ответ будет следующая: какое давление будет в закрытом сосуде при нагреве воды до указанной температуры Т2, если учесть, что краны на сосуде (вход и выход) находятся в положении закрыто, и начальный объем не изменяется??? Давление можно снимать (измерять) при помощи встроенного или выносного трубного манометра. Расширительного бака нет. Все для эксперимента.

Остаемся на связи в любой момент! Компания Монтажник работает для Вас!

Закон и формула Шарля

Начав решать эту задачу, каждый может прибегнуть к такому ответу: «да ладно, это же задачка за 7 класс, тут нужно применять формулу известного физика Шарля, Вы что учебник физики не читали?». Далее следует решение:

Формула: (273+t2)/(273+t1)=коэффициент увеличения давления от исходного.

(273+57)/(273+17)=330/290=1.13.

1.13 умножаем на 2 получаем что давление будет равно 2.26 после нагрева жидкости с 17 до 57 на 40 единиц.

Ну дела, вот же решение, зачем страдать дальше? Но нет друзья, это решение конечно же хорошее – но применимо только для изохорных идеальных газов, но не в коем случае не для жидкости, представленной у нас на примере воды.

Едем дальше изучая попутно других известных святил физики, и воуля мы натыкаемся на еще одно решение.

Для расчетов берем исходные данные из чего изготовлен сосуд, у нас это железо. Коэффициент объёмного расширения железа стабильно одинаковый, берем за основу среднее значение 0,000036, а вот коэффициент объема воды изменяется в зависимости от ее нагрева. Примерно 0,00015 при 20 градусах цельсия и 0,00045 при 60 градусах цельсия. Среднее значение путем сложения из двух данных получаем 0,00030.

Чтобы посчитать объем во сколько увеличиться объем в сосуде воспользуемся формулой: 1 + коэффициент расширения железа * (t2-t1).

В цифрах будет выглядеть так: 1 + 0,000036 * (57 – 17) = 1.002;

В качестве информационной нагрузки узнаем еще на сколько бы увеличился V воды если бы она была вне сосуда: 1 + 0,0003 * (57 – 17) = 1,012. Далее все упирается на сколько же прочный Ваш сосуд и не раздует ли его при повышении давления.

Чтобы узнать процентное увеличение объема воды с воздействием на сосуд воспользуемся следующей формулой подставим все цифры: 1,012 / 1,002 * 100 – 100 = 1 %.

Обратившись к учебнику физики, мы узнаем, что при давлении каждой атмосферы объем воды уменьшается на 0,000006. Например, 50 литров, при одной атмосфере сожмется на 0,001 и будет 49.999. Зато по сравнению с газами сжимаемость жидкостей действительно ничтожна: в десятки тысяч раз меньше.

Если объём воды при 2 атм = 50 литров, то при 500 атм объём станет примерно на 1 литр меньше. (разница в двух числах 2%).

1%/2% * 500 = 250 атмосфер, то значение при котором по идее должно разорвать Ваш бак и то давление которое будет у вас при нагреве. Честно, считаем это какой-то бред и не он никак не сочетается с реальными жизненными показателями, полученными в ходе эксперимента.

Изучав дальше интернет и опираясь на наши знания всех из коллег нашего отдела было перепробовано масса различных вариантов и изучено мнений других людей, которые потом можно было бы использоваться для выявления формулы по нашей задаче:

Вода при нагревании увеличивается в объеме до 4%, т.е. 50 наших литров должны превратиться в 52 литра за счет ее расширения, но применить данную теорию в нашем вопросе нам пока не удалось. Мы даже изучили соотношение плотности льда к плотности воды и поняли объем в этом случае увеличивается на 11 процентов.

Есть мнение (алгоритм) с нашей стороны что ни одну из формул применить тут нельзя, так как в баке или бойлере представленным нами невозможно заполнить его на все 100% жидкостью, какую часть в одной жидкости все равно будет составлять воздух, который в этом случае будет работать как расширительный бак и возможно поэтому те 800 атмосфер которые получаются у разных людей нормализуются тем количеством воздуха который содержаться в сосуде.

Если Вы физик или технически подкованный человек, разбираетесь в данном вопросе и готовы разрешить наш спор и получить ответ на поставленную задачу – ждем Ваших решений под этой записью в комментариях.

Со своей стороны хотим так же сказать, что при проведении реального эксперимента и нагрева воды в бойлере с 18-20 градусов до 50, давление поднялось по манометру с 1.5 очков (бар, атмосфер) примерно и до 5 бар.

Спасибо за проявленный труд, терпение и прочтение данной статьи. Надеемся что этот вопрос решится в ближайшее время и мы найдем грамотный ответ.

Всего Вам доброго и приятного дня.

Другие полезные записи в блоге – только для Вас!

Котел КСУВ наружного размещения. Почему он является лучшим из всех? Технические особенности, выбор большинства организаций. Котельная больше не нужна. Устанавливай прямо со зданием.
История на “миллион”, как мы помогли ДОЛ “Лесное озеро”. Крупный DIY проект России, сделай сам!
Тепловой пункт: какой промышленный котел выбрать?
Наглядный ремонт КЧМ руками наших специалистов.
ОАО “Кировский завод” банкрот. Какая судьба ожидает котлы КЧМ-5, КЧМ-5К, КЧМ-7 Гном?
Почему в котлах КЧМ-5К не используются колосники? Техническая информация и не только.
Все основные запасные части к котлу КЧМ, артикулы, описание и много полезной информации.
Лемакс – лучшее соотношение цена/качество в бытовых котлах.
1000 колосников на складе компании МОНТАЖНИК – новый завоз.
Что такое колосник? Расскажем все очень подробно.
Почему котлы ИШМА покупают 90 из 100 клиентов. Лучшее соотношение цены-качества.
Лучший конкурент котла Buderus, Valliant, Protherm – это Кентатсу (Kentatsu) – или как мы его называем один в поле ВОИН! А так же там мы ответили на вопрос, что лучше русский КЧМ или Турецкояпонский гигант?
Полная подробная инструкция по монтажу промышленных котлов
Посмотреть все статьи и новости

Наши отправки (отгрузки), услуги и выполненные работы:

Статьи посвященные нашим отгрузкам не только поднимают наш авторитет как считаем мы, но они направлены на увеличение доверия со стороны потенциальных клиентов. Нам нечего скрывать – мы делимся с Вами своими продажами и успехами. У нас нет скрытых продаж и ухода от налогов. Мы стараемся делать наше с Вами сотрудничество и работу максимально прозрачными. Мы хотим чтобы Вы доверяли нашей команде!

Если у Вас есть идеи о том, о том что Вы бы хотели увидеть на нашем канале. То присылайте их на нашу легкую почту: 426909@bk.ru. Если Вам понравилась статья оцените ее, поставьте палец вверх слева экрана (если Вы читаете ее с компьютера), а также подпишитесь на наш блог, Вас ждет много полезной и интересной информации.

С вами на связи была компания ООО “Монтажник” – официальный дистрибьютор нескольких заводов изготовителей по всей стране. По вопросам приобретения котлов, насосов и другого сопутствующего оборудования (запчасти, дымоходы, автоматика) можете обращаться по телефонам: 8(47354) 2-55-25; 2-69-09 или на электронную почту: 426909@bk.ru или montagnikvrn@yandex.ru.

Наш логотип

Отзывы о нашей компании:

15 лет на рынке – ни одного плохого отзыва за все время работы.

Посмотреть все отзывы.

СПАСИБО ЧТО ОСТАЕТЕСЬ С НАМИ! Рассказывайте друзьям, делитесь материалом со своими знакомыми. Нам важен каждый.

Компания которая относится к своему клиенту с ДУШОЙ!

Заказ через наш интернет магазин

Источник