Колонка не греет воду причины: причины, что делать, если газовая колонка плохо греет воду

Содержание

Почему газовая колонка плохо или совсем не греет воду

Газовый водонагреватель — популярный бытовой прибор. Он отличается простотой устройства, надежностью и неприхотливостью в обращении. При правильном уходе и своевременной замене расходных материалов такой агрегат может прослужить долгий срок. Однако, как и любой механизм, водонагреватель подвержен некоторым поломкам. Некачественное топливо, примеси в воде, неправильная эксплуатация — все это наносит свой отпечаток, приводя к сбоям в работе. Если вы заметили, что газовая колонка плохо греет воду или не греет ее совсем, это явный показатель серьезных проблем внутри устройства.

Принцип функционирования колонок

Почему газовая колонка не греет воду? Для ответа на этот вопрос необходимо разобраться во внутреннем устройстве агрегата. От конструкторских особенностей конкретной модели будет зависеть сложность починки.

Функционирование газового водонагревателя позволяет обеспечивать квартиру или небольшой дом горячей водой. Для непосредственного нагрева жидкости в приборе предусмотрена специальная деталь –

теплообменник. В нем водяной поток распределяется по тонким протокам, которые проходят над газовой горелкой.

Этот метод позволяет добиться быстрого нагревания прямо во время использования, исключая необходимость набирать жидкость в дополнительный бак.

Прочие детали и датчики служат для контроля над нагревом, обеспечивают защиту устройства, подачу и розжиг топлива. По типу поджигающей системы водонагреватели делятся на три типа.

  • Пьезорозжиг – система, позволяющая обойтись без запальника.
  • Устройство с запальником – выполнен в виде постоянно горящего фитиля. Его поджигают вручную или при помощи тумблера. Не самое практичное устройство, широко применявшееся в колонках прошлого поколения.
  • Электрическая система поджига. Действует по принципу автомобильного зажигания.

Конструкция прибора включает в себя водяной узел («лягушку»), включающий в себя мембрану и газовый клапан, соединенные штоком. Клапан подачи газа может открыться только при хорошем давлении воды на мембрану. Говоря проще – без водяного потока невозможна подача топлива на горелку. Помимо всего прочего, эта система позволяет экономить газ.

Водяной узел газовой колонки

Основные поломки

Разобравшись в структуре, можно рассмотреть типичные неполадки, возникающие в подобных устройствах.

Засор в дымоходе

Одной из самых распространенных причин, почему не нагревается вода, может стать перекрытый вентиляционный колодец.

Забившийся мусором дымоход не способен создать достаточную для горения тягу, поэтому заложенная в прибор система защиты перекрывает подачу топлива.

Прочистив дымоотвод от сажи и посторонних предметов, вы устраните неисправность. Проверить систему на работоспособность можно при помощи зажженной свечи. Поднесите ее к колодцу и проследите за пламенем. Если оно сильно отклонилось – значит, тяга в порядке.

Неисправная система поджига

Вторая по популярности проблема с водонагревателями – это разряженные элементы питания. Эта неполадка распространяется только на системы с автоматическим зажиганием. Несмотря на громкие заявления производителей о том, что их батареи работают до года, менять их следует чаще. Помимо простой разрядки, элемент может окислится или попросту быть бракованным. Заведите за правило периодически проверять его состояние.

Для устранения поломки необходимо:

  • проверить работоспособность клавиш активации зажигания;
  • сменить батарейки.

Это простейшая процедура, провести которую можно и самостоятельно.

Слабый напор воды

Часто газовая колонка плохо греет воду из-за ложного срабатывания защитной системы. Из-за слабого напора жидкости на мембрану, система не включает клапан подачи газа. Выявить неполадку просто: откройте смеситель и проследите за струей воды. Если она слабая, значит, где-то в водопроводе возникли проблемы.

Для устранения неполадки вам потребуется:

  • связаться с коммунальной службой и уточнить причину слабого напора;
  • очистить систему фильтров от загрязнений или заменить ее на новую;
  • оставить заявление на прочистку труб в коммунальной службе;
  • тщательно очистить газовый водонагреватель от сажи и копоти;
  • проверить работоспособность мембраны и заменить ее на новую при необходимости;

Сбившаяся система подачи воды

Довольно редкая неполадка, возникающая при неправильной настройке оборудования. Если газовый водонагреватель загорается, но гаснет через какое-то время – скорее всего, нарушился баланс в системе подачи холодной и горячей жидкости.

Специалисты говорят об этом следующее: не следует смешивать холодную и горячую воду при эксплуатации колонки. Это провоцирует затухание пламени горелки, а также противоречит правилам работы с устройством. Исправить поломку можно путем уменьшения напора потока холодной воды.

Износ разделительной мембраны

Следующим провокатором поломки может стать отработавшая свое мембрана в обратном клапане. Со временем интенсивная работа деформирует деталь постоянными нагрузками. Это приводит к потере чувствительности у датчика зажигания горелки, газовый клапан не открывается, и колонка тухнет. Предотвратить ситуацию не получится, даже самые надежные мембраны со временем теряют эластичность. Специалисты рекомендуют

проводить замену детали раз в пять – семь лет.

Выявить износ довольно просто – включите максимальный напор воды. Если горелка потухла, значит, дело в старой мембране.

Затухание в процессе работы

Если в газовой колонке загорается огонь, а затем гаснет во время работы, то вышел из строя биметаллический датчик. Главной его задачей является измерение температуры и защита устройства от излишнего нагревания. Проявляться такая поломка может по-разному.

  1. Колонка включается и работает некоторое время без происшествий, затем беспричинно потухает горелка, и работа прекращается. Попытки воспламенить ее вновь не приносят результатов. Спустя 10 минут устройство снова может функционировать, но вскоре газ снова перестанет поступать. Объяснение этому скрывается в излишней чувствительности датчика.
  2. Отключения и воспламенения обладают хаотичным характером, предугадать периоды стабильной работы невозможно. На этот раз проблема возникает из-за поврежденных проводов устройства. Нарушенная изоляция проводников вызывает короткие замыкания на корпусе и срабатывания предохранителя.

Эту поломку невозможно исправить в домашних условиях. Необходимо обратиться в сервис или напрямую к производителю.

Биметаллический датчик

Данная проблема имеет «сезонный» характер. Летняя духота или закрытые помещения могут спровоцировать перегрев устройства, что не является поломкой само по себе. Попробуйте переместить устройство в проветриваемое помещение или обратитесь к грамотному мастеру.

Накипь

Банальной причиной, почему колонка слабо нагревает воду, может стать излишнее скопление накипи на ТЭНе. При этой неполадке газ стабильно подается на горелку, вода циркулирует по нему, но в подобных условиях она не нагреется до нужной температуры.

Накипь образуется в результате контакта устройства с плохой водой или холостого горения запальника. Работая после отключения основной системы, теплообменник испаряет остатки воды, увеличивая тем самым слой накипи. Невымываемая притоками свежей воды, она успевает осесть на стенках и прочно закрепиться. Со временем ТЭН прекратит греться, и колонка перестанет работать. Устранить неполадку можно

промывкой теплообменника в специальном растворе.

Чтобы избежать активного образования накипи специалисты рекомендуют прибегнуть к установке водяного фильтра.

Очистка системы от накипи

Вода в российских трубах никогда не отличалась хорошим качеством, поэтому в процессе эксплуатации газового оборудования на внутренних участках теплообменника скапливаются различные соли и металлы. Диаметр отводов при этом постепенно сужается, а слой накипи снижает тепловую отдачу всей системы.

Получается, что при приемлемом напоре воды трубы не нагреваются в достаточной степени, и мы получаем существенное снижение КПД. Но с этой проблемой вполне можно справиться своими силами. Для очистки радиатора от накипи достаточно его просто промыть. В зависимости от степени загрязнения используют лимонную кислоту, а в сложных случаях – специализированные моющие средства.

Демонтаж теплообменника газовой колонки

Для полноценной очистки системы необходимо извлечь радиатор из газовой колонки. Промывка каких-то отдельных частей менее эффективна, но если демонтировать элемент нельзя в принципе, то приходится довольствоваться малым.

Перед демонтажем необходимо отключить колонку и перекрыть краны с подачей газа и воды. Также нужно слить всю жидкость из системы. Освобождаем панель, за которой находится радиатор, отвинтив крепёж, и снимаем её. Аккуратно извлекаем теплообменник, стараясь не наклонять его, потому как там наверняка осталась вода.

Чистка теплообменника от накипи

Сама процедура очистки донельзя проста: заливаем в радиатор лимонную кислоту или специализированное средство и оставляем его на пару часов в каком-нибудь тёплом месте. За это время состав вступит в реакцию с накипью и разрядит её. Далее, промываем проточной водой теплообменник и устанавливаем его на место в обратном разборке порядке. При необходимости процедуру очистки повторяют.

Устранение течи в газовой колонке

Эта проблема актуальна как для нового оборудования, так и для старых газовых котлов, которые работают не первый год. Колонка может подтекать по ряду самых разных причин, но основными выступают следующие:

  • неправильное подключение водопроводных шлангов;
  • отсутствие или износ прокладок в местах соединений;
  • в радиаторной трубке образовался свищ.

С первыми двумя случаями проблем не возникает: перебираем и подключаем шланги заново, не забывая прокладывать уплотнители.

Специалисты рекомендуют использовать силиконовые прокладки, особенно для газового оборудования. Они обеспечивают достойную герметичность и служат гораздо дольше обычной резины или пакли.

Что касается свища, то его можно попробовать запаять, но это лишь временное решение. Если материал начал разрушаться и трескаться в одном месте, то значит, скоро весь радиатор будет в таких свищах. Поэтому единственно правильный вариант – это полная замена теплообменника.

Запаянная газовая колонка

Слабый нагрев воды

Если после устранения течи и очистки радиатора вода в колонке всё равно не нагревается до должного уровня, то стоит обратить внимание на другие косвенные причины:

  • недостаточное давление газа;
  • неисправный смеситель;
  • фильтрующие элементы.

Если на входе из трубопровода или баллона газ поступает с недостаточным давлением, вода просто физически не успевает нагреваться. Решение этой проблемы лучше возложить на плечи специалистов газовой службы.

Вычислить неисправность смесителя легко. Достаточно приложить руку к шлангу с горячей водой, который идёт под раковиной. Если он холодный, то дело в газовом котле, а если нет, то регулируем смеситель или меняем его.

Одна из самых распространённых причин поступления тёплой воды вместо горячей – это засорённые фильтры. Стоит проверить всё, что имеет решётку или какие-то независимые очищающие модули по пути от газового котла до смесителя, и при необходимости устранить препятствия тщательной промывкой элементов.

Вот краткий список причин, почему обычная газовая колонка не греет воду. Некоторые из них легко устранить самостоятельно, другие требуют вмешательства профессионалов. Помните о предосторожностях в работе с газовым оборудованием и придерживайтесь всех предписаний от профессиональных механиков. Кроме всего прочего, своевременная замена изнашиваемых деталей поможет избежать большей части поломок.

Газовая колонка не греет воду – причины

Газовая колонка – часто используемый бытовой прибор в домах с центральной подачей газа, но с отсутствующим либо нерегулярным горячим водоснабжением. В отличие от бойлера, она позволяет быстрый нагрев проточной воды, не ограничивая пользователей в ее количестве. Хотя устройство такого водонагревателя довольно несложное, а условия эксплуатации просты, иногда начинаются проблемы с подогревом.

 Почему это происходит 

 Причины, по которым газовая колонка не греет воду, разные, поэтому методы устранения также различны. Вот основные неполадки.

 Водонагреватель не включается 

 Если устройство не включается, не стоит сразу паниковать. Многие неполадки легко устраняются без привлечения профессиональных работников собственными силами.

 Основные причины:

  • разрядившиеся батарейки. Решение – замена элементов питания с предварительной зачисткой контактов в местах установки;
  • слабый напор воды. Многие модели водонагревателей плохо работают при слабом водяном напоре. Необходимо проверить силу струи. Если она достаточно сильная, а вода в бытовой прибор не поступает, следует проверить состояние фильтров. При обнаружении загрязнения, фильтрующие поверхности необходимо прочистить;
  • в канале отсутствует тяга. Проверка осуществляется горящей спичкой, поднесенной к вытяжной трубе. Если вытяжка пламя не затягивает, канал с высокой вероятностью сильно загрязнен отложениями сажи либо засорен каким-то посторонним предметом. Прочистку вытяжной трубы можно произвести обычным бытовым пылесосом. Если тяга по-прежнему отсутствует, необходимо вызвать соответствующих специалистов;
  • горелка водонагревательного прибора поджигается, однако быстро гаснет. Если это происходит летом, возможно, из-за плохой вентиляции помещения теплообменник слишком быстро нагревается, а затем отключается. Ситуация исправляется интенсивным проветриванием места установки прибора.
  • Другие проблемы возникают из-за нестабильного контакта термопары с электромагнитным клапаном. Нужно добраться до указанных элементов и обеспечить стабильное контактирование. Однако, если поломка произошла из-за системы автоматики или температурного датчика, здесь потребуется помощь специалистов.

Подогрев воды не производится вообще или она нагревается слабо 

 Наиболее частая причина – поврежденная мембрана, находящаяся внутри водяного узла. Газ отключается при отсутствии реакции данного элемента на изменение напора воды. Разделительная мембрана может оказаться прохудившейся либо покрытой известковыми отложениями из-за повышенной жесткости воды. Необходимо разобрать весь узел и прочистить его элементы. Особенно надо осмотреть фильтр грубой очистки, засор которого также часто является причиной, почему газовая колонка не греет воду. Отличное решение – замена резиновой мембраны на силиконовую.

 Есть также другие причины, почему нагревательный прибор плохо греет воду:

  • засор колонки. При недостаточном притоке воздуха на теплообменниках скапливается сажа, препятствующая нагреву. Она является хорошим теплоизолятором, мешая нагревательным элементам выполнять свою работу. Об этой проблеме может сигнализировать и изменившийся цвет пламени. Ее решение – очистка теплоносителей от сажи, известковых отложений лимонной кислотой или спецсредствами против накипи;
  • низкая мощность. Возможно, водонагреватель просто не отрегулирован, и выставленной мощности мало для нагрева большого водяного потока. Следует внимательно изучить инструкцию и увеличить мощность водонагревательного устройства;
  • слабое давление газа. Газовая колонка плохо греет воду, потому что не успевает достичь нужной температуры из-за слишком малого пламени горелки. Данную ситуацию с нормализацией давления газа в системе следует решать с привлечением работников газовой службы.
  •  Из нагревателя вода может идти попеременно то холодной, то горячей. Такая неисправность говорит о подаваемом неравномерном водяном потоке. При частом возникновении данной ситуации поможет установка в систему ХВС специального насоса, нормализующего давление потока.

 Если возникли проблемы с водоподогревом, можно сначала попробовать устранить неисправность самостоятельно, используя вышеперечисленные методы. В случае неудачи нужно привлечь для ремонта специалистов, способных решить проблему быстрее и эффективнее.

Почему вода в газовой колонке не нагревается

Загрязнение сажей теплообменника.

Эта проблема может возникнуть достаточно быстро, если по вашим трубам проходит жесткая вода. Теплообменник находится в постоянном контакте с продуктами горения (сажей), поэтому на его стенках скапливается слой сажи, то и мешает колонке подогревать воду к необходимой температуры. Высокая температура также увеличивает скорость появления налета. В данной ситуации вам необходима чистка теплообменника. Для этой работы стоит вызвать мастера, который также проведет технический осмотр всех элементов колонки.

Слабая мощность пламени горелки газовой колонки.

Из-за недостаточной мощности горелки не достигается нужная температура в теплообменнике. В случае, когда пламя на горелке слабое, это значит, что мембрана неисправна и шток плохо давит на газовый клапан. Если мембрана деформирована или повреждена – она подлежит замене. Когда же с мембраной все в порядке, нужно искать проблему в штоке, который должен быть чистым, а проход через сальник плавным.


Теплообменник начал перегреваться. Толстый слой отложений на внешних стенках теплообменника (радиатора), который образовался в период его эксплуатации, препятствует нормальному нагреву.
Давление в газовых трубах слишком слабое.

Причиной могут быть газопроводные работы в вашем доме либо районе. Проблема имеет сезонный характер, на которую не повлиять.

 

Износ теплообменника Теплообменник изнашивается без регулярного технического обслуживания. Разные отложения затрудняют процесс подачи воды, вследствие чего вода не прогревается, теплопередача плохая. Именно эти факторы влияют на выход из строя теплообменника.
Давно не проводилось техническое обслуживание

Для избежания различного рода ремонта техническое обслуживание необходимо проводить раз в год. Это позволит обеспечить достаточный напор воды и достигнуть желаемой температуры нагрева.

Наша служба осуществляем ремонт газовых колонок и, в случае необходимости, звоните нам!

Газовая колонка сильно греет воду — причины

Газовая колонка сильно греет воду

Уважаемые господа клиенты, зачастую проблема перегрева воды газовым водонагревателем решается регулировкой ручки газа и воды: при помощи ручки регулировки газа следует уменьшить подачу газа, а при помощи ручки регулировки воды увеличить проток, то есть Газа меньше! Воды больше! Только делать это нужно не резкими движениями, а по чуть- чуть.
Если же регулировка газовой Колонки не помогла, то причины могут быть скрыты не только в водонагревателе. Рекомендуем проверить засоры аэраторов смесителей и их подводку — это наиболее слабые места, проверить нет ли засоров сантехники и изменения прохождения воды через газовую колонку, если же засоров сантехники нет, то смело вызывайте газовщиков на ремонт и техническое обслуживание газовой колонки, потому что причина точно в водонагревателе. Вариантов не много: накипь в теплообменнике, засор вентури, искривление штока.
Наши специалисты произведут быструю правильную диагностику и устранят причину неполадки в работе газовой колонки.

Возможные причины почему из газовой колонки идет кипяток:

 

•Включен режим Зима
•Небольшой напор холодной воды
•Старый фильтр
•Ручка газа на максимуме
•Небольшая пропускная способность смесителя в душе
•Забит теплообменник

Устранение неполадок перегрева воды:

⇒Неверно выставлены регуляторы.

Выполнить настройку на летний сезон: уменьшить газ на горелке регулировочной ручкой подачи газа и увеличить подачу воды регулировкой протока воды на колонке или переключить режим зима/лето.

⇒Загрязнения в коммуникациях.

Проверить на наличие засоров: подводящие и отводящие гибкие шланги водопровода, аэраторы смесителя (кран буксы)

⇒Плохое давление.

Перевести регулятор воды на максимум протока, а газовый регулятор — на минимум.

Если перечисленные методы не устранили причину перегрева воды, необходим детальный осмотр и профессиональное устранение неполадок. Наша компания производит ремонт газовых колонок в СПб и Ленинградской области.

6 неисправностей, которые можно устранить самому

Газовая колонка — удобное устройство для получения горячей воды. Считается, что такие водонагреватели воды более надежны, чем бойлеры, которые после 5-6 лет эксплуатации часто текут или ломаются по иным причинам. Но может быть такое, что вы в предвкушении горячего душа открываете кран, а газовая колонка не зажигается. И что делать? Вызвать мастера? А если уже вечер или праздники/выходные и на улице мороз? Выход один – попробовать отремонтировать газовую колонку самому,  но для этого необходимо понять причины поломки.

В этой статье мы рассмотрим основные неисправности этих устройств и опишем способы, как их можно отремонтировать самостоятельно.

Читайте также: Как установить газовую колонку: 5 главных моментов

Возможные причины неисправности газовой колонки


Первое – внимательно изучите инструкцию к своей модели, там будут изложены признаки неисправности, указаны коды ошибок, которые высвечиваются на жидкокристаллическом экране и что они означают. Это облегчит восстановление работоспособности нагревательного прибора. 

Ниже приведены типовые неисправности, почему колонка не зажигается, которые можно определить без кодов:

1. Разрядились питающие элементы.
2. Отсутствует подача газа.
3. Слабый напор воды.
4. Плохой нагрев воды.
5. Протекает вода.

Разрядились питающие элементы


Чтобы проверить эту версию, достаточно нажать на специальную кнопку. Не зажглась лампа? Меняйте элементы питания. Какие электрические батарейки лучше для газовой колонки? Только те, которые рекомендует производитель. Должно быть строгое соответствие по размерам и вольтажу. Разумнее купить аккумуляторы, имеющие такие же параметры и емкостью от 1700 мАч. 

Читайте также: Топ-5 лучших производителей газовых колонок

Чтобы заменить батарейки (аккумуляторы) в газовой колонке, необходимо извлечь блок, в котором они находятся, поменять и поставить блок на место. Без аккумуляторов зажечь газовую колонку никак не выйдет.  

Отсутствует подача газа


Это происходит в случае утечки газа, и система защиты устройства прерывает его подачу (такая защита уже ставиться даже на модели бюджетного класса, например, бренда RODA) Убедиться в том, что причина неисправности в этом можно по запаху. Природный газ, точнее специальное вещество в нем  сильно и неприятно пахнет.  Как проверить утечку газа в своей газовой колонке? Обычно негерметичен стык между газовой трубой котла и  сети дома. В этом легко убедиться, обмазав его мыльным раствором. Если появились пузыри и даже если не появились, но есть запах газа, немедленно вызывайте газовщиков. Устранять утечки самостоятельно категорически запрещено.

 

Слабый напор воды


Объем воды, проходящий через колонку важен. Если он недостаточен, то сработает защита и отключит газ, чтобы не прогорел теплообменник котла.  Причинами слабого напора могут быть:

  • Образование накипи в теплообменнике. Как правило, такое происходит в моделях, оборудованных запальной горелкой. В случае, если она долго работает вхолостую, потому что нет отбора воды, то вода в теплообменнике нагревается и из нее выделяется соли кальция (накипь). Они не вымываются, так как нет протока, а осаждаются на стенках.  Необходимо снимать теплообменник и промывать его.  Есть специальные жидкости для удаления накипи.  

  • Засорение входного фильтра, который обязательно должен стоять перед входом в колонку. Его необходимо снять и промыть.

 

Интересно: В Европе наиболее популярны газовые колонки бренда  Bosch.  В Украине лидером по продажам являются колонки Ariston.  

Газовая колонка неудовлетворительно греет воду


Причины следующие:

1. Загрязнен сажей снаружи теплообменник, из-за чего он плохо нагревается.  Нужно снять теплообменник и удалить сажу.

2. Теплообменник покрыт накипью изнутри (о причинах мы писали выше). Это наиболее частая причина, почему газовая колонка начинает плохо греть воду.  Необходимо удалить накипь.   

3. Недостаточное поступление газа для такого напора воды.  Причина – неисправность мембраны, которая в зависимости от давления воды перемещает шток газового клапана.  Нужно снять водяной узел с котла и открыть крышку (как это сделать написано в инструкции и в Интернете для конкретной модели котла).  Если нарушена ее целостность, производится замена (если есть возможность, выбирайте силиконовую, она дольше служит). Реже причина бывает в штоке. Он должен быть чистым, без царапин и задиров. При необходимости, шток меняется (существуют специальные ремкомплекты для этого).


 

4. Низкое давление газа. Необходимо обратиться в соответствующую службу.

Интересно почитать: Как заменить старую колонку на новую: 5 важных пунктов

Протекает вода


Причин две:

  • Износились сальники, которые уплотняют стыки элементов гидравлической системы колонки.  В этом случае производится разборка стыка и замена уплотнительного элемента.
  • Из-за коррозии потеряли герметичность непосредственно элементы гидравлики.   Как устранить  в таком случае течь в  газовой колонке? К сожалению,  поможет только замена этого элемента. И чаще всего это теплообменник, который подвергается повышенным тепловым и механическим нагрузкам.

Выводы


Как видите, во многих случаях устранить неисправность газовой колонки можно самостоятельно. Ремонт не требует высокой квалификации и достаточно обычных среднестатистических навыков. При этом качество такой работы будет высоким, ведь это делается для себя, плюс будет сэкономлено определенная сумма. Но если в чем-либо не уверены, то лучше позвать профессионалов, ведь газовая колонка – техника довольно дорогостоящая,а здоровье превыше всего  Удачи в ремонте!

Почему не работает газовая колонка и что с этим делать

Газовая колонка — простая и привычная коробка на кухне, обеспечивающая наши квартиры горячей водой. Она может быть большой или маленькой, старой или новой, может зажигаться с помощью спичек или кнопки. Но рано или поздно она начнёт барахлить.

Возможные неисправности газовой колонки

  1. Газовая колонка не зажигается: прощёлкивает или вовсе не реагирует на включение.
  2. Колонка зажигается, но гаснет в процессе работы.
  3. Устройство работает с хлопками.
  4. Вода плохо нагревается.
  5. Газовая колонка подтекает.
  6. Чувствуется запах газа.

Не занимайтесь ремонтом газовой колонки самостоятельно, если вы не ознакомлены с правилами обращения с техникой. Работа с газом небезопасна!

Газовая колонка не зажигается

Причина 1. Недостаточно тяги

Проблему может вызвать посторонний предмет или сажа в дымоходе. При этом тяга уменьшается, а в водонагревателе срабатывает система защиты: газ автоматически перекрывается.

Проверить предположение легко: откройте форточку, приложите к отверстию дымохода ладонь или зажгите около него спичку. Если тяга хорошая, будет ощутимо дуновение, а огонёк заметно отклонится в сторону.

Решение: вентиляционный канал нуждается в чистке. Самостоятельно это сделать не получится. Следует позвонить в управляющую компанию и вызвать трубочистов.

Причина 2. Разрядились питающие элементы

Такое случается с газовыми колонками с автоматическим розжигом от элементов питания: батареек или генераторов. Как правило, это происходит через 8–16 месяцев после начала эксплуатации.

Решение:

  1. Проверить клавишу включения колонки.
  2. Поменять севшие батарейки на новые.

Причина 3. Слабый напор воды

Проверить напор можно, открыв кран с холодной водой. Если холодная вода течёт так же плохо, как и горячая, значит, дело в водопроводе. Если напор холодной воды значительно сильнее горячей, значит, дело в водяном узле колонке. Возможно, в нём засорились фильтры или деформировалась мембрана. А может быть, засорились сами трубы горячей воды или фильтры в установленной системе глубокой очистки.

Решение:

  1. Позвонить в коммунальную службу: там могут дать ответ, если проблемы возникли во всей водопроводной сети.
  2. Промыть фильтры очистки воды или сменить фильтр в смесителе.
  3. Прочистить колонку от копоти и сажи.
  4. Заменить мембрану водяного узла колонки.
  5. Оставить заявку в коммунальной службе на промывку труб горячей воды.

Причина 4. Нет подачи газа

Обычно при зажигании колонки можно услышать характерный звук и почувствовать лёгкий запах поступающего газа. Если нет ни звука, ни запаха, значит, газ не поступает.

Решение:

  1. Позвонить в коммунальную службу, чтобы узнать, ведутся ли ремонтные работы на вашем участке: газ могли отключить централизованно.
  2. Проверить, оплачены ли счета за газ: его могли отключить за неуплату.
  3. Вызвать специалиста-газовика.

Газовая колонка гаснет в процессе работы

Возможные причины:

  1. Скорее всего, возникли неисправности с температурным датчиком, установленным для защиты колонки от перегрева.
  2. Если колонка непродолжительное время работает нормально, а после сама выключается, причём зажечь повторно её получается только через 15–20 минут, значит, датчик слишком чувствителен к температуре. Виновата в этом может быть изначальная неисправность детали или духота в помещении.
  3. Если колонка работает с перебоями (иногда без нареканий, а порой выключается без причины): вероятно, износилась изоляция проводника датчика температуры.

Решение:

  1. Проветрить помещение, в котором находится колонка. Возможно, в кухне просто слишком жарко.
  2. Заменить температурный датчик (это можно сделать по гарантии, если колонка куплена недавно).
  3. Обратиться в сервисный центр по поводу неисправности.

Газовая колонка работает с хлопками

Возможные причины:

  1. Слишком сильный напор газа.
  2. Слишком слабый напор газа.

Решение: горелку необходимо прочистить и отрегулировать. Это несложно, если знать теорию. Но лучше вызвать специалиста.

Вода плохо греется

Причина 1. Недостаточная мощность колонки

Возможно, вы часто нуждаетесь в одновременной подаче воды на кухню и в ванную, а колонка не успевает прогревать такой объём.

Решение:

  1. Подобрать агрегат большей мощности.
  2. Включать горячую воду в разных комнатах попеременно.

Причина 2. Колонка засорилась

Засор может возникнуть в горелке или теплообменнике из-за избытков сажи. Сигнализировать о нём будет красно-белый цвет пламени при нормальном напоре воды.

Решение — прочистить колонку, желательно с помощью специалиста.

Причина 3. Повреждена мембрана водяного узла колонки

Если сначала идёт вода приемлемой температуры, но постепенно она становится холоднее, пламя колонки голубого цвета, а огонёк слабый, значит, проблема в целостности мембраны. Холодная вода вклинивается в поток горячей, и температура на выходе понижается.

Решение — заменить мембрану.

Причина 4. Неправильно установлены шланги входа-выхода воды

Если вы только что включили новую колонку, а горячей воды как не было, так и нет, вероятно, при установке были допущены ошибки.

Решение — переключить шланги.

Из колонки капает вода

Возможные причины:

  1. Неплотное соединение подводящих шлангов.
  2. Износ водяной части или теплообменника.

Решение:

  1. Заменить резиновые прокладки на шлангах.
  2. Если это не помогло, возможно, повреждены внутренние детали колонки. Если они достаточно дорогие, более выгодной может оказаться покупка нового нагревательного агрегата. Обратитесь к специалисту.

При включении колонки чувствуется запах газа

Если при зажигании колонки чувствуется сильный запах газа, это не шутки. Необходимо немедленно выключить колонку, перекрыть кран подачи газа, открыть все окна (иногда и двери) для обеспечения вентиляции помещения и вызвать аварийную службу.


А как вы справляетесь с поломками бытовой техники? Пытаетесь решить возникающие проблемы своими силами или полагаетесь на специалистов? Делитесь своим опытом в комментариях.

Причины почему газовая колонка не нагревает воду

Главным преимуществом газовой колонки является постоянное наличие в квартире или доме горячей воды. Особенно их монтаж актуален сейчас, когда наблюдаются постоянные проблемы с централизованной подачей воды, а ставить электрические водонагреватели весьма затратно. Все это хорошо, но с колонками, как и с любой техникой, иногда случаются проблемы, например, колонка не греет воду. Почему это случается и что же делать в таком случае?

Выбор газовой колонки

Чтобы газовая колонка прослужила как можно дольше необходимо правильно ее выбрать. Сегодня на рынке представлена техника, которую не нужно зажигать спичками как раньше и которая может греть воду даже при минимальном напоре. При этом она имеет достаточно привлекательный внешний вид и компактные размеры. Так, газовые колонки можно разделить на три вида. Это колонки с электрическим, ручным и пьезорозжигом. Технику с ручным розжигом сегодня можно встретить очень редко, разве что она осталась еще с советских времен. Газовая колонка с пьезорозжигом может работать как на аккумуляторе, так и на батарейках. Для ее включения на панели необходимо нажать кнопку, в результате чего появляется искра, которая и зажигает огонь. Для последующей эксплуатации этого делать не потребуется, так как техника будет включаться самостоятельно с включением воды в кране.

На чем оставновиться?

Колонки с электрическим поджиганием на сегодняшний день являются, пожалуй, самыми надежными. Для их функционирования не нужны ни спички, ни дополнительные кнопки. Техника сама включается при включении источника воды и так же сама выключается, что позволяет экономить газ. Газовые горелки в колонках могут иметь как переменную, так и постоянную мощность. Если имеет место постоянная мощность, нужно самостоятельно регулировать температуру в зависимости от напора, а если мощность в технике переменная, температура воды будет меняться самостоятельно в зависимости от давления.

Почему газовая колонка не нагревает воду?

Причин, почему газовая колонка не греет или не достаточно нагревает воду, может быть несколько. Например, это может стать причиной плохой мощности техники. Чтобы решить эту проблему необходимо тщательно ознакомиться с имеющейся инструкцией. Возможно, необходимо будет поменять имеющийся агрегат на более новый. Также причиной того что техника не греет, может стать ее засор. Признаками засора являются необычный желтый цвет пламени, а также наличие сажи под агрегатом.

Кроме того причиной того что прибор не нагревает воду может стать низкое давление газа. Чтобы исправить это, необходимо вызвать мастера из газового участка, который сможет проверить неисправность с помощью специальных приборов. Также если газовая колонка не нагревает жидкость необходимо проверить тягу в дымоходе. Возможно, он засорился и нуждается в чистке. Другими причинами, почему агрегат не греет, могут быть неисправность газового узла, датчика горения или датчика безопасности. Для их устранения необходимо вызвать мастера.

Факторы, влияющие на работу дистилляционной колонны

Факторы, влияющие на работу дистилляционной колонны

The производительность ректификационной колонны определяется многими факторами, например:
корма условия
  • состояние корма
  • состав корма
  • след элементы, которые могут серьезно повлиять на ВЛЭ жидких смесей
внутренний условия жидкости и потока жидкости
состояние лотков (упаковок)
погода условия
Некоторые из них мы обсудим ниже, чтобы дать представление о сложности процесса дистилляции.
Корм Условия
состояние кормовой смеси и состав корма влияет на эксплуатационные линий и, следовательно, количество стадий, необходимых для разделения. Это также влияет на расположение лотка подачи. Во время работы, если отклонения от проектных требований чрезмерны, то столбец может больше не справляться с задачей разделения.К преодолеть проблемы, связанные с фидом, некоторые столбцы разработан так, чтобы иметь несколько точек подачи, когда ожидается кормление содержать различное количество компонентов.
Рефлюкс Условия
As коэффициент рефлюкса увеличивается, градиент рабочей линии для секции ректификации приближается к максимальному значению 1.Физически это означает, что все больше и больше жидкости богат более летучими компонентами, которые повторно используются в столбец. Разделение становится лучше и, следовательно, меньше. лотки необходимы для достижения такой же степени разделения. Минимум лотки требуются в условиях полного орошения, т. е. нет извлечения дистиллята.

Вкл. с другой стороны, при уменьшении рефлюкса рабочая линия для секция ректификации движется к линии равновесия.«Щепотка» между рабочей и равновесной линиями становится более выраженным, и требуется все больше и больше лотков. Этот легко проверить с помощью метода МакКейба-Тиле.

предельное состояние возникает при минимальном рефлюксе рацион, когда потребуется бесконечное количество лотков чтобы произвести разделение. Большинство столбцов разработан для работы от 1,2 до 1,5 минимального орошения соотношение, потому что это примерно область минимального эксплуатационные расходы (большее количество орошения означает более высокую нагрузку на ребойлер).

Пар Условия потока
Неблагоприятный условия потока пара могут вызвать
  • пенообразование
  • захват
  • плач / сброс
  • затопление
Вспенивание
Вспенивание относится к расширению жидкости из-за прохождения пара или газ.Хотя он обеспечивает высокую межфазную поверхность раздела жидкость-пар. контакта, чрезмерное пенообразование часто приводит к скоплению жидкости на подносы. В некоторых случаях пенообразование может быть настолько сильным, что пена смешивается с жидкостью на лотке выше. Будет ли пенообразование возникать зависит в первую очередь от физических свойств жидкости смеси, но иногда это связано с конструкцией и состоянием лотков. Какой бы ни была причина, эффективность разделения всегда снижается.
Унос
Увлечение относится к жидкости, переносимой паром до тарелки выше и снова вызвано высокими расходами пара. Это вредно потому что эффективность лотка снижается: меньше летучих материалов переносится на пластину, содержащую жидкость с более высокой летучестью. Это также может привести к загрязнению дистиллята высокой чистоты. Излишний увлечение может привести к затоплению.
Плач / сброс
Это явление вызвано низким потоком пара. Оказываемое давление паром недостаточно, чтобы удерживать жидкость на лоток. Таким образом, жидкость начинает вытекать через перфорационные отверстия. Чрезмерный плач приведет к сбросу. Это жидкость на всех лотках развалится (сбросится) на основание столбец (через эффект домино), и столбец должен быть перезапущен.О плаче свидетельствует резкое падение давления. в колонне и снижение эффективности разделения.
Наводнение
Наводнение вызвано чрезмерным потоком пара, в результате чего жидкость быть увлеченным паром вверх по колонне. Увеличенный давление избыточного пара также поддерживает жидкость в сливной стакан, вызывая увеличение задержки жидкости на табличка выше.В зависимости от степени затопления максимальная мощность колонки может быть сильно снижена. Наводнение обнаруживается по резкому увеличению перепада давления в колонке и значительное снижение эффективности разделения.
Температура ребойлера
По мере того, как ребойлер медленно закупоривается со стороны трубы, температура нижней части понижается, что приводит к низкому потоку пара. Онлайн-мониторинг коэффициента теплопередачи в системе управления может выявить эту проблему на ранней стадии наряду с мониторингом температуры кубовых остатков.Самоочищающийся теплообменник при использовании вместо ребойлера может смягчить эту проблему.
Понижение вакуума
Небольшое падение вакуума вызывает повышение температуры (точек) кипения, что приводит к низкому потоку пара, потере производительности и нестандартным продуктам.
Влажный корм
Если в колонну обычно подается сухое углеводородное сырье, но сырье загрязняется водой, то в какой-то момент, когда смесь вода / углеводород входит в колонну, вода может испаряться так быстро, что это вызывает событие избыточного давления.Это может повредить лотки. Это влияет на эффективность колонки и качество продукции.
Колонна Диаметр
Мост из вышеперечисленных факторов, влияющих на работу колонки, связано с пар условия потока: либо чрезмерный, либо слишком низкий. Скорость потока пара зависит от диаметра колонны. Плач определяет минимум поток пара, необходимый при заводнении, определяет максимальное количество пара допустимый поток, следовательно, емкость колонки.Таким образом, если диаметр колонны имеет неправильный размер, столбец не будет работать должным образом. Не только возникнут ли эксплуатационные проблемы, желаемое разделение обязанностей не может быть достигнуто.
Государство лотков и упаковок
Помните что фактическое количество лотков, необходимое для определенного разделения нагрузка определяется эффективностью плиты, а насадки если используются упаковки.Таким образом, любые факторы, вызывающие снижение в эффективности лотка также изменит производительность колонки. На эффективность лотков влияют загрязнения, износ и коррозия. и скорость, с которой это происходит, зависит от свойств обрабатываемые жидкости. Таким образом, соответствующие материалы должны быть указанным для конструкции лотка.
Погода Условия
Мост ректификационные колонны открыты для атмосферы.Хотя многие колонн утеплены, изменение погодных условий может по-прежнему влияют на работу столбца. Таким образом, ребойлер должен быть соответствующим образом размер, чтобы гарантировать, что достаточно пара может генерироваться во время холода и ветреные периоды, и что его можно достаточно уменьшить во время жаркие сезоны. То же самое и с конденсаторами.
Эти некоторые из наиболее важных факторов, которые могут вызвать плохую дистилляцию производительность колонки.Другие факторы включают изменение условий эксплуатации. и пропускная способность, вызванная изменением условий добычи и изменение спроса на продукцию. Все эти факторы, включая соответствующую систему управления, следует учитывать на этапах проектирования, потому что после того, как колонна будет построена и установлена, Ничего особенного нельзя сделать, чтобы исправить ситуацию, не навлекая значительные затраты. Управление ректификационными колоннами — полевая само по себе, но это уже другая история.COSTELLO может предоставить инженерный дизайн для новых столбцов и поддержку / устранение неисправностей для существующих столбцов. Наши инженеры имеют большой опыт работы с контрольно-измерительными приборами для колонн.

Устранение неполадок при изменении температуры с рефлюксом

Колебания температуры могут быть обычной проблемой при отгонке с обратным холодильником, но в большинстве случаев ее можно относительно легко решить. Допустим, вы используете самогон в режиме рефлюкса, и температура поднимается примерно до 172 °, затем падает до 144 °, снова поднимается до 170 °, а затем внезапно падает до 150 °.Это может происходить по разным причинам, и сегодня мы рассмотрим несколько различных способов их устранения, которые рекомендует Рик.

Вы используете нестандартный источник тепла.

Некоторые дистилляторы используют под самогонным аппаратом электрическую плиту, которая не может работать на полную мощность в течение длительного времени. Конфорки склонны к циклическому включению, потому что у них есть встроенный термостатический контроль, который заставляет их циклически включаться и выключаться. Чрезвычайно важно использовать постоянный источник тепла, когда самогонный аппарат работает в режиме орошения.Электрические нагревательные элементы более безопасны, чем газовые, поэтому, если вы хотите оставаться на электрическом, переключитесь на нециклический источник тепла, который был построен, чтобы выдерживать пребывание при высокой температуре в течение длительных периодов времени, например наш ленточный нагреватель или неподвижный нагреватель. Если вы хотите использовать газовый обогреватель, просто убедитесь, что вы защитили дно чайника от повреждений из-за возможных скачков тепла.

Ваша охлаждающая вода нестабильна.

Опять же, здесь последовательность. Если температура охлаждающей воды или скорость потока колеблются, это повлияет на температуру пара в верхней части колонны самогонного аппарата.Использование погружного водяного насоса для рециркуляции охлаждающей воды отлично подходит для контроля температуры воды. Рик рекомендует сделать его как можно более холодным, поэтому просто продолжайте добавлять лед в резервуар для воды, из которого вы циркулируете воду (обычно это большой кулер или чистая и пустая корзина для мусора).

Другая причина, по которой охлаждающая вода может быть виновником, заключается в том, что скорость потока воды непостоянна, увеличивается или уменьшается. Мы также видели, что это часто случается с дистилляторами, которые используют открытый шланг, так как давление воды может измениться.

Вы работаете на свежем воздухе в прохладный день.

Наружная температура — один из многих факторов, влияющих на ваш бег. Если дует сильный бриз или порыв ветра, это влияет на температуру окружающей среды не только самогонного аппарата, но и охлаждающей воды, протекающей через охлаждающие трубопроводы. Вы захотите либо подождать и дистиллировать в не такой ветреный день, либо найти способ защитить свой самогонный аппарат от ветра.

Вы слишком плотно набили ректификационную колонну.

При перегонке в режиме орошения насадка колонны служит нескольким целям, одна из которых — обеспечить большую площадь поверхности внутри дистилляционной колонны для ранней конденсации, что помогает увеличить орошение. Следовательно, вам нужно упаковать всю колонну рефлюкса, чтобы получить как можно большую площадь поверхности. Однако, если вы упаковываете свою колонну рулонами медной сетки, есть вероятность, что вы могли слишком плотно свернуть медную сетку, оставив слишком мало пустого пространства для подъема пара и опускания жидкости.Это создает барьер, вызывая засоры и скачки, которые влияют на температуру в верхней части самогонного аппарата, когда пар, наконец, может устремиться сквозь него. Этот цикл повторяется, приводя к температурам йо-йо на протяжении всего процесса блокировки и всплеска. Попробуйте вынуть медную сетку и проверить, нет ли препятствий, вызванных плотной медной сеткой.

Надеюсь, эта информация поможет вам, когда вы узнаете больше о дистилляции! Если у вас есть дополнительные вопросы, свяжитесь с нами здесь.

Дистилляционная колонна — обзор

4.2.3 Колонны

Дистилляционные колонны (дистилляционные башни) состоят из нескольких компонентов, каждый из которых используется либо для передачи тепловой энергии, либо для улучшения передачи материала. Типичная дистилляционная колонна состоит из нескольких основных частей:

Вертикальный кожух, в котором осуществляется разделение компонентов.

Внутренние элементы колонны, такие как лотки, тарелки или насадки, которые используются для улучшения разделения компонентов.

Ребойлер, обеспечивающий необходимое испарение для процесса дистилляции.

Конденсатор для охлаждения и конденсации пара, выходящего из верхней части колонны.

Емкость для орошения для удерживания сконденсированного пара из верхней части колонны, чтобы жидкость (орошение) могла быть возвращена обратно в колонну.

В вертикальном кожухе размещены внутренние части колонны, вместе с конденсатором и ребойлером образуется дистилляционная колонна (Рисунок 4.6).

Рисунок 4.6. Отдельные части колонны атмосферной дистилляции.

Источник : Speight, J.G. 2007. Химия и технология нефти 4 -е издание . CRC Press, Taylor & amp; Francis Group, Бока-Ратон, Флорида.

В установке для перегонки нефти жидкая смесь исходного сырья обычно вводится около середины колонны на тарелку, известную как загрузочная тарелка. Этот лоток делит колонну на верхнюю (обогащение, ректификация) и нижнюю (очистка).Сырье стекает по колонне, где собирается в нижней части ребойлера. В ребойлер подается тепло для образования пара. Источником подводимого тепла может быть любая подходящая жидкость. На большинстве химических заводов это обычно пар, а источником нагрева могут быть потоки на выходе из других колонн. Пар, поднятый в ребойлере, повторно вводится в установку в нижней части колонны. Жидкость, удаляемая из ребойлера, известна как нижняя часть.

Пар движется вверх по колонне; когда он выходит из верхней части агрегата, он охлаждается конденсатором.Конденсированная жидкость хранится в емкости для выдержки, известной как орошающий барабан. Некоторая часть этой жидкости возвращается обратно в верхнюю часть колонны, и это называется орошением. Конденсированная жидкость, которая удаляется из системы, известна как дистиллят или головной продукт. Таким образом, внутри колонны существуют внутренние потоки пара и жидкости, а также внешние потоки сырья и потоки продуктов в колонну и из нее.

Колонна разделена на несколько горизонтальных секций металлическими поддонами или пластинами, каждая из которых является эквивалентом перегонного куба.Чем больше тарелок, тем больше повторная перегонка и, следовательно, лучше фракционирование или разделение смеси, подаваемой в башню. Башня для фракционирования сырой нефти может иметь диаметр 13 футов и высоту 85 футов, высота определяется по общей формуле:

c = 220d2r

Где c — производительность в баррелях в сутки, d — диаметр в футах, и r — количество остатка, выраженное в виде доли сырья (Nelson, 1943).

Сырье в типичную колонну попадает в зону испарения или мгновенного испарения, в зону без тарелок.Большинство лотков обычно располагается над этой зоной. Однако подача в барботажную башню может осуществляться в любой точке сверху вниз с лотками выше и ниже точки входа. Это, конечно, зависит от типа сырья и желаемых характеристик продуктов.

4.2.3.a Лотковые колонны

Тарельчатые колонны обычно объединяют открытый проточный канал с водосливами, сливными стаканами и теплообменниками. Свободному поверхностному потоку над тарелкой мешают пузырьки газа, проходящие через перфорированную тарелку; с возможной утечкой жидкости через верхний лоток.

Обычно лотки представляют собой горизонтальные плоские металлические листы специальной сборки, которые размещаются на определенном расстоянии в вертикальной цилиндрической колонне. Лотки состоят из двух основных частей: (1) часть, где происходит контакт пара (газа) и жидкости — зона контакта , и (2) часть, где пар и жидкость разделяются после контакта — зона сливного стакана . .

Классификация лотков основана на:

1.

Тип пластины, используемой в зоне контакта.

2.

Тип и количество сливных стаканов, образующих зону сливного стакана.

3.

Направление и путь жидкости, протекающей через контактную зону тарелки.

4.

Направление потока пара (газа) через (отверстия в) пластине.

5.

Наличие перегородок, уплотнений или других дополнений в зоне контакта для улучшения разделительной способности лотка.

Обычные типы пластин для использования в зоне контакта :

1.

Подносы с колпачком , в которых колпачки устанавливаются над стояками, закрепленными на пластине (рисунок 4.5). Колпачки бывают самых разных размеров и форм: круглые, квадратные и прямоугольные (туннельные).

2.

Ситовые лотки с отверстиями разной формы (круглые, квадратные, треугольные, прямоугольные (прорези), звездочки), отверстиями разного размера (от примерно 2 мм до примерно 25 мм) и несколькими отверстиями. узоры (треугольные, квадратные, прямоугольные).

3.

Клапан Лотки, которые также доступны в различных формах клапана (круглые, квадратные, прямоугольные, треугольные), размерах, весе (легкие и тяжелые), размерах отверстий, а также в виде фиксированных или плавающих клапанов. .

Лотки обычно имеют один или несколько сливных стаканов. Тип и количество используемых в основном зависят от площади сливного стакана , необходимой для обработки потока жидкости. Однопроходные тарелки — это те, у которых есть один сливной стакан, подающий жидкость из тарелки выше.Это единственная барботажная зона, через которую жидкость проходит, чтобы контактировать с паром, и один сливной стакан, через который жидкость проходит на тарелку ниже.

Лотки с несколькими сливными стаканами и, следовательно, с несколькими проходами для жидкости, могут иметь несколько геометрических форм. Сливные стаканы могут проходить параллельно от стены к стене, или они могут поворачиваться на 90 или 180 градусов на последовательных лотках. Схема расположения сливного стакана определяет расположение канала потока жидкости и направление потока жидкости в зоне контакта тарелок.

Задание предпочтительного направления пару, протекающему через отверстия в пластине, побудит жидкость течь в том же направлении. Таким образом, можно управлять расходом и направлением потока жидкости, а также высотой жидкости. Наличие перегородок , сетка сита или матов туманоуловителя , неплотно или ограниченно сбрасываемого уплотнения и / или добавление других устройств в зоне контакта может быть полезным для улучшения контактных характеристик лотка, и, следовательно, его эффективность разделения.

Самым важным параметром тарелки является ее эффективность разделения, и четыре критерия важны при проектировании и работе тарелочной колонны. Для обеспечения требуемого разделения:

1.

Уровень эффективности лотка в нормальном рабочем диапазоне.

2.

Скорость парообразования на «верхнем пределе», то есть максимальной паровой нагрузке.

3.

Скорость пара на «нижнем пределе», т.е.е., минимальная паровая нагрузка.

4.

Падение давления в тарелке.

Эффективность разделения тарелки является основой производительности колонны в целом. Основная функция дистилляционной колонны — разделение потока сырья на (по меньшей мере) один поток верхнего продукта и один поток нижнего продукта. О качестве разделения, выполняемого в колонне, можно судить по чистоте верхнего и нижнего потоков продукта. Спецификация уровней примесей в верхнем и нижнем потоках и степень извлечения чистых продуктов устанавливают критерии успешной работы дистилляционной колонны.

Очевидно, что на эффективность лотка в первую очередь влияет конкретный рассматриваемый компонент. Это особенно актуально для многокомпонентных систем, в которых эффективность может быть разной для каждого компонента из-за его различной диффузионной способности, диффузионных взаимодействий и различных факторов срыва. Скорость потока пара также является фактором эффективности тарелки. Обычно увеличение скорости потока увеличивает эффективную скорость массопереноса, одновременно уменьшая время контакта.Эти противодействующие эффекты приводят к примерно постоянному значению эффективности лотка в его нормальном рабочем диапазоне. При приближении к нижнему рабочему пределу лоток начинает плакать и теряет эффективность.

4.2.3.b Колонны с насадками

Насадочные колонны похожи на реакторы с тонким струйным слоем, где пленка жидкости стекает вниз по поверхности насадки, контактируя с восходящим потоком газа. Небольшой фрагмент геометрии насадки можно точно проанализировать, предполагая периодические граничные условия.Это позволяет калибровать модель пористой среды для большого сегмента насадки.

Насадка в дистилляционной колонне создает поверхность для растекания жидкости. Это обеспечивает большую площадь поверхности для массообмена между жидкостью и паром.

Тепло, температура и проводимость | Глава 2: Состояния материи

Примечание. Энергия также может передаваться посредством излучения и конвекции, но в этой главе речь идет только о передаче тепла посредством теплопроводности.

  • Обсудите, что происходит, когда ложку помещают в горячую жидкость, такую ​​как суп или горячий шоколад.

    Спросите студентов:

    Вы когда-нибудь клали металлическую ложку в горячий суп или горячий шоколад, а затем прикасались ложкой ко рту? Как вы думаете, что может происходить между молекулами супа и атомами в ложке, чтобы ложка стала горячей?
    Студентам не обязательно полностью отвечать на эти вопросы в настоящее время. Более важно, чтобы они начали думать, что что-то происходит на молекулярном уровне, что заставляет одно вещество делать другое горячее.

    Раздайте каждому учащемуся лист с упражнениями.

    Учащиеся запишут свои наблюдения и ответят на вопросы о занятии в листе действий. «Объясни это с помощью атомов и молекул» и «Возьми это». Дальнейшие разделы рабочего листа будут заполнены либо в классе, либо в группах, либо индивидуально в зависимости от ваших инструкций. Посмотрите на версию листа с заданиями для учителя, чтобы найти вопросы и ответы.

  • Предложите учащимся изучить, что происходит, когда металл комнатной температуры помещается в горячую воду.

    Если вы не можете получить материалы для всех групп для выполнения этого упражнения, вы можете выполнить это задание в качестве демонстрации или показать учащимся видеоролики «Нагревательные стиральные машины» и «Охлаждающие стиральные машины».

    Вопрос для расследования

    Почему температура объекта меняется, когда он помещен в горячую воду?

    Материалы для каждой группы

    • 2 комплекта больших металлических шайб на шнурке
    • Стакан из пенополистирола с горячей водой
    • Вода комнатной температуры
    • 2 термометра
    • Градуированный цилиндр или стакан

    Материалы для учителя

    • 1 стакан из пенополистирола
    • Термометр
    • Конфорка или кофеварка
    • Большой стакан или кофейник

    Подготовка учителей

    • С помощью веревки свяжите вместе 5 или 6 металлических шайб, как показано.Каждой группе учеников понадобится два набора шайб, завязанных веревкой.
    • Повесьте один комплект стиральных машин для каждой группы в горячей воде на плите или в воде в кофеварке, чтобы стиральные машины могли нагреться. Эти стиральные машины должны оставаться горячими до второй половины работы.
    • Другой набор следует оставить при комнатной температуре и передать студентам вместе с материалами для упражнения.
    • Непосредственно перед упражнением налейте около 30 миллилитров (2 столовых ложки) горячей воды (около 50 ° C) в чашку из пенополистирола для каждой группы.Обязательно налейте одну чашку горячей воды, чтобы использовать ее в качестве контроля.

    Сообщите учащимся, что они собираются посмотреть, изменится ли температура горячей воды в результате помещения в воду металлических шайб комнатной температуры. Единственный способ узнать, вызывают ли стиральные машины изменение температуры, — это выпить чашку горячей воды без стиральных машин. Объясните, что у вас будет чашка с горячей водой, которая будет контрольным.

    Вам нужно будет положить термометр в чашку с горячей водой одновременно с учениками.Попросите учащихся записать начальную температуру контрольной панели в своих таблицах на листе действий вместе с начальной температурой их собственной чашки с горячей водой. Температура двух образцов должна быть примерно одинаковой.

    Процедура

    1. Поместите в чашку термометр, чтобы измерить начальную температуру воды. Запишите температуру воды в столбце «До» таблицы на листе активности. Не забудьте также записать начальную температуру воды в контрольной чашке.
    2. Используйте другой термометр для измерения температуры стиральных машин. Запишите это в колонку «До».

    Примечание. Измерять температуру шайб обычным термометром немного неудобно, потому что между шариком термометра и поверхностью шайб есть небольшая точка соприкосновения. Стиральные машины должны иметь комнатную температуру.

    Попросите учащихся сделать прогноз:

    • Что произойдет с температурой воды и стиральных машин, если вы поместите стиральные машины в горячую воду?
    1. Держа термометр в воде, возьмитесь за шнур и полностью опустите металлические шайбы в горячую воду.

    2. Наблюдать за любым изменением температуры воды. Оставьте стиральные машины в воде, пока температура не перестанет меняться. Запишите температуру воды в каждой чашке в столбце «После».
    Таблица 1. Показания температуры стиральных машин комнатной температуры, помещенных в горячую воду
    Температура… Перед После
    Вода в чашке
    Вода в контрольной чашке
    Шайба металлическая
    1. Выньте шайбы из воды.Затем измерьте и запишите температуру стиральных машин в столбце «После».
    2. Опорожните чашку в контейнер для отходов или в раковину.

    Ожидаемые результаты

    Температура воды немного снизится, а температура стиральных машин немного повысится. Величина понижения и повышения температуры на самом деле не так уж и важна. Важно то, что температура воды понижается, а в стиральных машинах повышается.

    Подробнее об энергии и температуре читайте в разделе «Биография учителя».

    Примечание. В конце концов, два соприкасающихся объекта с разной температурой будут иметь одинаковую температуру. Во время занятия мойки и вода, скорее всего, будут разной температуры. В этом упражнении стиральная машина и вода контактируют только в течение короткого времени, поэтому, скорее всего, температура не будет одинаковой.

    Студенты могут спросить, почему температура воды снизилась на другую величину, чем повысилась температура стиральных машин.В воде осталось то же количество энергии, что и в стиральных машинах, но для изменения температуры разных веществ требуется другое количество энергии.

  • Предложите учащимся изучить, что происходит, когда горячий металл помещается в воду комнатной температуры.

    Спросите студентов:

    • Как вы думаете, изменится температура, если вы поместите горячие стиральные машины в воду комнатной температуры?

    Налейте в контрольную чашку около 30 миллилитров воды комнатной температуры.Поместите термометр в чашку и скажите учащимся температуру воды.

    • Налейте в чашку из пенополистирола около 30 миллилитров воды комнатной температуры.
    • Поместите термометр в воду и запишите его температуру в столбце «До» таблицы на листе активности. Не забудьте также записать начальную температуру воды в контрольной чашке.
    • Извлеките стиральные машины из горячей воды, в которой они нагревали, и быстро с помощью термометра измерьте температуру стиральных машин.Запишите это в столбце «До» на листе занятий.
    • Пока термометр все еще находится в воде, возьмитесь за шнур и полностью опустите горячие металлические шайбы в воду.
    • Наблюдать за любым изменением температуры воды. Оставьте стиральные машины в воде, пока температура не перестанет меняться. Запишите температуру воды в вашей чашке в столбце «После» в таблице ниже. Также запишите температуру воды в контрольной чашке.
    • Вынуть шайбы из воды.Измерьте и запишите температуру стиральных машин.
    Таблица 2. Показания температуры для горячих стиральных машин, помещенных в воду комнатной температуры
    Температура… Перед После
    Вода в чашке
    Вода в контрольной чашке
    Шайба металлическая

    Ожидаемые результаты

    Температура воды повышается, а температура стиральных машин понижается.

  • Обсудите наблюдения студентов и то, что могло вызвать изменение температуры металлических шайб и воды.

    Спросите студентов:

    Как изменилась температура стиральных машин и воды в обеих частях деятельности?
    Исходя из своих данных, учащиеся должны понимать, что температура стиральных машин и воды изменилась.
    Почему, как вы думаете, изменилась температура, зная, что вы делаете с нагреванием и охлаждением атомов и молекул?
    Если необходимо, помогите студентам задуматься о том, почему температура каждого из них изменилась, спросив их, что, вероятно, движется быстрее, атомы в металлических шайбах или молекулы в воде.Скажите студентам, что анимация молекулярной модели, которую вы покажете дальше, покажет им, почему температура обоих изменилась.
  • Покажите две анимации, чтобы помочь учащимся понять, как энергия передается от одного вещества к другому.

    Показать анимацию молекулярной модели Ложка с подогревом.

    Укажите студентам, что молекулы воды в горячей воде движутся быстрее, чем атомы в ложке.Молекулы воды ударяются об атомы ложки и передают этим атомам часть своей энергии. Вот как энергия воды передается ложке. Это увеличивает движение атомов в ложке. Поскольку движение атомов в ложке увеличивается, температура ложки увеличивается.

    Это нелегко заметить, но когда быстро движущиеся молекулы воды ударяются о ложку и ускоряют атомы в ложке, молекулы воды немного замедляются.Таким образом, когда энергия передается от воды к ложке, ложка становится теплее, а вода холоднее.

    Объясните учащимся: когда быстро движущиеся атомы или молекулы сталкиваются с более медленно движущимися атомами или молекулами и увеличивают их скорость, передается энергия. Передаваемая энергия называется теплом. Этот процесс передачи энергии называется проводимостью.

    Покажите анимацию молекулярной модели «Охлажденная ложка».

    Укажите студентам, что в этом случае атомы в ложке движутся быстрее, чем молекулы воды в холодной воде.Быстрее движущиеся атомы в ложке передают часть своей энергии молекулам воды. Это заставляет молекулы воды двигаться немного быстрее, а температура воды повышается. Поскольку атомы в ложке передают часть своей энергии молекулам воды, атомы в ложке немного замедляются. Это вызывает снижение температуры ложки.

    Спросите студентов:

    Опишите, как процесс проводимости вызвал изменение температуры стиральных машин и воды в процессе работы.

    Стиральные машины комнатной температуры в горячей воде
    Когда стиральные машины комнатной температуры помещаются в горячую воду, более быстро движущиеся молекулы воды ударяются о медленно движущиеся атомы металла и заставляют атомы в шайбах двигаться немного быстрее. Это вызывает повышение температуры стиральных машин. Поскольку часть энергии воды была передана металлу, чтобы ускорить их, движение молекул воды уменьшается. Это вызывает снижение температуры воды.
    Горячие стиральные машины в воде комнатной температуры
    Когда горячие металлические шайбы помещаются в воду комнатной температуры, более быстро движущиеся атомы металла сталкиваются с более медленно движущимися молекулами воды и заставляют молекулы воды двигаться немного быстрее. Это вызывает повышение температуры воды. Поскольку часть энергии от атомов металла была передана молекулам воды, чтобы ускорить их, движение атомов металла уменьшается. Это вызывает снижение температуры стиральных машин.
  • Обсудите связь между движением молекул, температурой и проводимостью.

    Спросите студентов:

    Как движение атомов или молекул вещества влияет на температуру вещества?
    Если атомы или молекулы вещества движутся быстрее, это вещество имеет более высокую температуру. Если его атомы или молекулы движутся медленнее, значит, он имеет более низкую температуру.
    Что такое проводимость?
    Проводимость возникает, когда два вещества при разных температурах контактируют. Энергия всегда передается от вещества с более высокой температурой к веществу с более низкой температурой. По мере того как энергия передается от более горячего вещества к более холодному, более холодное вещество нагревается, а более горячее вещество — холоднее. В конце концов, температура обоих веществ становится одинаковой.

    Студенты склонны понимать нагревание, но часто имеют неправильное представление о том, как вещи охлаждаются.Так же, как нагревание вещества, охлаждение вещества также работает за счет теплопроводности. Но вместо того, чтобы сосредотачиваться на ускорении более медленно движущихся молекул, вы сосредотачиваетесь на замедлении более быстро движущихся молекул. Более быстрые атомы или молекулы более горячего вещества контактируют с более медленными атомами или молекулами более холодного вещества. Более быстрые атомы и молекулы передают часть своей энергии более медленным атомам и молекулам. Атомы и молекулы более горячего вещества замедляются, и его температура понижается.Объект или вещество не могут стать холоднее, если добавить им «холода». Что-то может стать холоднее, только если его атомы и молекулы передадут свою энергию чему-то более холодному.

  • Попросите учащихся нарисовать молекулярные модели, чтобы показать проводимость между ложкой и водой.

    Примечание. На модели, которую вы покажете учащимся, изменение скорости как молекул воды, так и атомов в ложке представлено разным количеством линий движения.Учащиеся могут помнить, что, когда атомы или молекулы движутся быстрее, они отдаляются друг от друга, а когда они движутся медленнее, они сближаются. Для этого действия изменение расстояния между молекулами воды или между атомами в ложке не является фокусом, и поэтому оно не отображается в модели. Вы можете сказать учащимся, что модели могут выделять одну особенность над другой, чтобы помочь сосредоточиться на главном представляемом моменте.

    Ложка комнатной температуры, помещенная в горячую воду

    Проецируйте иллюстрации «Ложка в горячей воде до и после» из рабочего листа.

    Попросите учащихся взглянуть на линии движения на картинке «До» на их рабочем листе. Затем спросите студентов, как изменится движение атомов и молекул на картинке «После». На листе действий вместе с проецируемым изображением нет линий движения на рисунке «После». Правильно их ввести — задача студентов.

    Попросите учащихся добавить линии движения к иллюстрации «После» и добавить описательные слова, такие как «теплее» или «холоднее», чтобы описать изменение температуры воды и ложки.

    Горячая ложка в воде комнатной температуры

    Проектируйте иллюстрации Горячая ложка в воде комнатной температуры до и после из рабочего листа

    Попросите учащихся посмотреть второй набор картинок «До» и «После». Попросите учащихся добавить линии движения к иллюстрации «После» и добавить описательные слова, такие как «теплее» или «холоднее», чтобы описать изменение температуры воды и ложки.

  • Покажите моделирование, чтобы проиллюстрировать, что температура — это средняя кинетическая энергия атомов или молекул.

    Следующее моделирование показывает, что при любой температуре атомы или молекулы вещества движутся с разными скоростями. Некоторые молекулы движутся быстрее других, некоторые медленнее, но большинство находятся посередине.

    Примечание. После нажатия кнопки «Старт» симуляция будет работать лучше всего, если вы переберете все кнопки, прежде чем использовать ее для обучения учащихся.

    Показать температуру моделирования.

    • Перебрав кнопки «Холодный», «Средний» и «Горячий», выберите «Средний», чтобы начать обсуждение с учащимися.Скажите студентам, что это моделирование показывает взаимосвязь между энергией, движением молекул и температурой.

    Скажите студентам, что все, что имеет массу и движется, независимо от размера или размера, обладает определенным количеством энергии, называемой кинетической энергией. Температура вещества дает вам информацию о кинетической энергии его молекул. Чем быстрее движутся молекулы вещества, тем выше кинетическая энергия и температура. Чем медленнее движутся молекулы, тем ниже кинетическая энергия и температура.Но при любой температуре молекулы не все движутся с одинаковой скоростью, поэтому температура на самом деле является мерой средней кинетической энергии молекул вещества.

    • Эти идеи применимы к твердым телам, жидкостям и газам. Маленькие шарики в симуляции представляют молекулы и меняют цвет, чтобы помочь визуализировать их скорость и кинетическую энергию. Медленные — синие, более быстрые — фиолетовые или розовые, а самые быстрые — красные. Объясните также, что скорость отдельных молекул изменяется в зависимости от их столкновений с другими молекулами.Молекулы передают свою кинетическую энергию другим молекулам посредством проводимости. Когда быстро движущаяся молекула сталкивается с более медленной молекулой, более медленная молекула ускоряется (и становится более красной), а более быстрая молекула замедляется (и становится более синей).

    • Объясните, что при любой температуре большинство молекул движутся примерно с одинаковой скоростью и имеют примерно одинаковую кинетическую энергию, но всегда есть некоторые, которые движутся медленнее, а некоторые — быстрее. Температура на самом деле представляет собой комбинацию или среднее значение кинетической энергии молекул.Если бы вы могли поместить в эту симуляцию термометр, он бы столкнулся с молекулами, движущимися с разной скоростью, так что он регистрировал бы среднюю кинетическую энергию молекул.

    Чтобы добавить энергии, начните с «Холодный», затем нажмите «Средний», а затем «Горячий».

    Спросите студентов:

    Что вы замечаете в молекулах при добавлении энергии?
    По мере прибавления энергии больше молекул движется быстрее.Розовых и красных молекул больше, но есть еще более медленные синие.

    Чтобы удалить энергию, начните с «Горячий», затем нажмите «Средний», а затем «Холодный».

    Спросите студентов:

    Что вы замечаете в молекулах по мере удаления энергии?
    По мере удаления энергии большее количество молекул движется медленнее. Пурпурных и синих молекул больше, но некоторые все еще меняют цвет на розовый.
  • Предложите студентам попробовать одно или несколько расширений и использовать дирижирование для объяснения этих общих явлений.

    Сравните фактическую температуру и ее ощущения для различных предметов в комнате.

    Спросите студентов:

    Коснитесь металлической части стула или ножки стола, а затем прикоснитесь к обложке учебника. Кажется, что эти поверхности имеют одинаковую или разную температуру?
    Они должны чувствовать себя по-другому.
    Почему металл становится холоднее, хотя его температура такая же, как у картона?
    Скажите ученикам, что, хотя металл кажется холоднее, металл и картон на самом деле имеют одинаковую температуру.Если учащиеся не верят этому, они могут использовать термометр, чтобы измерить температуру металла и картона в комнате. Находясь в одном помещении с одинаковой температурой воздуха, обе поверхности должны иметь одинаковую температуру.

    Покажите анимацию «Проводя энергию», чтобы ответить на вопрос, почему металл холоднее картона.

    Скажите студентам, чтобы они наблюдали за движением молекул в металле, картоне и в пальце.

    Объясните: молекулы в вашем пальце движутся быстрее, чем молекулы металла при комнатной температуре.Таким образом, энергия вашего пальца передается металлу. Поскольку металл является хорошим проводником, энергия передается от поверхности через металл. Молекулы в вашей коже замедляются, поскольку ваш палец продолжает отдавать энергию металлу, поэтому ваш палец кажется более прохладным.

    Подобно металлу, молекулы в вашем пальце движутся быстрее, чем молекулы в картоне, имеющем комнатную температуру. Энергия передается от пальца к поверхности картона.Но поскольку картон является плохим проводником, энергия не легко передается от поверхности через картон. Молекулы в вашей коже движутся примерно с одинаковой скоростью. Поскольку ваш палец не теряет много энергии для картона, он остается теплым.

    Сравните фактическую температуру с ощущением температуры воды и воздуха.

    Попросите учащихся использовать два термометра для сравнения температуры воды комнатной температуры и температуры воздуха.Они должны быть примерно одинаковыми.

    Спросите студентов:

    Опустите палец в воду комнатной температуры, а другой — в воздух. Кажется, что вода и воздух имеют одинаковую или разную температуру?
    Палец в воде должен стать холоднее.
    Почему вода кажется прохладнее, хотя ее температура такая же, как у воздуха?
    Напомните ученикам, что, хотя вода кажется более холодной, на самом деле вода и воздух имеют примерно одинаковую температуру.Студенты должны понимать, что вода лучше проводит энергию, чем воздух. Чем быстрее энергия отводится от пальца, тем холоднее становится кожа.

    Подумайте, почему чашки с холодной и горячей водой достигают комнатной температуры.

    Попросите учащихся подумать и объяснить следующую ситуацию:

    Допустим, вы поставили чашку холодной воды в одну комнату, а чашку горячей воды — в другую. В обеих комнатах одинаковая комнатная температура.Почему холодная вода становится теплее, а горячая холоднее?
    В обоих случаях энергия переместится из области с более высокой температурой в область с более низкой температурой. Таким образом, энергия воздуха комнатной температуры перейдет в холодную воду, которая нагревает воду. А энергия горячей воды перейдет в более прохладный воздух, который охлаждает воду.
  • Температура и вода

    • Школа наук о воде ГЛАВНАЯ • Темы о свойствах воды •

    The U.Геологическая служба США (USGS) уже более века измеряет, сколько воды течет в реках, определяет уровень грунтовых вод и собирает пробы воды для описания качества этих вод. Были сделаны миллионы измерений и анализов, на которые повлияла температура воды.

    Значение температуры воды

    Температура оказывает большое влияние на биологическую активность и рост. Температура определяет виды организмов, которые могут жить в реках и озерах.Рыбы, насекомые, зоопланктон, фитопланктон и другие водные виды имеют предпочтительный температурный диапазон. По мере того, как температура становится слишком большой выше или ниже этого предпочтительного диапазона, количество особей вида уменьшается, пока, наконец, не останется ни одной.

    Температура также важна из-за ее влияния на химический состав воды. Скорость химических реакций обычно увеличивается при более высокой температуре. Вода, особенно грунтовая вода , с более высокими температурами может растворять больше минералов из окружающей породы и, следовательно, будет иметь более высокую электропроводность .И наоборот, если рассматривать газ, такой как кислород, растворенный в воде. Подумайте, насколько холодная газировка «пузырится» по сравнению с теплой. Холодная сода может удерживать больше пузырьков углекислого газа, растворенных в жидкости, чем теплая, из-за чего она кажется более шипучей, когда вы ее пьете.

    Теплая вода ручья может повлиять на водную жизнь в ручье. Теплая вода содержит на меньше растворенного кислорода , чем холодная вода, и может не содержать достаточно растворенного кислорода для выживания различных видов водных организмов.Некоторые соединения также более токсичны для водных организмов при более высоких температурах.

    Непроницаемые поверхности способствуют попаданию горячей воды в ручьи

    Горячая парковка может вызвать попадание нагретых стоков в ручьи.

    Возможно, вы не думаете, что температура воды считается важным показателем качества воды. В конце концов, температура не является химическим веществом и не имеет физических свойств, которые вы можете увидеть. Но если вы спросите рыбу, важна ли температура воды, в которой она живет, она закричит: «Да» (если бы она могла говорить)! В естественной среде температура не слишком важна для водной флоры и фауны, поскольку животные и растения в воде эволюционировали, чтобы лучше всего выжить в этой среде.Когда температура водоема изменяется в результате естественного или антропогенного воздействия, рыбы покрываются потом и начинают беспокоиться.

    На этом снимке показана типичная парковка после сильного летнего дождя. Автостоянки и дороги, которые являются примерами непроницаемых поверхностей , где вода стекает в местные ручьи, а не впитывается в землю , как в естественной среде, действуют как «быстрые полосы» для дождя, попадающего в ручьи.Дождь, который падает на стоянку, которая весь день пекла на солнце в течение лета, нагревает до и затем стекает в ручьи. Эта нагретая вода может нанести удар по водным организмам в ручье и, таким образом, нанести вред качеству воды в ручье.

    Наряду с жарой, сток с парковок может содержать загрязняющие вещества, такие как вытекшее моторное масло, углеводороды из выхлопных газов, остатки удобрений и обычный мусор. Некоторые сообщества экспериментируют с использованием проницаемого покрытия на стоянке и в водных садах, а также с впитывающими растениями рядом с участком, чтобы увидеть, уменьшит ли это вредный сток с участков в ручьи.На правом снимке парковочные поверхности наклонены так, что они стекают в естественную зону, что позволяет стокам проникать в землю. Здесь также выращивают водолюбивые растения. Значительное количество стока должно быть захвачено этими участками, и к тому времени, когда часть стока достигнет ручья, температура воды должна быть ближе к нормальной температуре потока.

    Сезонные изменения озер и водохранилищ

    Температура также важна в озерах и водохранилищах .Это связано с концентрацией растворенного кислорода в воде, что очень важно для всех водных организмов. Многие озера испытывают «поворот» слоев воды при смене времен года. Летом верхняя часть озера становится теплее нижних слоев. Вы, наверное, замечали это, купаясь в озере летом: ваши плечи словно в теплой ванне, а ноги мерзнут. Поскольку теплая вода менее плотная , чем более холодная вода, она остается на поверхности озера.Но зимой некоторые поверхности озер могут сильно похолодать. Когда это происходит, поверхностная вода становится более плотной, чем более глубокая вода с более постоянной круглогодичной температурой (которая теперь теплее, чем поверхность), и озеро «переворачивается», когда более холодная поверхностная вода опускается на дно озера.

    Сезонные температурные характеристики в Ледяном озере, штат Миннесота.

    То, как температура в озерах меняется в зависимости от сезона, зависит от того, где они расположены. В теплом климате поверхность никогда не может стать настолько холодной, чтобы озеро «повернулось».«Но в климате с холодной зимой происходят температурные стратификации и повороты. Эта диаграмма является иллюстрацией профилей температуры для озера в Миннесоте, США (где зимой становится очень холодно). Вы можете видеть, что в мае поверхность начинает нагреваться (зеленый цвет), но потепление опускается только до глубины примерно 5 м. Несмотря на то, что поверхность продолжает нагреваться все лето, менее плотная вода все еще остается на вершине озера. Даже летом нижняя половина озера все еще остается почти таким же холодным, как и зимой.Летом менее плотная более теплая вода остается поверх более холодной; смешивания воды не происходит. Обратите внимание, что в октябре, когда температура ночью начинает постоянно опускаться до нуля, поверхностная вода охлаждается, становится немного холоднее и немного плотнее, чем вода на дне озера, и, таким образом, опускается, вызывая смешивание. Озеро «перевернулось». После октября температура во всем вертикальном столбе воды примерно такая же, как и холодная, пока лед не растает, и солнце снова не сможет согреть вершину озера.

    Плотина Кугуар на реке Маккензи, Орегон

    Кредит: Боб Хеймс, Инженерный корпус армии США

    Температурные эффекты при эксплуатации плотин

    Я уверен, что рыбы жили в реке Маккензи в Орегоне много тысяч лет — задолго до того, как там жили многие люди, и определенно до того, как была построена плотина Кугуар. На протяжении веков рыбы приспособились жить и размножаться в реке, обладая определенными экологическими характеристиками, которые не менялись быстро.Но после строительства плотины Кугар для рыб действительно изменилась одна вещь — это характер температуры воды под плотиной в определенное время года. Река Маккензи поддерживает самую большую оставшуюся дикую популяцию чавычи в верхнем бассейне реки Уилламетт, а река Саут-Форк Маккензи является хорошей средой для нереста. Было обнаружено, что изменение температурного режима ниже по течению от плотины Кугар создало проблемы в отношении сроков миграции, нереста и вылупления яиц для рыб. (Источник: Caissie, D., 2006, Термальный режим рек — обзор: Freshwater Biology, т. 51, стр. 1389-1406)

    Это пагубное воздействие на окружающую среду было осознано в середине 2000-х годов, и для восстановления пригодности этого участка для нереста лосося Инженерный корпус армии США добавил узел раздвижных ворот к водозаборной конструкции на плотине Кугар. Температуры воды под плотиной в последнее время стали больше похожи на естественные, в результате чего стало много улыбающегося лосося.На приведенной ниже диаграмме показаны различия в температурных режимах для участков выше и ниже плотины до того, как были внесены какие-либо корректировки для исправления ситуации.

    Водохранилища могут изменять естественные температурные режимы реки

    На этой диаграмме сравнивается годовой график температур для участков мониторинга на реке Саут-Форк Маккензи выше и ниже по течению от плотины Кугар. Цель состоит в том, чтобы показать, как из-за определенных аспектов строительства плотины, что сезонные температурные режимы под плотиной были серьезно изменены после того, как плотина стала работать.Изменение температурного режима оказало неблагоприятное воздействие на популяции рыб под плотиной.

    Светло-серая линия показывает для участка выше по течению закономерность, как и следовало ожидать: температура повышается в конце весны и повышается летом, а осень вызывает более низкие температуры. На нем изображена нормальная колоколообразная кривая, которая точно соответствует сезонным колебаниям температуры воздуха. Рыбы, обитающие в этом районе реки, будут адаптированы к этим нормальным температурным режимам.

    Плотина Кугар контролирует поток и сильно влияет на температуру в реке Саут-Форк Маккензи ниже по течению от плотины.Летом резервуар кугуара становится термически стратифицированным, с более теплой и менее плотной водой у поверхности и более холодной и более плотной водой на дне. Теплая и солнечная летняя погода Западного Орегона добавляет тепла поверхности водохранилища, стабилизируя его стратификацию в течение всего лета. Поскольку плотина была построена так, чтобы ее основная точка сброса находилась на относительно низкой высоте, плотина исторически сбрасывала относительно холодную воду со дна водохранилища в середине лета. Поскольку осенью водохранилище было опущено, чтобы освободить место для накопителя для защиты от наводнений, тепло, которое было собрано в верхнем слое водохранилища в течение лета, было выпущено вниз по течению.В результате сезонная картина температуры (более темная линия на графике) ниже по течению от плотины Кугар в течение 2001 г. сильно отличалась от модели вверх по течению от водохранилища Кугар.

    Аэрофотоснимок электростанции Бивер-Вэлли в Пенсильвании, на котором видно испарение из больших градирен.

    Электростанции должны охлаждать использованную воду

    Определенные отрасли промышленности должны очень заботиться о температуре воды. Лучшим примером этого является термоэлектрическая промышленность , которая производит большую часть электроэнергии, используемой нацией.Одно из основных применений воды в электроэнергетике — охлаждение энергетического оборудования. Вода, используемая для этой цели, охлаждает оборудование, но в то же время горячее оборудование нагревает охлаждающую воду. Слишком горячая вода не может быть выпущена обратно в окружающую среду — рыба ниже по течению от электростанции, выпускающей горячую воду, будет протестовать. Итак, использованную воду предварительно нужно охладить. Один из способов сделать это — построить очень большие градирни и распылять воду внутри них. Происходит испарение , и вода охлаждается.Именно поэтому крупные энергетические объекты часто располагаются вблизи рек.

    Хотите проверить качество воды в вашем районе?

    Наборы для тестирования воды

    доступны в рамках международной образовательной и информационно-просветительской программы World Water Monitoring Challenge (WWMC), направленной на повышение осведомленности общественности и ее участие в защите водных ресурсов во всем мире. Учителя и любители наук о воде: Хотите ли вы проводить базовые тесты качества воды в местных водах? WWMC предлагает недорогие тестовые наборы, чтобы вы могли проводить свои собственные тесты для температуры , pH , мутности и растворенного кислорода .

    Температура воды — Системы измерения окружающей среды

    Что такое температура воды?

    Температура воды — это физическое свойство, показывающее, насколько горячая или холодная вода. Поскольку термины «горячий» и «холодный» являются произвольными, температуру можно дополнительно определить как измерение средней тепловой энергии вещества 5 . Тепловая энергия — это кинетическая энергия атомов и молекул, поэтому температура, в свою очередь, измеряет среднюю кинетическую энергию атомов и молекул 5 .Эта энергия может передаваться между веществами в виде потока тепла. Передача тепла, будь то воздух, солнечный свет, другой источник воды или тепловое загрязнение, может изменить температуру воды.

    Температура воды играет важную роль в качестве водной флоры и фауны и среды обитания. Тепловой поток и колебания температуры определяют, какие виды будут жить и процветать в водоеме.

    Температура воды была определена Дж. Р. Бреттом как «главный абиотический фактор» из-за ее воздействия на водные организмы 15 .Что это значит для озер, рек и океанов?

    Почему важна температура воды

    Температура воды влияет почти на все остальные параметры качества воды.

    Температура — важный фактор, который следует учитывать при оценке качества воды. Помимо собственных эффектов, температура влияет на несколько других параметров и может изменять физические и химические свойства воды. В связи с этим при определении температуры воды следует учитывать 7 :

    — Скорость метаболизма и производство фотосинтеза
    — Токсичность соединения
    — Концентрация растворенного кислорода и других растворенных газов
    — Электропроводность и соленость
    — Потенциал снижения окисления (ОВП)
    — pH
    — Плотность воды

    Температура воды и водная жизнь

    Скорость метаболизма водных организмов увеличивается с повышением температуры воды.

    Сама по себе температура воды может влиять на скорость метаболизма и биологическую активность водных организмов 14 . Таким образом, он влияет на выбранные среды обитания различных водных организмов 8 . Некоторые организмы, особенно водные растения, процветают при более высоких температурах, в то время как некоторые рыбы, такие как форель или лосось, предпочитают более холодные ручьи 8 .

    Исследования показали прямую зависимость между скоростью метаболизма и температурой воды. Это происходит, поскольку многие клеточные ферменты более активны при более высоких температурах 18 .Для большинства рыб повышение температуры воды на 10 ° C примерно удваивает скорость физиологической функции 16 . Некоторые виды могут справиться с повышением скорости метаболизма лучше, чем другие. Повышенная метаболическая функция может быть замечена по частоте дыхания и пищеварительной реакции у большинства видов. Повышенная частота дыхания при более высоких температурах приводит к повышенному потреблению кислорода, что может иметь пагубные последствия, если частота дыхания остается повышенной в течение длительного периода времени. Кроме того, температура выше 35 ° C может привести к денатурированию или разрушению ферментов, снижая метаболическую функцию 18 .

    Колебания температуры также могут влиять на выбор поведения водных организмов, например, переход в более теплую или более прохладную воду после кормления, реакции хищников и жертв и режимы отдыха или миграции 16 . Некоторые виды акул и скатов даже ищут более теплые воды во время беременности 16 .

    Температура влияет на скорость фотосинтеза различных водорослей.

    Растения также подвержены влиянию температуры воды. В то время как некоторые водные растения переносят более прохладную воду, большинство предпочитает более теплые температуры 17 .В частности, тропические растения будут демонстрировать ограниченный рост и период покоя при температуре воды ниже 21 ° C 17 . В то время как покой подходит для выживания в холодную зиму, для процветания большинства растений требуются более высокие температуры.

    Температура также может подавлять дыхание и фотосинтез растений 14 . В целом фотосинтез водорослей будет увеличиваться с повышением температуры, хотя разные виды будут иметь разные пиковые температуры для оптимальной фотосинтетической активности 14 .Выше и ниже этой температуры фотосинтез будет снижен.

    Токсичность соединения и температура воды

    Температура воды может играть роль в переходе между аммиаком и аммиаком в воде.

    Помимо воздействия на водные организмы, высокие температуры воды могут увеличивать растворимость и, следовательно, токсичность некоторых соединений. 1 . Эти элементы включают тяжелые металлы, такие как кадмий, цинк и свинец, а также такие соединения, как аммиак 19,20 .Температура воды может не только увеличить растворимость токсичных соединений, но также может влиять на предел переносимости организма 19 . Смертность цинка значительно выше при температуре выше 25 ° C, чем при температуре ниже 20 ° C 19 . Это происходит потому, что проницаемость тканей, скорость метаболизма и потребление кислорода увеличиваются с повышением температуры воды 19 . В одном исследовании на рыбе labeo bata 24-часовая 50% летальная концентрация (LC50) при 15 ° C составила 540 мг / л, а при 30 ° C LC50 упала до 210 мг / л 19 .

    Концентрация растворенного кислорода зависит от температуры. Чем теплее вода, тем меньше кислорода она может удерживать.

    Аммиак известен своей токсичностью при высоких уровнях pH, но температура также может влиять на критические концентрации при острых и хронических заболеваниях 21 . При низких температурах и нейтральном pH следующее уравнение остается смещенным влево, образуя нетоксичный ион аммония:

    Nh4 + h3O <=> Nh5 + + OH-

    Однако на каждые 10 ° C повышения температуры соотношение из неионизированного аммиака в двойники аммония 21 .В 2013 году EPA определило, что максимальная концентрация критерия для пресноводных видов составляет 17 мг / л общего аммиака-азота (включая как Nh4, так и Nh5 +) из-за его потенциального скачка токсичности при более высоком pH и температуре 21 .

    Температура растворенного кислорода и воды

    Растворимость кислорода и других газов будет уменьшаться при повышении температуры 9 . Это означает, что более холодные озера и ручьи могут содержать больше растворенного кислорода, чем более теплые воды. Если вода слишком теплая, она не будет содержать достаточно кислорода для выживания водных организмов.

    Электропроводность и температура воды

    Температура воды может влиять на проводимость двумя способами. Поскольку проводимость измеряется электрическим потенциалом ионов в растворе, на нее влияют концентрация, заряд и подвижность этих ионов 11 .

    Температура воды влияет на вязкость, что, в свою очередь, влияет на ионную активность и проводимость.

    Ионная подвижность зависит от вязкости, которая, в свою очередь, зависит от температуры 13 . Вязкость означает способность жидкости сопротивляться потоку 23 .Чем он более вязкий, тем менее жидкий; патока и ртуть более вязкие, чем вода. Обратная зависимость между температурой и вязкостью означает, что повышение температуры приведет к уменьшению вязкости 14 . Уменьшение вязкости воды увеличивает подвижность ионов в воде. Таким образом, повышение температуры увеличивает проводимость 11 .

    Электропроводность увеличивается примерно на 2-3% при повышении температуры на 1 ° C, хотя в чистой воде она увеличивается примерно на 5% на 1 ° C. 11 .Этот вариант является причиной того, что многие профессионалы используют стандартизированное сравнение проводимости, известное как удельная проводимость, то есть с поправкой на температуру до 25 ° C 10 .

    Многие соли более растворимы при более высоких температурах.

    Второй способ влияния температуры на проводимость — концентрация ионов. Многие соли более растворимы при более высоких температурах 22 . Когда соль растворяется, она распадается на соответствующие ионы. Так как теплая вода растворяет несколько минералов и солей легче, чем холодная вода, концентрация ионов часто выше 9 .Повышенное содержание минералов и ионов можно заметить в природных горячих источниках, которые рекламируют свои «целебные» свойства 50 . Эти растворенные вещества часто называют общим количеством растворенных твердых веществ или TDS 12 . TDS относится ко всем ионным частицам в растворе, размер которых меньше 2 микрон 24 . Эти соли и минералы попадают в воду из горных пород и наносов, контактирующих с ними. По мере их растворения и увеличения концентрации ионов увеличивается и проводимость воды.

    Скорость увеличения проводимости зависит от солей, присутствующих в растворе 22 .Растворимость KCl увеличится с 28 г KCl / 100 г h3O при 0 ° C до 56 г KCl / 100 г h30 при 100 ° C, в то время как растворимость NaCl увеличится только с 35,6 г до 38,9 г NaCl / 100 г h30 в том же диапазоне температур. . Кроме того, есть несколько солей, которые становятся менее растворимыми при более высоких температурах и, таким образом, отрицательно влияют на проводимость 22 .

    Потенциал окисления и температура воды

    Температура воды влияет на ОВП, но до какой степени трудно определить в полевых условиях.Окислительно-восстановительные частицы в калибровочных растворах известны количественно, и, таким образом, можно измерить влияние температуры.

    Окислительно-восстановительный потенциал, известный как ОВП, также зависит от температуры. Влияние температуры на значения ОВП зависит от химических веществ (атомов, молекул и ионов), присутствующих в растворе 25 . Графики температурной зависимости обычно доступны для калибровочных растворов, но не для полевых образцов 25 .

    Этот недостаток данных связан с трудностью идентификации и измерения всех окислительно-восстановительных видов, которые могут присутствовать в любом данном источнике воды.Поскольку эти виды трудно узнать и количественно определить в исследованиях окружающей среды, большинство электродов ОВП не будут автоматически компенсировать температуру. Однако температура по-прежнему может изменять показания, и ее следует регистрировать при каждом измерении, учитываемом при анализе данных 26 .

    pH и температура воды

    Температура воды может изменять количество присутствующих ионов, изменяя pH раствора, не делая его более кислым или щелочным.

    pH рассчитывается по количеству ионов водорода в растворе.При pH 7 ионы водорода и гидроксила имеют равные концентрации, 1 x 10-7 М, сохраняя раствор нейтральным 27 . Однако эти концентрации сохраняются только при 25 ° C. При повышении или понижении температуры концентрации ионов также будут сдвигаться, что приведет к смещению значения pH 27 . Этот ответ объясняется принципом Ле Шателье. Любое изменение в системе в состоянии равновесия, такое как добавление реагента или изменение температуры, будет сдвигать систему до тех пор, пока она снова не достигнет равновесия 28 .
    Уравнение:

    h30 H + + OH-

    представляет собой экзотермическую реакцию 28 . Это означает, что если температура воды увеличится, уравнение сместится влево, чтобы снова достичь равновесия. Сдвиг влево уменьшает количество ионов в воде, увеличивая pH. Точно так же, если бы температура снизилась, уравнение сместилось бы вправо, увеличивая концентрацию ионов и уменьшая pH.

    pH чистой воды меняется в зависимости от температуры, оставаясь при этом совершенно нейтральным.Чистая вода имеет pH только 7,0 при 25 градусах Цельсия.

    Однако это не означает, что изменение температуры сделает раствор более кислым или щелочным. Поскольку соотношение ионов водорода и гидроксила остается неизменным, кислотность воды не меняется с температурой 28 . Вместо этого изменяется весь диапазон pH, так что нейтральная вода будет иметь значение, отличное от 7. Чистая вода останется нейтральной при 0 ° C (pH 7,47), 25 ° C. (pH 7,00) или 100 ° C. (pH 6,14).

    Плотность и температура воды

    Температура воды и плотность воды напрямую связаны.При повышении или понижении температуры воды изменяется ее плотность. Это уникальное соотношение: в отличие от большинства материалов, плотность чистой воды уменьшается примерно на 9%, когда она замерзает. 29 . Вот почему лед расширяется и плавает по воде. Чистая вода также уникальна тем, что достигает максимальной плотности 1,00 г / мл при 4 ° C 29 . Вода с температурой выше и ниже этой, включая перегретую и переохлажденную воду, будет плавать в воде с температурой 4 ° C.

    Айсберги — яркий пример того, как лед плавает над водой.Фото предоставлено Национальной океанской службой NOAA на Flickr

    Точки температуры пресной воды

    Вода является наиболее плотной при 4 градусах Цельсия и наименее плотной в твердой форме, такой как лед.

    Точка максимальной плотности особенно важна в пресной воде. Если бы вода была наиболее плотной при температуре замерзания (0 ° C), то она опускалась бы на дно, замораживая водоем снизу вверх, убивая все живущие в нем организмы 29 . Вместо этого это свойство гарантирует, что температура дна водоема останется не менее 4 ° C и, следовательно, незамерзшей. 30 .Соотношение температуры и плотности, таким образом, создает картину конвекции воды при ее охлаждении. Когда температура поверхностной воды приближается к температуре максимальной плотности, она опускается и заменяется более теплой и легкой водой 42 . Этот процесс продолжается до тех пор, пока вода не остынет равномерно. Любая вода, которая холоднее этой точки, будет плавать поверх более плотной воды. Такой режим конвекции позволяет смешивать воду как теплее, так и холоднее 4 ° C (и при потенциально различных концентрациях растворенного кислорода) 30 .Этот процесс происходит сезонно в голомиктических (смешивающихся) озерах, когда температура воды (и, следовательно, другие параметры) достигают равновесия 14 .

    Точки температуры соленой воды

    Точка замерзания и максимальная плотность уменьшаются по мере увеличения уровня солености.

    Важно отметить, что соленость не только влияет на плотность воды, но и может изменить максимальную плотность и точки замерзания воды. По мере увеличения концентрации соли максимальная плотность и температура замерзания будут уменьшаться. 14 .Средняя морская вода имеет уровень солености 35 PPT (частей на тысячу) и смещенную максимальную плотность -3,5 ° C 14 . Это более чем на 7 ° отличается от пресной воды и ниже точки замерзания морской воды, равной 1,9 ° C. 14 . Однако эта максимальная плотность никогда не достигается 39 . Вместо этого в процессе конвекции охлаждающая вода просто циркулирует до тех пор, пока весь столб воды на поверхности не достигнет точки замерзания 42 . Поскольку фазовая граница между жидкостью и твердым телом требует надлежащего давления, а также температуры, лед образуется только на поверхности 30 .

    Самая низкая зарегистрированная температура естественной морской воды составляла -2,6 ° C, зарегистрированная под антарктическим ледником 38 . Аналогичным образом, самые холодные зарегистрированные океанические течения составляли -2,2 ° C на глубине 500 м. В обоих случаях гидростатическое давление позволяло воде оставаться жидкой при таких низких температурах 38 .

    Образование льда

    Лед плавает поверх более плотной воды.

    Общеизвестно, что пресная вода начинает замерзать при 0 ° C. Однако у соленой воды температура замерзания ниже.Вот почему соль используется зимой для удаления льда с дорог и тротуаров. Средняя морская вода имеет уровень солености 35 PPT (частей на тысячу), что сдвигает точку замерзания до -1,9 ° C 14 .

    Плотность чистого водяного льда при 0 ° C составляет 0,9168 г / мл, что почти на 9% легче, чем жидкая вода при 0 ° C, которая имеет плотность 0,99987 г / мл 14 . Это не кажется большой разницей, но этого достаточно, чтобы лед плавал поверх воды и позволял водным организмам пережить зиму.Это падение плотности происходит из-за того, что водородные связи в воде создают открытую гексагональную решетку, оставляя пространство между молекулами 42 .

    Многолетний лед в Антарктиде свежее морского льда. Фотография предоставлена ​​ICESCAPE через NASA

    Лед, образующийся в морской воде, даже менее плотен, чем пресноводный лед 40 . Когда морская вода начинает замерзать, молекулы воды начинают образовывать кристаллическую решетку (как в пресной воде). Эти кристаллы включают только молекулы воды, а не ионы солей, и образование известно как исключение рассола 43 .По мере роста структуры льда очаги концентрированной соленой воды могут быть захвачены внутри льда, но не включены в его структуру. Захваченная вода со временем может стечь, оставив во льду небольшой пузырь воздуха. Оставленные пузырьки воздуха значительно снижают плотность льда — до 0,8-0,9 г / мл 40 .

    Новый морской лед может иметь соленый привкус из-за захваченного рассола, который еще не вышел. В более старых ледяных структурах, называемых многолетним льдом, не остается рассола, и они достаточно свежие, чтобы их можно было пить после таяния 41 .

    Соотношение температура / плотность также способствует стратификации.

    Термическая стратификация

    Тепловое изображение стратификации ледяного озера за период 22 месяца. Озеро перемешивается каждую весну и осень, выравнивая температуру по всему озеру. Термоклин существует на разных глубинах в зависимости от сезона.

    Стратификация — это разделение водяного столба на слои или слои воды с различными свойствами. Эти деления обычно определяются по температуре и плотности, хотя могут использоваться и другие параметры, такие как соленость и химические различия 31 .Расслоение происходит потому, что для смешивания жидкостей разной плотности требуется работа (сила и перемещение) 14 . Термическая стратификация обычно носит сезонный характер, с четкими границами между слоями летом, более узкими слоями зимой и «круговоротом» весной и осенью, когда температура в толще воды довольно однородна. 32 . С течением времени года солнечный свет, ветер, температура окружающей среды и лед (зимой) заставляют озеро сдерживаться. 32 .

    Когда речь идет о слоях температуры и плотности в озере, эти слои обычно называют эпилимнионом, металимнионом и гиполимнионом сверху вниз 14 . Верхний слой, эпилимнион, подвергается солнечному излучению и тепловому контакту с атмосферой, сохраняя ее теплее. Эпилимнион простирается настолько далеко, насколько позволяют солнечный свет и ветер, и обычно глубже в озерах с большей площадью поверхности 14 .

    Стратификация озера — разные слои разделены термоклинами или температурными градиентами.

    Ниже эпилимниона находится слой воды с быстро меняющимся диапазоном температур, известный как металимнион 32 . Металимнион служит границей между верхним и нижним слоями воды. Температура в этом слое может сильно варьироваться между его верхней и нижней глубинами 14 . Кроме того, металимнион может колебаться по толщине и глубине из-за погодных условий и сезонных изменений 14 .

    Металлимнион окаймлен сверху и снизу кромкой, называемой термоклином.Термоклин определяется как плоскость максимального понижения температуры 14 . Другими словами, когда температура воды начинает значительно падать, термоклин пересечен. Этой плоскостью принято считать глубину, на которой температура снижается со скоростью более 1 ° C на метр 14 . Поскольку температура и плотность взаимосвязаны, на тех же глубинах существует второй клин, известный как пикноклин. Пикноклин разделяет толщу водной толщи по плотности 33 .

    Ниже второго термоклина и пикноклина находится гиполимнион. Этот пласт обычно слишком глубок, чтобы на него влияли ветер, солнечная радиация и атмосферный теплообмен 31 . Температура гиполимниона обычно определяется весенним оборотом. В более глубоких озерах перемешивание может быть минимальным, и гиполимнион останется около максимальной плотности, или 4 ° C 14 . Более мелкие озера могут повысить температуру гиполимниона до более чем 10 ° C. Эта температура может измениться лишь минимально, если вообще изменится, пока стратифицирована 14 .

    Озера, которые полностью перемешиваются по крайней мере один раз в год, известны как голомиктические озера 14 . Есть шесть типов голомиктических озер, определения которых основаны на средней температуре и частоте выравнивания температур 14 . Эти озера и их факторы разделения можно увидеть на следующей блок-схеме:

    Блок-схема классификации озер Хатчинсона и Лоффлера на основе стратификации и моделей циркуляции.

    Озера, которые не полностью перемешиваются, называются меромиктическими озерами 14 .Эти озера имеют нижний слой, который остается изолированным в течение всего года. Этот нижний слой известен как монимолимнион и обычно отделен от коллективных слоев над ним (миксолимнион) галоклином (клин на основе солености) 31 . Меромиктические условия могут возникать в голомиктическом озере, когда необычные погодные условия заставляют озеро расслаиваться до того, как оно успевает полностью перемешаться. 14 .

    Точки давления и температуры воды

    Давление не влияет напрямую на температуру воды.Вместо этого он смещает точки замерзания, кипения и максимальной плотности. Температура, при которой происходит кипение и замерзание, сохраняется только на уровне моря 3 .

    Давление может изменить температуру кипения воды.

    Как указано в некоторых рецептах, время приготовления увеличивается на больших высотах из-за сдвига точки кипения воды. Это связано с действием атмосферного давления. При более низком давлении (на большей высоте) вода закипит при более низкой температуре. С другой стороны, при более высоком давлении (например, в скороварке) вода закипает при более высокой температуре 34 .Атмосферное давление влияет не на температуру самой воды, а только на ее способность превращаться в пар, сдвигая кипение влево или вправо.

    Давление также объясняет, почему лед образуется только на поверхности воды. По мере увеличения гидростатического давления точка замерзания понижается 30 . На больших высотах (более низкое давление) наблюдается небольшое повышение точки замерзания, но изменение давления недостаточно, чтобы существенно повлиять на точку 30 .

    Какие факторы влияют на температуру воды?

    На температуру воды могут влиять многие окружающие условия. Эти элементы включают солнечный свет / солнечное излучение, теплопередачу из атмосферы, слияние ручьев и мутность. Мелководные и поверхностные воды более подвержены влиянию этих факторов, чем глубоководные 37 .

    Солнечный свет

    Солнечное излучение оказывает наибольшее влияние на температуру воды.

    Самый большой источник теплопередачи к температуре воды — солнечный свет 36 .Солнечный свет или солнечное излучение — это форма тепловой энергии 45 . Эта энергия затем передается поверхности воды в виде тепла, повышая температуру воды. Эта теплопередача обусловлена ​​относительно низким альбедо воды 44 . Альбедо — это определяемое качество способности поверхности отражать или поглощать солнечный свет. Низкое альбедо воды означает, что она поглощает больше энергии, чем отражает 44 . Результат — суточные колебания температуры воды в зависимости от количества солнечного света, получаемого водой.

    Если водоем достаточно глубок для расслоения, солнечный свет будет передавать тепло только через фотическую зону (достигая света). Большая часть этой энергии (более половины) поглощается в первых 2 м воды 14 . Эта энергия будет продолжать поглощаться экспоненциально, пока свет не исчезнет. Фотическая зона различается по глубине, но может достигать 200 м в океанах 46 . Глубина фотической зоны зависит от количества твердых частиц и других светорассеивающих элементов, присутствующих в воде.Температура воды ниже фотической зоны обычно изменяется только при смешивании воды 37 . Таким образом, более мелкие водоемы нагреваются быстрее и достигают более высоких температур, чем более глубокие водоемы 1 .

    Атмосфера

    Реки могут казаться парящими зимой, когда более холодный воздух течет над более теплой водой. Фото: Энтони ДеЛоренцо через Flickr

    Атмосферная теплопередача происходит на поверхности воды. Поскольку тепло всегда течет от более высокой температуры к более низкой температуре, эта передача может происходить в обоих направлениях 6 .Когда воздух холодный, теплая вода передает энергию воздуху и остывает. Это движение часто можно увидеть в виде тумана или «дымящейся» реки 14 . Если воздух горячий, холодная вода получит энергию и согреется. Степень этой передачи зависит от тепловой инерции и удельной теплоемкости воды 14 . Колебания температуры воды более постепенные, чем колебания температуры воздуха 14 .

    Мутность

    Мониторинг мутности во время проекта дноуглубительных работ на реке Пассаик.Мутность может повысить температуру воды.

    Повышенная мутность также увеличивает температуру воды. Мутность — это количество взвешенных твердых частиц в воде. Эти взвешенные частицы поглощают тепло солнечного излучения более эффективно, чем вода 47 . Затем тепло передается от частиц к молекулам воды, повышая температуру окружающей воды 47 .

    Confluence

    Поскольку река впадает в озеро, это может влиять на температуру воды.Фото: Роберто Арая Баркхан через Wikimedia Commons

    Подземные воды, ручьи и реки могут изменять температуру водоема, в который они впадают. Если родник или источник грунтовых вод холоднее реки, в которую он впадает, река станет прохладнее. Вспоминая правила теплопередачи (энергия течет от горячей к холодной), река теряет энергию более холодной воде, поскольку она ее нагревает 6 . Если приток большой или достаточно быстрый, равновесная температура воды будет близка к температуре притока 1 .Водотоки с ледниковым питанием будут охладить соединяющиеся реки вблизи источника потока, чем дальше вниз по течению 1 .

    Техногенное влияние

    Термическое загрязнение от городских и промышленных сточных вод может отрицательно повлиять на качество воды. Фото: Вменков через Wikimedia Commons

    Антропогенное воздействие на температуру воды включает тепловое загрязнение, сток, вырубку лесов и водохранилища.

    Термическое загрязнение
    Термическое загрязнение — это любой сброс, который резко изменит температуру природного источника воды 48 .Это загрязнение обычно происходит из городских или промышленных сточных вод 1 . Если температура слива значительно выше температуры естественной воды, это может отрицательно сказаться на качестве воды. Тепловое загрязнение имеет несколько серьезных последствий, включая снижение уровня растворенного кислорода, гибель рыбы и приток инвазивных видов 48 .

    Сток с парковок и других непроницаемых поверхностей — еще одна форма теплового загрязнения. Вода, которая стекает с этих поверхностей, поглощает большую часть их тепла и передает его ближайшему ручью или реке, повышая температуру на 9 .

    Вырубка леса
    Не только искусственные добавки могут повлиять на температуру воды. Вода, затененная растительностью и другими объектами, не будет поглощать столько тепла, как освещенная солнцем вода 14 . Когда деревья или прибрежные навесы удаляются, водоем может стать необычно теплым, изменяя его естественный цикл и среду обитания 48 .

    Водохранилища

    Плотина Маккензи изменила характер температуры воды ниже по течению, что повлияло на поведение рыб, особенно на воспроизводство.

    Водохранилища, такие как плотины, могут резко повлиять на циклы температуры воды. Хотя плотина напрямую не передает тепло воде, она может повлиять на естественные закономерности нагрева и охлаждения воды 9 . Действующая плотина без раздвижных ворот может изменить температуру воды ниже по течению от плотины, что может повлиять на поведение местного населения рыб.

    Изменение температурного режима может повлиять на миграцию, нерест и вылупление местных видов рыб 9 .Температурный режим изменится, если водохранилище расслоится, а сброс плотины будет слишком высоким или слишком низким, выпуская необычно холодную или необычно теплую воду в поток 9 .

    Типичные температуры

    Сезонные колебания температуры в США.

    Температура воды может варьироваться от замороженного льда до почти кипящей, так что же определяет «типичную» температуру? Типичные температуры зависят от 1) типа водоема 2) глубины 3) сезона 4) широты 5) окружающей среды.Хотя конкретный водоем может иметь общую схему, которой он следует ежегодно, не существует окончательной «типичной» температуры воды. Даже конкретный водоем может отличаться из-за любого из этих источников; озеро может замерзнуть за одну зиму, но может не замерзнуть в следующем году из-за теплой зимы. Оба года он следует одной и той же схеме потепления и похолодания, но не достигает одинаковых температур. Любые «необычные» температуры следует рассматривать в контексте.

    Реки и ручьи, как правило, подвержены более сильным и быстрым колебаниям температуры, чем озера и океаны 14 .Точно так же широкие мелкие озера будут теплее, чем их более глубокие аналоги. Из-за изменения угла солнечной радиации и влияния атмосферной теплопередачи температура воды будет сезонно меняться 44 . Поскольку солнечная радиация более интенсивна вблизи экватора, вода в более низких широтах будет теплее, чем вода в более высоких широтах 44 . Затененные потоки не будут подвержены такому влиянию солнечного излучения, как их открытые аналоги, и могут оставаться более прохладными. Водоемы, на которые влияет поток подземных вод или ледниковый поток, также будут более холодными 1 .

    Температура океана также зависит от сезона, широты, глубины, океанских течений и конвекции 51 . Поверхностные воды будут больше изменяться в зависимости от сезона и широты, чем более глубокие воды, и будут демонстрировать суточные (суточные) колебания из-за солнечной радиации и ветра 53 . Эти суточные колебания могут достигать 6 градусов по Цельсию 53 . Из-за своих огромных размеров и высокой удельной теплоемкости воды океан имеет столь же большую теплоемкость 14 . Это означает, что колебания между сезонами или из-за необычных событий будут иметь лишь незначительное влияние 51 .Исследования показали, что за прошедшее столетие океан нагрелся примерно на 0,1 градуса Цельсия 52 . Хотя это число кажется небольшим, оно довольно велико по сравнению с размером океана.

    Температура поверхности моря в декабре 2013 года. Изображение предоставлено: JPL Regional Ocean Modeling System через NASA

    Температура океана играет важную роль в атмосферных условиях во всем мире. Ураганы, циклоны, грозы и другие погодные явления могут образовываться в зависимости от температуры океана 53 .Муссоны могут возникать при большой разнице температур между сушей и морем, вызывая циклические осадки и штормы 35 . Ураганы и циклоны развиваются над теплой водой, где тепло может быстро передаваться воздуху посредством конвекции 54 . Точно так же снег в виде озера и другие сильные осадки могут образовываться, когда холодный воздух течет над большим, более теплым водоемом 55 . Океан также взаимодействует с атмосферой, создавая явления Эль-Ниньо и Ла-Нинья.Эль-Ниньо описывает потепление Тихого океана из-за отсутствия ветра, который изменяет глубину термоклина. Это потепление, в свою очередь, влияет на погодные и температурные режимы во всем мире 35 . Ла-Нинья — это противоположное состояние океана, где температура ниже нормы, как правило, с обратным воздействием на погоду 35 . Эти события нерегулярны, происходят каждые 2-7 лет. Они могут длиться от 9 месяцев до пары лет, в зависимости от силы эпизода 35 .

    На этих картах показаны колебания температуры поверхности на Тихоокеанском экваторе. В условиях Ла-Ниньо полоса холодной воды выталкивается на запад вдоль экватора, в то время как в условиях Эль-Ниньо преобладают теплые температуры. Кредит изображения: Дай МакКлург, проект TAO через NOAA

    Уникальные условия

    Бассейн утренней славы в национальном парке Йеллоустоун является примером горячего источника. Фото: Джон Салливан

    Есть несколько водоемов с уникальными уровнями температуры.Наиболее известные примеры — горячие источники. Горячие источники, также известные как гидротермальные источники, питаются подземными водами, которые значительно теплее, чем другие потоки 50 . Эти уникальные воды согреваются геотермальным теплом. Этот перенос тепла может происходить от потоков грунтовых вод, которые уходят достаточно глубоко в земную кору или контактируют с магмой в вулканических зонах 50 . Горячие источники остаются намного более теплыми, чем температура окружающей среды, а некоторые вулканические горячие источники даже достигают температуры кипения 50 .

    Другими уникальными водными объектами являются гелиотермические озера. Эти озера обычно являются солеными, меромиктическими озерами, что означает, что когда они расслаиваются, только верхний слой воды будет смешиваться. 14 . Как обсуждалось в разделе стратификации, слои разделены галоклином, при этом миксолимнион остается довольно свежим, а нижний монимолимнион содержит более высокую концентрацию соли 14 . Когда это расслоение попадает в фотическую зону, происходят необычные события.Солнечный свет, достигающий монимолимниона, нагревает воду. Это тепло не может уйти, потому что на плотность нижнего слоя солевого раствора не оказывает существенного влияния повышение температуры 14 . Результатом является тепловая ловушка в галоклине, где температура может легко достигать 50 ° C и выше 14 . Горячее озеро в Вашингтоне — один из примеров гелиотермического озера, где галоклин остается около 30 ° C, даже когда озеро покрыто льдом 14 .

    Последствия необычных уровней

    Максимально рекомендуемые уровни температуры для различных видов рыб на разных этапах жизни.

    Слишком теплая вода обычно считается более опасной для водных организмов, чем холодная вода. Однако и то и другое может влиять на рост, переносимость болезней и выживаемость 8 . Слишком холодная вода влияет на биологические процессы и скорость метаболизма водных организмов 14 . С другой стороны, слишком теплая вода может вызвать чрезмерную частоту дыхания и стресс у рыб. Теплая вода также не может удерживать столько растворенного кислорода, как холодная вода, поэтому меньше кислорода доступно для поглощения организмами 14 .У каждого вида рыб свой диапазон комфорта. Температура за пределами этого диапазона может быть вредна для роста и выживания. Лосось и форель предпочитают плавать в более холодных реках, тогда как большеротый и малоротый окунь переносят гораздо более теплые воды как для роста, так и для нереста 8 .

    Важность мониторинга

    Итак, как определить качество воды по температуре? EPA и некоторые штаты, включая Аляску, Айдахо, Орегон и Вашингтон, рекомендовали максимальные сезонные и региональные температуры 49 .В других штатах числовое значение отсутствует, и вместо этого указывается «отсутствие измеримых изменений по сравнению с естественными условиями» 1 . Это ставит во главу угла тщательный и долгосрочный мониторинг. Чем больше исторических данных доступно, тем больше аномальных колебаний можно обнаружить и устранить. Если озеро, которое обычно стратифицируется год за годом около 20 ° C и 8 ° C в эпилимнионе и гиполимнионе, начинает показывать 23 ° C и 17 ° C соответственно, оно может стать эвтрофным (богатым питательными веществами, часто гипоксическим) из-за сельскохозяйственных стоков 1 .

    Влияние температуры воды на множество других параметров делает ее тонким, но жизненно важным фактором при определении качества воды.

    Что такое единицы?

    Наиболее распространенные температурные шкалы: по Фаренгейту, Цельсию и Кельвину.

    Поскольку температура измеряет тепловую энергию, были разработаны шкалы, показывающие значения температуры относительно других значений. Сегодня температура воды обычно измеряется по одной из трех шкал: Цельсия, Фаренгейта или Кельвина 2 .При использовании шкалы Цельсия или Фаренгейта температура измеряется в градусах. По шкале Кельвина единицей измерения является кельвин, но это та же величина, что и градус Цельсия 2 . Из-за универсального использования температура воды обычно указывается по шкале Цельсия 1 .

    Шкала Фаренгейта и Цельсия определяется градусами замерзания и кипения воды 3 . Шкала Цельсия также называется шкалой Цельсия, потому что существует интервал 100 градусов между двумя определенными точками (замерзание и кипение воды) 2 .Шкала Кельвина основана на теоретической точке абсолютного нуля 2 .

    Температуру в градусах Цельсия можно преобразовать в градусы Фаренгейта или Кельвина с помощью следующих уравнений: 3 :


    ° F = (1,8 * ° C) + 32
    K = ° C + 273,15

    Цитируйте эту работу

    Fondriest Environmental , Inc. «Температура воды». Основы экологических измерений. 7 февраля 2014 г. Web. .

    Дополнительная информация

    5.2C: Пошаговые процедуры — Chemistry LibreTexts

    Кипение, но температура не повышается / Как изолировать

    Для студентов-новичков, изучающих органическую химию, нередко ожидать повышения температуры на градуснике в тот самый момент, когда в перегонной колбе наблюдается кипение. Студенты должны помнить, что термометр измеряет температуру в месте расположения колбы, на некотором расстоянии от кипящей жидкости. Поэтому, когда раствор начинает кипеть, термометру может потребоваться некоторое время, чтобы зарегистрировать что-либо, кроме комнатной температуры.

    Важно записывать температуру только тогда, когда колба термометра полностью поглощена парами. На рис. 5.31a показан раствор, который кипит, но еще не перегоняется — температура в этой точке не соответствует точке кипения жидкости. На рис. 5.31b показан раствор, который активно перегоняется, и обратите внимание, что груша термометра полностью покрыта парами и конденсатом; температура в этой точке будет соответствовать температуре кипения раствора.

    Рисунок 5.31: a) Перед активной перегонкой раствора, b) Раствор с активной перегонкой, при котором термометр регистрирует пары.

    Для высококипящих жидкостей парам может быть трудно достичь конденсатора, поскольку они слишком быстро охлаждаются стеклянной посудой, которая контактирует с воздухом в помещении. Может оказаться полезным изолировать колбу для перегонки и трехходовой адаптер, чтобы лучше удерживать тепло и позволить пробе дольше оставаться в газовой фазе.

    Чтобы изолировать часть дистилляции, оберните детали перед конденсатором стекловолокном (Рисунок 5.32c), затем закрепите внешней оберткой из алюминиевой фольги (Рисунок 5.32d). В изоляции можно оставить небольшой зазор, чтобы «заглянуть» внутрь устройства. Стекловата по внешнему виду похожа на хлопок, но в отличие от хлопка не горючая, поэтому ее можно использовать в качестве изоляционного материала при нагревании устройства. Стекловата бывает двух видов: волокнистая и хлопковая. Волокнистая форма (рис. 5.32a) имеет крошечные волокна, которые могут врастать в кожу самым болезненным образом, подобно нескольким одновременным разрезам бумаги.С этим типом стекловаты нельзя манипулировать голыми руками, а только в толстых перчатках. Однако стекловата, более напоминающая вату (рис. 5.32b), не повредит при обращении с ней голыми руками.

    Рисунок 5.32: a) Волокнистая стекловата, b) Стекловата, похожая на вату, c) Обертывание колбы и трехходового адаптера стекловатой, d) Пленка поверх стекловаты.

    Если стекловата недоступна, алюминиевую фольгу можно использовать отдельно, чтобы изолировать часть дистилляции. Если фольга слишком плотно прилегает к стеклу, она не будет иметь хорошей теплоизоляции, но хорошо работает, если между фольгой и стеклом остается небольшой воздушный карман.\ text {o} \ text {C} \ right) \) и перегонка по-прежнему затруднена, можно попробовать вакуумную перегонку.

    Пар выходит из вакуумного адаптера

    Если пар выходит из вакуумного адаптера, как из чайника, конденсатор не выполняет достаточную работу по улавливанию газа (рис. 5.33). Причины этого могут заключаться в том, что вы забыли включить воду в конденсаторе, слишком слабая струя воды или слишком сильный нагрев.

    Рисунок 5.33: Пар, выходящий из вакуумного адаптера.\ text {th} \) издание, 2003-2004 , 16-6.

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.