И опять я с практической задачей.


Есть стеклянный аквариум с водой. Воду нагревают. Как узнать сколько тепла аквариум может рассеять в окружающее

пространство, т.е. как подсчитать при какой температуре вода в аквариуме стабилизируется.

Если брать массу воды М, мощность источника нагревания Q, температура окружающего воздуха T.

Вполне устроит оценочный ответ.

Сдается мне, тут очень многое зависит от площади поверхности аквариума, возможности испарения (площади водяного зеркала и влажности окружающей среды), распределения температуры внутри воды (и соответственно способа нагрева).
Если исходная задача получить нужную температуру, не проще ли использовать источник с регулируемой мощностью и обратной связью от термометра?

Если честно признаться, то на работе хотим сделать сброс тепла с установки в аквариум с рыбками (зимой они погибают)

Вот и интересно не сварятся ли они там.

Испарения практически нет. Аквариум хорошо закрыт. Т.е. тепло будет только через стенки уходить в комнату.

Аквариум почти кубический и через верх и низ тепло уходить не будет. Только через боковинки.

По поводу способа нагревания и точки нагрева - где-то по центру будет находиться эффективный спиралевидный

змеевик

Ну вот сделайте переключатель или что-то типа того между текущим сбросом и рыбками и при достижении пороговой температуры прекращайте греть аквариум

На крайний случай можно рыбок временно вытащить из аквариума и посмотреть, как он греется

Это отличное, конечно, решение - поставить реле. Так любой нормальный человек бы и сделал.

Но мы же не такие. Нам бы помучиться, посчитать.

А есть хотя бы идеи, как правильно считать теплосъем со стеклянной поверхности?

Здается мне что поскольку аквариум хорошо закрыт то рыбки задохнутся, а с подогревом тем более. Конечно для обеспечения рыбок кислородом придется прокачивать пузырьки воздуха через воду, а это дополнительный отвод тепла.

На правах оценки:
Всем известно, что на "слабом огне" достаточно большая кастрюля закипает долго, ну то есть очень долго, и может совсем не закипеть. Возьмем за "большую кастрюлю" ведро воды — 10л, за слабый огонь — 1/5 киловатта
До скольки нагреется кастрюля? ну примерно до 80 градусов. Дальше потери тепла поднять температуру не позволят.
Итого ~10л воды эффективно рассеивают ~200Вт будучи нагретыми до 80С. Так как испарение не учитываем и всевозможными потерями пара из под крышки пренебрегаем, можно считать, что поток тепла через стенки пропорционален градиенту: 80-25=55

А теперь рыбки. Рыбки выше 35С нормально жить не смогут (Их же нормально не обогревают). Объем аквариума и площадь его поверхности больше чем у ведра. Допустим площадь в 2 раза больше (~30л аквариум). Температура за бортом аквариума (зимой) ~15C (раз рыбки погибают). Значит градиент температуры 35-15=20, примерно в 3 раза меньше, чем у кастрюли, а площадь поверхности в 2 раза больше кастрюлиной. Итого для рассеиваемого тепла получаем ~150Вт.

Ах, да, так как аквариум стеклянный, а ведро железное, цифру нужно уменьшить... ну в q раз.
Что-то малохольная установка там, для обогрева, ага.

Аквариум на 0.5м(3). Теплообменник выдает около 1кВт. А рыбкам больше 25-28С нравится

Вариант с временным вытаскиванием рыбок и натурных испытаниях без них чем не подошел?

Скорее всего так и буду делать.
Но хотелось немного поумнеть... Понять как рассчитывать такие штуки можно.

На мой взгляд на установившуюся разность температуры воды в аквариуме и окружающего воздуха немаловажное влияние помимо мощности нагревателя и площади поверхности будет оказывать теплопроводность и толщина стенок аквариума и эффективность отдачи тепла в воздух (обдув, сквозняки и проч.) с поверхности аквариума и эффективность теплопередачи от воды(перемешивание) на внутреннюю поверхность стенок аквариума. Рифленая поверхность будет принимать от воды и отдавать в воздух тепло по другому. Вода вверху будет теплее чем внизу....Слишком много факторов.

Согласен по всем пунктам. Много факторов.

И все же. Должна же быть идеальная модель, описывающая остывание тела в среде. Т.е. если мы возьмем аквариум за единое тело (при тонком стекле будем

действительно к этому приближаться), а окружающий воздух за идеальную среду (т.е. теплосъем одинаков по всей поверхности аквариума), то процесс должен

описываться каким-то уравнением с градиентом температур. Общее построение задачи понятно для меня, но как это описать через физические законы?


Upd
А может проще рассмотреть задачу через излучение? Хотя неочевидно

Гугль дал http://our-aquarium.narod.ru/content/aquar...rev/default.htm есть формулы и таблица которая для 300литров кубического аквариума рекомендует 400 Вт нагреватель для разности 20 градусов

Спасибо огромное Сам бы и не догадался искать на подобных сайтах