Чем вызывается движение воды по трубам водяного отопления физика 8 класс


Чем вызывается движение воды по трубам водяного отопления?

Обучайтесь и развивайтесь всесторонне вместе с нами, делитесь знаниями и накопленным опытом, расширяйте границы знаний и ваших умений.
поделиться знаниями или
запомнить страничку
  • Все категории
  • экономические 42,846
  • гуманитарные 33,434
  • юридические 17,867
  • школьный раздел 596,634
  • разное 16,707

Популярное на сайте:

Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах. 

Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте. 

Как быстро и эффективно исправить почерк?  Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.

Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью. 

8 (а) Физические свойства воды

Мы живем на планете, где доминируют вода. Покрыто более 70% поверхности Земли. с этой простой молекулой. По оценкам ученых, гидросфера содержит около 1,36 миллиарда кубических километров этого вещества в основном в виде жидкости (воды), занимающей топографические впадины на Земле.Вторая по распространенности форма молекулы воды на нашей планете - это лед. Если бы весь лед на нашей планете растаял, уровень моря подняться примерно на 70 метров.

Вода также необходима для жизни. вода является основной составляющей почти всех форм жизни. Наиболее животные и растения содержат более 60% воды по объему. Без воды жизнь, наверное, никогда бы не развивалась на нашей планете.

Вода имеет очень простую атомную структуру. Эта структура состоит из двух атомов водорода, связанных к одному атому кислорода ( Рисунок 8a-1 ). Природа атомной структуры воды обуславливает ее молекулы обладают уникальными электрохимическими свойствами. Водородная сторона молекулы воды имеет небольшой положительный заряд (см. рисунок ). 8а-1 ).На На другой стороне молекулы существует отрицательный заряд. Эта молекулярная полярность делает воду мощным растворитель и отвечает за его прочную поверхность напряжение (для получения дополнительной информации об этих двух свойствах см. обсуждение ниже).

Рисунок 8a-1 : Атомная структура воды (или дигидрогена монооксида) молекула состоит из двух водородных ( H ) атомы соединены в один кислород ( O ) атом.Уникальный способ, которым атомы водорода прикреплены к атому кислорода, вызывает одну сторону молекулы иметь отрицательный заряд и область в противоположном направлении, чтобы иметь положительный обвинять. Результирующая полярность заряда вызывает молекулы воды притягиваются друг к другу образуя прочные молекулярные связи.

Когда молекула воды образует физическую фазу изменить , его молекулы располагаются в отчетливо разные модели ( Рисунок 8a-2 ).Молекулярное устройство льда (твердое тело форма молекулы воды) приводит к увеличению в объеме и уменьшении плотности. Расширение молекулы воды при замерзании позволяет лед, чтобы плавать поверх жидкой воды.

Рисунок 8a-2 : Три диаграммы выше иллюстрируют различные схемы расположения молекул воды как они меняют свое физическое состояние с льда на воду к газу.Молекулы замороженной воды расставляют себя в особо организованной жесткой геометрический узор, вызывающий массу воды расширяться и уменьшаться в плотности. Диаграмма выше показан срез массы льда, шириной в одну молекулу. В жидкой фазе вода молекулы объединяются в небольшие группы объединенных частиц.Тот факт, что эти договоренности маленькие позволяет жидкой воде двигаться и течь. Молекулы воды в виде газа очень заряжен энергией. Это состояние высокой энергии заставляет молекулы всегда двигаться, уменьшая вероятность связей между отдельными молекулы от формирования.

Вода имеет несколько других уникальных физических свойств. свойства.Эти свойства:

  • Вода имеет высокий удельный тепло . Удельная теплоемкость - это количество энергия, необходимая для изменения температуры вещество. Поскольку вода имеет высокую удельную тепло, он может поглощать большое количество тепловой энергии пока он не стал горячим. Это также означает, что вода медленно выделяет тепловую энергию, когда ситуации заставить его остыть.Высокая удельная теплоемкость воды позволяет смягчить климат Земли и помогает организмам регулировать температуру тела более эффективно.
  • Вода в чистом виде имеет нейтральный pH . В результате чистая вода не является ни кислой , ни основной . Вода меняет свой pH при растворении веществ в этом.Дождь имеет естественно кислый pH около 5,6. потому что он содержит диоксид углерода природного происхождения и диоксид серы.
  • Вода проводит тепла легче любой жидкости, кроме ртути. Эта факт вызывает большие объемы жидкой воды, такие как озера и океаны должны иметь по существу однородную вертикальную температурный профиль.
  • Молекулы воды существуют в жидкой форме над важным диапазон температур от 0 до 100 ° Цельсия. Эта диапазон позволяет молекулам воды существовать в виде жидкости в большинстве мест на нашей планете.
  • Вода - универсальный растворитель . Способен растворять большое количество разных химические соединения.Эта функция также включает воду для переноса питательных веществ-растворителей в стоке , инфильтрация , подземные воды поток , и живые организмы.
  • Вода имеет высокую поверхность натяжение ( рисунки 8a-3 и 8a-4 ). Другими словами, вода липкая и эластичная, и имеет тенденцию собираться каплями, а не растекаться по поверхности в виде тонкой пленки.Этот феномен также заставляет воду прилипать к сторонам вертикального структуры, несмотря на нисходящее притяжение гравитации. Воды высокое поверхностное натяжение позволяет образовывать капель воды и волн, позволяет растениям удалить воду (и растворенные питательные вещества) из их корни к их листьям, и движение крови через крошечные сосуды в теле некоторых животных.

Рисунок 8a-3 : На следующем рисунке показано, как вода молекулы притягиваются друг к другу, чтобы создать высокое поверхностное натяжение. Это свойство может вызвать воду существовать в виде обширной тонкой пленки на твердых поверхностях. В приведенном выше примере пленка состоит из двух слоев молекулы воды толщиной.

Рисунок 8a-4 : Адгезионные свойства молекул воды позволяет образовывать капель воды (Фото © 2004 Эдвард Цанг).

  • Молекулы воды - единственное вещество на Земле которые существуют во всех трех физических состояния вещества : твердое , жидкое и газовое .Включены в изменения состояния огромны количества теплообмена. Эта функция играет важную роль в перераспределении тепловой энергии в Атмосфера Земли. По теплопередаче в атмосферу, примерно 3/4 этого процесс осуществляется за счет испарения и конденсации воды.
  • Замерзание молекул воды вызывает их массу занимать больший объем. Когда вода замерзает быстро расширяется, добавляя около 9% по объему. Свежий вода имеет максимальную плотность около 4 ° по Цельсию. (см. таблицу 8а-1 ). Вода - единственное вещество на этой планете, где максимальная плотность его массы не возникает при он затвердевает.

Таблица 8a-1: Плотность молекул воды при различных температурах.

Температура (градусы Цельсия)

Плотность (граммов на куб. сантиметр)

0 (сплошной)

0.9150

0 (жидкость)

0,9999

4

1,0000

20

0.9982

40

0,9922

60

0,9832

80

0.9718

100 (газ)

0,0006

.

Общие проблемы с водонагревателем (И ЧТО ПРОВЕРИТЬ)

Примечание. Этот пост может содержать партнерские ссылки. Это означает, что мы можем получить небольшую комиссию за совершенные покупки бесплатно для вас.

Водонагреватель - одно из самых важных устройств в вашем доме, но часто воспринимается как должное. Если он не был выключен по какой-либо причине, например, во время отпуска, водонагреватель используется каждый день. Как и с любым другим устройством, могут возникнуть проблемы.

К счастью, водонагреватели резервуарного типа - довольно простые изделия.Хотя все их компоненты важны, их относительно немного по сравнению с другими приборами. Большинство исправлений можно сделать самостоятельно, не тратя целое состояние. Хотя, если проблема связана с самим резервуаром для воды, новый водонагреватель обычно является единственным решением.

Ниже приведены некоторые из наиболее распространенных проблем, с которыми домовладельцы могут столкнуться в отношении водонагревателей и горячей воды. Чтобы вам было проще, есть разделы как для электрических, так и для газовых водонагревателей. Устранение неполадок - это, по сути, процесс устранения, поэтому двигайтесь вниз по списку, пока не найдете проблему, которая больше всего похожа на то, с чем вы столкнулись.

Как всегда, если вам не совсем комфортно производить ремонт самостоятельно, обратитесь к профессиональному сантехнику.

Устранение неисправностей электрического водонагревателя

(Щелкните, чтобы перейти к проблемам с газовым водонагревателем)

(щелкните, чтобы увеличить)

Утечка воды сверху

Если вы считаете, что у вас есть утечка в верхней части вашего электрического водонагревателя, это может быть одним из немногих. Трубы холодного впуска или горячего выпуска могут быть ослаблены, возможно, вышел из строя клапан T&P или впускной клапан протекает.Все легко исправляются. Для получения дополнительной информации см. Утечка в водонагревателе сверху.

Утечка воды снизу

У электрического водонагревателя утечка снизу обычно возникает из-за нормальной конденсации, протекающей прокладки электрического нагревательного элемента или небольшого количества воды, вытесненной через переливную трубу из-за открытия клапана T&P для сброса избыточного давления в резервуаре.

В некоторых случаях фактический бак протекает, и единственное решение - заменить водонагреватель.Для получения дополнительной информации см. Протечка снизу водонагревателя.

Нет горячей воды

Вода в электрическом водонагревателе нагревается двумя нагревательными элементами (в большинстве случаев). Самая частая причина отсутствия горячей воды - сработал автоматический выключатель, и сначала необходимо проверить коробку выключателя.

Если причина не в этом, возможно, нагревательные элементы вышли из строя и нуждаются в замене. Это также может быть проблема с переключателем ограничения / сброса на термостате. Возможно, он сработал из-за слишком горячей воды или просто вышел из строя и требует замены.

Недостаточно горячей воды

Недостаточно горячей воды, скорее всего, из-за проблемы с термостатом. Это может быть так же просто, как отрегулировать желаемую температуру воды на термостате для конкретного нагревательного элемента.

В электрических моделях термостат обычно скрыт за съемной панелью сбоку бака и слоем изоляции. В отличие от газовых моделей, электрический термостат устанавливается на заводе и не подлежит замене, но иногда это необходимо.

В холодные зимние месяцы вам может потребоваться немного повысить температуру на термостате, поскольку горячая вода быстрее охлаждается через более холодные трубы, поскольку она проходит по водопроводу вашего дома.

Другие возможные причины недостатка горячей воды включают неисправный термостат, неисправный элемент, неплотную проводку или просто бак водонагревателя, который слишком мал для ваших нужд. См. «Водонагреватель какого размера мне нужен» для получения дополнительной информации.

Вода слишком горячая

Опять же, это, вероятно, связано с термостатом (ами), где установлена ​​слишком высокая температура.Просто получите доступ к термостату и при необходимости отрегулируйте. Это также может понадобиться при переходе от холодного к теплому сезону. Чтобы узнать о рекомендуемой нами настройке температуры, щелкните здесь.

Если вы не можете снизить температуру воды до достаточно низкого уровня, возможно, вам потребуется заменить термостат или может возникнуть проблема с проводкой (рекомендуется обратиться к профессионалу, если позже).

Вода слишком долго нагревается

Это один из недостатков электрических водонагревателей. В среднем время восстановления (время, необходимое для повторного нагрева всей подачи воды) в электрической модели вдвое больше, чем у сопоставимой газовой модели.Время, необходимое для нагрева воды, может сильно различаться в зависимости от модели. Новее обычно лучше.

При этом, если для восстановления горячей воды требуется больше времени, чем обычно, может быть проблема с нагревательными элементами (включая накопление на них осадка) или термостатом, и эти детали, возможно, необходимо заменить.

Если ваша семья сейчас имеет тенденцию использовать больше горячей воды, чем несколько лет назад, вы можете подумать о приобретении новой модели с резервуаром большей емкости, модели без резервуара или установки водонагревателя рядом с местом использования. к источнику воды, который вы используете чаще всего (например, душ).Но мы рекомендуем провести небольшое исследование по сравнению безрезервуарного и резервуарного водонагревателя.

Низкое давление горячей воды

Чаще всего те, кто сообщает о низком давлении горячей воды, имеют старый дом с оцинкованными трубами диаметром 1/2 дюйма, которые входят и выходят из водонагревателя. Поскольку давление воды ограничивается автоматически, единственное решение - установить современный 3/4-дюймовый трубопровод, через который проходит больше воды.

Отложения, кальциевые отложения и ржавчина внутри сантехники или аэраторов мойки также могут способствовать низкому давлению горячей воды.

Водонагреватель издает странные звуки

Если вы слышите хлопки, шипение, стук, стук или другие странные звуки из водонагревателя, чаще всего это связано с накоплением накипи на ваших нагревательных элементах или слишком большим скоплением осадка в днище резервуара.

Другие причины шума включают утечку где-то, слишком высокое давление внутри резервуара или шум в трубах из-за нормального расширения / сжатия. Когда ваш водонагреватель издает шум, это часто безвредно, но всегда следует принимать во внимание спокойствие.

Грязная или ржавая цветная вода

Ржавая горячая вода часто является признаком коррозии анодного стержня или даже самого резервуара. Если его не обработать, водонагреватель, скорее всего, потребуется заменить, как только коррозия станет достаточно серьезной, чтобы в баке возникла утечка. Заменить анодный стержень легко и продлить срок службы вашего водонагревателя на годы.

Если вода не ржавая, а грязная или обесцвеченная, это может быть из-за накопления накипи на нагревательных элементах или отложений, попавших в выпускное отверстие для горячей воды.

Горячая вода с запахом

Скорее всего, вонючая или вонючая вода вызвана бактериями в баке. Дома, в которых в качестве источника воды используется колодезная вода, более восприимчивы к тому, что вода источает неприятный запах. Периодическая промывка водонагревателя может временно помочь, но для устранения запаха серы или тухлых яиц от горячей воды вам, скорее всего, придется заменить анодный стержень. Еще лучше подумайте об анодном стержне с электроприводом, который избавится от запаха и прослужит дольше всего.

Быстрое решение может заключаться в увеличении температуры термометра примерно до 140 градусов, чтобы убить оставшиеся бактерии.

Для получения более подробной информации об устранении неисправностей электрического водонагревателя посмотрите видео ниже:


Поиск и устранение неисправностей газового водонагревателя

(нажмите, чтобы увеличить)

Утечка воды сверху

То же, что и с электрическим водонагревателем нагревателя, сначала необходимо проверить трубы подачи холодной и горячей воды и соединения, чтобы убедиться, что они не ослаблены. Неисправный или неплотный клапан сброса температуры и давления или впускной клапан также могут быть причиной утечки.

Дополнительную информацию см. В разделе «Протечка сверху водонагревателя».

Утечка воды снизу

Если вы видите воду, которая, кажется, вытекает из нижней части газового водонагревателя, это может быть из-за конденсации (попробуйте повернуть термостат вверх), утечки или ослабления сливного клапана или Клапан T&P сливает воду через переливную трубу из-за избыточного давления в резервуаре.

Если течь из бака водонагревателя из-за коррозии, необходимо заменить водонагреватель.См. «Протечка снизу водонагревателя» для получения дополнительной информации.

Нет горячей воды

Самое первое, что нужно проверить, это то, есть ли у вас поток газа и горит ли ваш контрольный индикатор. Если да, проблема может быть в термопаре, которая неправильно определяет, что контрольная лампа горит, и, в свою очередь, не зажигает газ. Возможно, необходимо заменить термопару (или просто почистить).

Если у вас водонагреватель нового типа с электронным зажиганием, проверьте коробку выключателя, чтобы увидеть, не сработал ли автоматический выключатель.См. Здесь для получения дополнительной информации.

Недостаточно горячей воды

Некоторые причины отсутствия достаточного количества горячей воды или слишком раннего ее исчерпания включают неустановку термостата на достаточно высокую температуру (особенно в зимние месяцы), неисправный термостат или поломку или повреждена погружная трубка, которая позволяет входящей холодной воде смешиваться с горячей водой вверху.

Иногда не хватает горячей воды просто потому, что у вас есть бак водонагревателя, который слишком мал для ваших нужд.Несмотря на то, что у вас может быть бак на 40 галлонов, только около 28-30 галлонов из него можно использовать для горячей воды за раз. Возможно, в будущем вы перейдете на более крупный водонагреватель или модель без бака.

Вода слишком горячая

Скорее всего, у вас установлен слишком высокий термостат. Чаще всего это происходит при переходе на более теплые весенние и летние месяцы, когда вы забываете снизить температуру после ее повышения, чтобы учесть более холодные зимние температуры. Менее вероятно неисправный термостат, требующий замены.

Вода слишком долго нагревается

Если кажется, что газовый водонагреватель восстанавливается слишком медленно, возможно, на термостате установлено слишком низкое значение, отверстие горелки может быть слишком грязным или забитым и требует очистки, давление газа может быть слишком низким , или вытяжной канал может быть слишком грязным и также требует очистки.

Для многих это просто вопрос того, что у них слишком маленький бак водонагревателя для нужд семьи, и у него никогда не будет возможности полностью восстановиться.

Низкое давление горячей воды

Если у вас более старый дом, велика вероятность, что в вашем доме будут оцинкованные трубы диаметром 1/2 дюйма.Это значительно сокращает количество горячей воды, которая может течь по водопроводу вашего дома.

К сожалению, единственный способ получить заметно более высокое давление горячей воды - это перейти на новый 3/4-дюймовый трубопровод, который используется в современных домах. Определенно задача не из легких.

Вы можете немного увеличить давление воды, очистив аэраторы раковины или душевые лейки, которые со временем забиваются. Также убедитесь, что впускной клапан для воды полностью открыт, а не закрыт частично.

Пилот не загорается

Если вы точно знаете, как зажечь контрольную лампу на водонагревателе, но она не горит, есть несколько вариантов того, почему. Либо отверстие или трубка контрольной лампы засорены или нуждаются в замене, термопара ослаблена или неисправна, в газовой линии есть воздух, либо газовый клапан неисправен.

Пилот не будет гореть

Так же раздражает, как не загорающаяся контрольная лампа, часто гаснет контрольная лампа. Часто необходима замена термопары, но есть и другие причины, по которым индикатор продолжает гаснуть.Другие возможности включают в себя неисправный газовый клапан или частично засоренное вентиляционное отверстие, что может вызвать нисходящие потоки, которые погаснут контрольную лампу.

Горелка не горит

Горелка, которая время от времени гаснет или издает необычное, более высокое или слабое, чем обычно, пламя или даже свистящий звук, чаще всего происходит из-за грязных или забитых отверстий горелки. Как и в случае с контрольной лампой, неисправная термопара или грязное вентиляционное отверстие также могут быть причиной проблемы.

Водонагреватель издает странные звуки

Как и электрический водонагреватель, иногда могут возникать шипящие, хлопающие, стуки или стуки.На газовых моделях это обычно происходит из-за накопления осадка на дне резервуара, расширения / сжатия трубопровода, который трется о деревянный каркас внутри стен, или грязных / забитых частей, через которые проходит газ.

Ржавая цветная вода

И снова обычно виновата коррозия анодного стержня или внутренней части самого резервуара для воды. Хотя замена анодного стержня не является сложным или дорогостоящим процессом, более серьезная проблема заключается в том, что на резервуаре появляются признаки коррозии. В таком случае возникнет утечка и понадобится новый водонагреватель - это лишь вопрос времени.

Горячая вода с запахом

Вероятно, из-за накопления бактерий внутри резервуара. Простое повышение температуры термостата примерно до 140 градусов должно убить бактерии, но может потребоваться полная очистка резервуара хлорным отбеливателем. Если запах возвращается, вероятно, срок службы анодного стержня истек, и его необходимо заменить.

Похожие сообщения:
.

Глава 8: Сельское водоснабжение и вопросы качества воды | Справочное руководство по здоровому жилищу

Загрузить версию руководства для Adobe Acrobat Cdc-pdf [PDF - 6,65 МБ]

«Мы никогда не узнаем цену воды, пока колодец не высохнет».

Томас Фуллер
Гномология, 1732

Введение

Одно из основных различий между сельским и городским жильем состоит в том, что большая часть инфраструктуры, которая часто воспринимается городскими жителями как должное, не существует в сельской местности.Примеры варьируются от пожарной и полицейской защиты до питьевой воды и удаления сточных вод. Эта глава предназначена для предоставления базовых знаний об источниках питьевой воды, обычно используемых в домах в сельской местности. Подсчитано, что по крайней мере 15% населения США не обслуживаются утвержденными общественными системами водоснабжения. Вместо этого они используют отдельные колодцы и очень маленькие системы питьевой воды, на которые не распространяется Закон о безопасной питьевой воде; эти колодцы и системы часто непроверенные и загрязненные [1] .Многие из этих колодцев скорее вырыты, чем пробурены. Такие неглубокие источники часто заражены как химикатами, так и бактериями. Рисунок 8.1 показывает изменение источника водоснабжения в Соединенных Штатах с 1970 по 1990 год. Согласно Американскому жилищному обследованию 2003 года, из 105 843 000 домов в Соединенных Штатах вода обеспечивается 92 324 000 (87,2%) населением или частный бизнес; 13 097 000 (12,4%) имеют скважину (11 276 000 пробурено, 919 000 вырыто и 902 000 не зарегистрированы) [2] .

Источники воды
Основными источниками питьевой воды являются подземные и поверхностные воды. Кроме того, можно собирать и удерживать осадки (дождь и снег). Первоначальное качество воды зависит от источника. Поверхностная вода (озера, водохранилища, ручьи и реки), источник питьевой воды для примерно 50% нашего населения, как правило, низкого качества и требует тщательной очистки. Подземные воды, являющиеся источником для остальных примерно 50% нашего населения, более высокого качества.Однако он все еще может быть загрязнен сельскохозяйственными стоками или поверхностным и подземным удалением жидких отходов, включая фильтрат с полигонов твердых отходов. Другие источники, такие как родниковая вода и дождевая вода, имеют разный уровень качества, но каждый может быть переработан и обработан, чтобы сделать его пригодным для питья.

Большинство систем водоснабжения состоит из источника воды (например, колодца, родника или озера), резервуара определенного типа для хранения и системы трубопроводов для распределения. Также могут потребоваться средства для очистки воды от вредных бактерий или химикатов.Система может быть такой же простой, как колодец, насос или напорный бак, для обслуживания одного дома. Это может быть сложная система со сложными процессами очистки, несколькими резервуарами для хранения и большой распределительной системой, обслуживающей тысячи домов. Независимо от размера системы, основные принципы обеспечения безопасности и пригодности воды являются общими для всех систем. Крупномасштабные системы водоснабжения, как правило, полагаются на поверхностные водные ресурсы, а более мелкие водные системы, как правило, используют грунтовые воды.

Подземные воды перекачиваются из скважин, пробуренных в водоносные горизонты.Водоносные горизонты - это геологические образования, где вода залегает, часто глубоко в земле. Некоторые водоносные горизонты на самом деле выше окружающей поверхности земли, что может привести к возникновению текущих родников или артезианских скважин. Часто бурятся артезианские скважины; после проникновения в водоносный горизонт вода течет на поверхность земли из-за гидрологического давления водоносного горизонта.

Закон о безопасной питьевой воде (SDWA) определяет общественную систему водоснабжения как систему, обеспечивающую водопроводной водой не менее 25 человек или 15 подключений к услугам в течение не менее 60 дней в году.Такие системы могут принадлежать ассоциациям домовладельцев, компаниям водоснабжения, принадлежащим инвесторам, местным органам власти и другим лицам. Вода, поступающая не из общественного водопровода, а обслуживающая один или несколько домов, называется частным водоснабжением. Частное водоснабжение по большей части не регулируется. Коммунальные системы водоснабжения - это общественные системы, которые обслуживают людей круглый год в их домах. Агентство по охране окружающей среды США (EPA) также регулирует другие виды общественных систем водоснабжения, например, в школах, на фабриках, в кемпингах или ресторанах, которые имеют собственное водоснабжение.

Количество воды в водоносном горизонте и воды, производимой колодцем, зависит от природы породы, песка или почвы в водоносном горизонте, откуда колодец забирает воду. Колодцы с питьевой водой могут быть мелкими (50 футов и менее) или глубокими (более 1000 футов).

В среднем наше общество использует почти 100 галлонов питьевой воды на человека в день. Традиционно нормы водопользования описываются в единицах галлонов на душу населения в день (галлоны, используемые одним человеком за 1 день). Из питьевой воды, поставляемой из общественных систем водоснабжения, только небольшая часть фактически используется для питья.Бытовые потребители воды используют большую часть питьевой воды для других целей, таких как смыв туалета, купание, приготовление пищи, уборка и полив газонов.

Количество воды, которую мы используем в наших домах, меняется в течение дня:

  • Самый низкий уровень использования —11: 30–5: 00,
  • Резкий подъем / высокая загрузка —5: 00–12: 00 (максимальная часовая нагрузка с 7:00 до 8:00),
  • Умеренное употребление - с полудня до 17:00 (перерыв около 15:00) и
  • Расширение использования вечером —17: 00 до 23:00 (второй второстепенный пик, 18: 00–20: 00).

Местоположение источника
Местоположение любого источника воды, рассматриваемого в качестве питьевого водоснабжения, индивидуального или коллективного, должно быть тщательно оценено на предмет потенциальных источников загрязнения. Как правило, максимальное расстояние, которое позволяют экономия, владение землей, геология и топография, должно отделять источник воды от потенциальных источников загрязнения. Таблица_8.1 подробно описывает некоторые источники загрязнения и дает минимальные расстояния, рекомендованные EPA для отделения источников загрязнения от источника воды.

Вода, забираемая непосредственно из рек, озер или водохранилищ, не может считаться достаточно чистой для потребления человеком, если она не проходит очистку. Вода, перекачиваемая из подземных водоносных горизонтов, потребует некоторой степени очистки. Вера в то, что поверхностная вода или вода, отфильтрованная через почву, очистилась сама по себе, опасна и необоснованна. Чистая вода не обязательно является безопасной водой. Чтобы оценить уровень очистки источника воды, выполните следующие действия:

  • Определите качество, необходимое для предполагаемой цели (качество питьевой воды необходимо оценивать в соответствии с SDWA).
  • Для колодцев и источников: проверьте воду на бактериологическое качество. Это должно быть сделано с несколькими образцами, взятыми за определенный период времени, чтобы установить историю источника. За некоторыми исключениями, источники поверхностных и подземных вод всегда считаются бактериологически небезопасными и, как минимум, должны подвергаться дезинфекции.
  • Анализ химического качества, включая законодательные (первичная питьевая вода) и эстетические (вторичные) стандарты.
  • Определите экономические и технические ограничения (e.ж., стоимость оборудования, затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание, стоимость альтернативных источников, наличие электроэнергии).
  • Обработайте, если необходимо и возможно.

Строительство скважин
Многие небольшие населенные пункты получают питьевую воду исключительно из подземных водоносных горизонтов. Кроме того, согласно последней переписи населения с данными о системах водоснабжения, 15% людей в США пользуются индивидуальными системами водоснабжения. В некоторых частях страны может быть выбор отдельных источников водоснабжения, которые будут снабжать водой круглый год.Некоторые районы страны могут быть ограничены одним источником. Различные источники воды включают в себя пробуренные скважины, забивные скважины, струйные скважины, выкопанные колодцы, пробуренные скважины, родники и цистерны. Table_8.2 дает более подробное описание некоторых из этих скважин.

Независимо от выбора источника водоснабжения необходимо соблюдать особые меры безопасности, чтобы обеспечить пригодность воды для питья. Дренаж должен быть подальше от колодца. Обшивки колодца следует заделать раствором или другим мастичным материалом, чтобы вода с поверхности не просачивалась по обсадной трубе к источнику воды.В рис. 8.2 бетонный раствор армирован сталью, и для защиты этого источника воды предусмотрен слив от обсадной колонны. Кроме того, исследования показывают, что минимум 10 футов почвы необходим для фильтрации нежелательных биологических организмов из источника воды.

Однако, если в районе строительства колодца есть источники химического загрязнения поблизости, следует связаться с местными органами здравоохранения. В районах с карстовым рельефом (районы, характеризующиеся известняковым ландшафтом с пещерами, трещинами и подземными потоками) колодцы любого типа представляют опасность для здоровья из-за больших расстояний, на которые могут перемещаться как химические, так и биологические загрязнители.

При определении места расположения колодца следует учитывать несколько факторов:

  • подземный водоносный горизонт, подлежащий разработке,
  • глубина водоносных пластов,
  • тип горных пород, которые будут встречаться,
  • свобода от затопления и
  • относительно существующих или потенциальных источников загрязнения.

Первоочередной задачей является защита любого типа колодца от загрязнения, в первую очередь бактериального.Подземные воды, обнаруженные в песчаных, глиняных и гравийных образованиях, с большей вероятностью будут более безопасными, чем грунтовые воды, извлеченные из известняка и других трещиноватых скальных образований. Какими бы ни были пласты, колодцы должны быть защищены от

  • поверхностные воды, поступающие непосредственно в кровлю скважины,
  • грунтовые воды, поступающие ниже уровня земли без фильтрации через поверхность земли не менее 10 футов, и
  • Попадание поверхностной воды в пространство между обсадной колонной скважины и окружающей почвой.

Кроме того, колодец должен быть расположен таким образом, чтобы он был доступен для обслуживания, осмотра и замены насоса или трубы при необходимости.Забивные скважины (Рис. 8.2) обычно устанавливаются в песке или почве и не проникают в основную породу. В результате они забиваются в землю и являются довольно мелкими, что приводит к частому загрязнению как химическими, так и бактериальными источниками.

Санитарное проектирование и строительство
При вскрытии водоносного пласта (как при строительстве скважины) существует прямой путь возможного загрязнения водой, если не будут приняты удовлетворительные меры предосторожности. Колодцы должны быть снабжены обсадной колонной или трубой на достаточной глубине, чтобы предотвратить обрушение и обеспечить герметизацию земной формации относительно обсадной колонны с помощью водонепроницаемого цементного раствора или бентонитовой глины, от точки чуть ниже поверхности до такой глубины, которая необходима для предотвращения проникновения загрязненная вода.

После завершения строительства скважины верхняя часть обсадной трубы должна быть закрыта санитарным уплотнением, утвержденной заглушкой скважины или опорой насоса, которая полностью закрывает отверстие скважины (Рисунок 8.3) . Если закачка с проектной скоростью вызывает просадку в скважине, необходимо предусмотреть вентиляцию через резьбовое отверстие. Верхний конец вентиляционной трубы должен быть повернут вниз и соответствующим образом защищен от попадания насекомых и посторонних предметов.

Выбор насоса
Существуют различные типы и размеры насосов для удовлетворения потребностей индивидуальных или общественных систем водоснабжения.Некоторые из факторов, которые следует учитывать при выборе насоса для конкретного применения, - это глубина скважины, расчетное давление системы, скорость потребления в галлонах в минуту, доступность электроэнергии и экономичность.

Вырытые и пробуренные скважины
Вырытые скважины ( Рисунки 8.4 и 8.5 ) были одним из наиболее распространенных типов скважин для индивидуального водоснабжения в Соединенных Штатах до 1950-х годов. Они часто строились так, что один человек копал яму лопатой, а другой вытаскивал из ямы землю с помощью веревки, шкива и ведра.Конечно, для этого требовалось отверстие довольно большой окружности, размер которого увеличивал вероятность утечки с поверхности. Вырытый колодец также традиционно был довольно мелким, часто менее 25 футов, что часто приводило к загрязнению источника воды поверхностными водами, когда он проходил через трещины и щели в земле к водоносному горизонту. Вырытые колодцы обеспечивают питьевую воду только в том случае, если они правильно расположены и источник воды не содержит биологического и химического загрязнения. Общее правило заключается в том, что чем глубже колодец, тем больше вероятность того, что водоносный горизонт не будет содержать загрязняющих веществ, при условии, что поверхностная вода не просачивается в колодец без достаточной фильтрации почвы.

Для восстановления выкопанных колодцев используются два основных процесса. Один состоит в том, чтобы выкопать колодец на глубину до 10 футов и установить прочную плиту с отверстием в ней для размещения обсадной трубы и соответствующего уплотнения ( рисунки 8.4, и 8.5, ). Затем грязь снова засыпается поверх плиты на поверхность, и обсадная колонна оснащается вентиляционным отверстием и вторым уплотнением, как в пробуренной скважине, как показано на Рис. 8.6 . Это приводит к значительному уменьшению площади корпуса, которую необходимо защитить.Опыт показал, что нарушенная грязь, используемая для засыпки заглубленной плиты, будет продолжать выделять бактерии в скважину в течение короткого времени после модификации. Большинство специалистов по модификации колодцев предлагают установить систему хлорирования на все выкопанные колодцы для дезинфекции воды из-за их небольшой глубины и возможных биологических примесей во время изменения дренажа и погодных условий над землей. Fi

.

Как работает вода | HowStuffWorks

Водородная связь между молекулами воды, о которой мы говорили в первом разделе, является причиной двух уникальных свойств воды: когезия и адгезии . Сплоченность - это то, что вода очень легко прилипает к себе. Адгезия означает, что вода также очень хорошо прилипает к другим предметам, поэтому она растекается тонкой пленкой на определенных поверхностях, например на стекле. Когда вода вступает в контакт с этими поверхностями, силы сцепления превышают силы сцепления.Вместо того, чтобы слипаться в клубок, он распространяется.

Вода также имеет высокий уровень поверхностного натяжения . Это означает, что молекулы на поверхности воды не окружены одинаковыми молекулами со всех сторон, поэтому их притягивает только когезия других молекул глубоко внутри. Эти молекулы сильно связаны друг с другом, но слабо прилипают к другой среде. Одним из примеров этого является то, как вода скапливается на восковых поверхностях, таких как листья или вощеные автомобили.Поверхностное натяжение делает эти капли воды круглыми, поэтому они покрывают как можно меньшую площадь поверхности.

Объявление

Капиллярное действие также является результатом поверхностного натяжения. Как мы уже упоминали, это происходит у растений, когда они «всасывают» воду. Вода прилипает к внутренней части трубок растения, но поверхностное натяжение пытается сгладить ее. Это заставляет воду подниматься и снова связываться с собой, и этот процесс продолжается до тех пор, пока не накопится достаточно воды, чтобы гравитация начала тянуть ее обратно вниз.

Водородные связи воды также являются причиной того, что ее твердая форма, лед , может плавать в своей жидкой форме. Лед менее плотен, чем вода, потому что молекулы воды образуют кристаллические структуры при температуре ниже нуля (32 градуса по Фаренгейту или 0 градусов Цельсия). Тепловые свойства воды также связаны с ее водородными связями. Вода имеет очень высокую удельную теплоемкость , то есть количество тепла на единицу массы, необходимое для повышения ее температуры на один градус Цельсия.Энергия, необходимая для повышения температуры воды на один градус Цельсия, составляет 4,2 джоуля на грамм. Вода также имеет высокую теплоту испарения , что означает, что она может принимать много тепла без значительного повышения температуры. Это играет огромную роль в климате, потому что океанам нужно много времени, чтобы нагреться.

Вода часто известна как универсальный растворитель , что означает, что в ней растворяются многие вещества. Вещества, растворяющиеся в воде, гидрофильные .Это означает, что они так же сильны или сильнее, чем силы сцепления воды. Соль и сахар полярны, как вода, поэтому они очень хорошо растворяются в ней. Вещества, не растворяющиеся в воде, гидрофобны . Отсюда поговорка «масло и вода не смешиваются». Растворимость воды - вот почему вода, которую мы используем, редко бывает чистой; в нем обычно растворено несколько минералов.

Присутствие этих минералов составляет разницу между жесткой водой и мягкой водой .Жесткая вода обычно содержит много кальция и магния, но также может содержать металлы. Мыло плохо пенится в жесткой воде, но жесткая вода обычно не опасна. Он также может вызывать отложения известкового налета в трубах, водонагревателях и туалетах.

Некоторые из последних споров о свойствах воды заключаются в том, как ведет себя лед, когда он тает. Некоторые ученые утверждают, что он выглядит примерно так же, как и в твердом состоянии, за исключением того, что некоторые из его водородных связей разорваны. Другие утверждают, что это совершенно новая структура.Так что, несмотря на всю важность, мы до сих пор не совсем понимаем воду.

Для получения дополнительной информации о воде и связанных темах ознакомьтесь с ссылками на следующей странице.

.

Смотрите также