Классическая электродинамика, единое время, доплеровский эффект.

[Мангуст]

ну так вопрос же в целесообразности что в данном случае не конкретно. Имея в виду нагрузку. Ибо если разрабатывается какой-то питатель, то он разрабатывается под конкретную нагрузку. И зависит всё именно от неё. Для неё любимой и пульсации и стабильность с быстродействием.
Как бы при наличии микроскопа и гвоздей не так уж много вариантов взаимодействий в голову приходит. Но другого вот нет. 

Если рассматривать работу полевых транзисторов в ключевом режиме, то чтобы повысить его быстродействие, нужно подать на затвор большой ток, чтобы уменьшить время его заряда и увеличить крутизну фронта при открытии полевого транзистора, поэтому для управления затвором, применяют драйвера, или например у многих  ШИМ контроллеров они уже встроены.

С катушкой индуктивности тоже можно производить подобные манипуляции, увеличивать скорость переходного процесса во время явления самоиндукции.
Где  можно применить? это уже не мои заботы.

[Мангуст]

логичнее использовать солнечный коллектор, а мусор выкидывать на помойку. За которую кстати платится не зависимо от объёма мусора, но зависимо от площади дома. Чай там тоже сидят не дураки. Но что-то мне подсказывает об убыточности системы. 

У воды есть интересная кривая аномальной теплоёмкости, чтобы нагреть холодную воду +10С до температуры +50-60С, нужно потратить больше энергии, чем донагреть её с +32-35С до +50-60С

[rematik]

нагрев объёма воды тоже абстрактен. Это может быть кастрюлька с подогревом снизу и циркуляцией, либо это абстрактная труба бойлера с ТЭНом в виде петли из трубы воды в средней части. И здесь циркуляции возникающие в процессе нагрева не так просты. Ибо мы греем ТТ котлом воду уже градусов с 20. И редко бывает ниже. И как там это тепло распределяется в толще воды бойлера снизу до его потолка остаётся только догадываться.

[rematik]

Если рассматривать работу полевых транзисторов в ключевом режиме, то чтобы повысить его быстродействие, нужно подать на затвор большой ток, чтобы уменьшить время его заряда и увеличить крутизну фронта при открытии полевого транзистора, поэтому для управления затвором, применяют драйвера, или например у многих  ШИМ контроллеров они уже встроены.

С катушкой индуктивности тоже можно производить подобные манипуляции, увеличивать скорость переходного процесса во время явления самоиндукции.
Где  можно применить? это уже не мои заботы.

В смасунгах SCT-11 шасси видимо использовался тот описываемый здесь принцип с хитрым дросселем, от которого в принципе зависит режим стабилизации напряжения. Но вся эта схемотехника уже померла со всеми Дарлингтонами в строчке.

[Мангуст]

нагрев объёма воды тоже абстрактен. Это может быть кастрюлька с подогревом снизу и циркуляцией, либо это абстрактная труба бойлера с ТЭНом в виде петли из трубы воды в средней части. И здесь циркуляции возникающие в процессе нагрева не так просты. Ибо мы греем ТТ котлом воду уже градусов с 20. И редко бывает ниже. И как там это тепло распределяется в толще воды бойлера снизу до его потолка остаётся только догадываться.

[CAIIIA]

У воды есть интересная кривая аномальной теплоёмкости, чтобы нагреть холодную воду +10С до температуры +50-60С, нужно потратить больше энергии, чем донагреть её с +32-35С до +50-60С
[/quote] Тут даже без кривой аномальности разница очевидна.

[Мангуст]

Если рассматривать работу полевых транзисторов в ключевом режиме, то чтобы повысить его быстродействие, нужно подать на затвор большой ток, чтобы уменьшить время его заряда и увеличить крутизну фронта при открытии полевого транзистора, поэтому для управления затвором, применяют драйвера, или например у многих  ШИМ контроллеров они уже встроены.

С катушкой индуктивности тоже можно производить подобные манипуляции, увеличивать скорость переходного процесса во время явления самоиндукции.
Где  можно применить? это уже не мои заботы.

В смасунгах SCT-11 шасси видимо использовался тот описываемый здесь принцип с хитрым дросселем, от которого в принципе зависит режим стабилизации напряжения. Но вся эта схемотехника уже померла со всеми Дарлингтонами в строчке.

Помню подобные схемы с дополнительным дросселем в цепи базы, но это совсем другой эффект с "подарком" от Самсунга.

Также были схемы где в пред оконечном каскаде, к трансформатору  дополнительно приклеен слабый постоянный магнит, для того чтобы  при однополярных строчных импульсах в ферромагнетике возникало встречное противоборствующее МП, чтобы ферромагнитный сердечник трансформатора не входил в насыщение и не изменялась индуктивность и параметры трансформатора.   

[Мангуст]

Тут даже без кривой аномальности разница очевидна.

Ещё у воды есть т.н. термоклин.

Термоклин (или слой температурного скачка) — это пограничный слой в водоеме, где происходит резкое изменение температуры воды на относительно небольшом участке глубины. Это явление возникает из-за разной плотности теплой (верхней) и холодной (нижней) воды.



 В обычной садовой бочке термоклин возникает из-за того, что солнце нагревает только верхний слой, а нижние слои воды остаются холодными. Для полива растений такая  вода нежелательна, так как холодной водой поливать нельзя.

Самый надежный метод - периодически перемешивать воду разрушая температурный барьер.

Мы живём на Урале и выращиваем виноград. В летний период на Урале  количество солнечных часов больше на целый месяц чем на юге, единственное, что нужно для выращивания винограда, это весной поливать землю тёплой водой, чтобы отогреть змлю и пробудить виноград, а в течении лета, особенно в дождливые пасмурные дни поливать его только тёплой водой, тогда виноград успевает созреть и набрать сахарозу.

[aze1959]

В обычной садовой бочке термоклин возникает из-за того, что солнце нагревает только верхний слой, а нижние слои воды остаются холодными.

Частицы света взаимодействую с чем? С водой? Дном бочки? Стенками? МКТ в помощь!
Интересная задача-завтра оглашу решение мне кажется верное

[Мангуст]

В обычной садовой бочке термоклин возникает из-за того, что солнце нагревает только верхний слой, а нижние слои воды остаются холодными.

Частицы света взаимодействую с чем? С водой? Дном бочки? Стенками? МКТ в помощь!
Интересная задача-завтра оглашу решение мне кажется верное

Простой расчёт нагрева стандартной пластиковой бочки за счёт солнечной энергии в ясные солнечные дни.

Исходные данные:

Диаметр бочки D = 0,59 м
Высота бочки h = 0,89 м

Солнечная энергия приходящая на землю  1000 Вт/м² (пиковое значение, бывает около полудня)

 Площадь проекции боковой поверхности (вид со стороны солнца)
S = h × D = 0,89 × 0,59 = 0,525 м²

 Учёт угла освещения (эффективная площадь в 2 раза меньше)
S_эфф = S / 2 = 0,525 / 2 = 0,2625 м²

 Мощность, падающая на эту площадь
P_пад = G × S_эфф = 1000 × 0,2625 = 262,5 Вт

(При G = 800 Вт/м² было бы 210 Вт, но берём типичный максимум.)

 Потери (отражение от пластика, конвекция, излучение)
Пластик отражает примерно 20–30 % света, плюс часть тепла уходит в воздух.
Принимаем коэффициент полезного использования k = 0,7 (т.е. до воды доходит 70 % от падающей энергии).

 Эффективная мощность, идущая на нагрев воды
P_эфф = P_пад × k = 262,5 × 0,7 = 183,75 Вт

Округляем – получаем порядка 180–185 Вт.

Если солнце чуть слабее (например, 950 Вт/м²):
P_пад = 950 × 0,2625 = 249,4 Вт
P_эфф = 249,4 × 0,7 = 174,6 Вт – тоже около 180.

Итоговая формула :
Эффективная мощность = (солнечная радиация) × (высота × диаметр) / 2 × 0,7.

Подставляем числа:
P = 1000 × (0,89 × 0,59) / 2 × 0,7 ≈ 180 Вт.

Таким образом, с учётом всех потерь  бочка будет получать примерно 180 Вт солнечного тепла в ясный полдень. В течение дня средняя мощность будет ниже.

Для расчёта времени нагрева нам нужно знать начальную температуру воды. Обычно водопроводная вода имеет температуру около +10…+15 °C (в зависимости от сезона). Примем среднее значение +12 °C.

Исходные данные:
Объём воды: 230 литров,  масса m = 230 кг (плотность воды 1 кг/л).

Начальная температура воды: примем 12 °C (средняя водопроводная вода).
Конечная температура: 35 °C.
Нужно нагреть на разницу температур: 35 – 12 = 23 °C.
Удельная теплоёмкость воды c = 4200 Дж/(кг·°C).

Эффективная мощность нагрева (с учётом всех потерь) P = 180 Вт, то есть 180 Дж в секунду.
Вычисляем необходимое количество теплоты (энергии) Q

Формула: Q = c * m * (разница температур).
Подставляем числа:
Q = 4200 * 230 * 23.

Сначала 4200 * 230 = 966 000 (это энергия для нагрева всей воды на 1 градус).
Затем 966 000 * 23 = 22 218 000 Дж.

Итак, Q = 22 218 000 Дж (или примерно 22,2 мегаджоуля).

 Находим время нагрева в секундах
Время t = Q / P.

Подставляем:
t = 22 218 000 / 180.
Делим: 22 218 000 / 180 = 123 433 секунды (с округлением).

 Переводим секунды в часы
В одном часе 3600 секунд.
t (часы) = 123 433 / 3600.

Делим: 123 433 / 3600 ≈ 34,3 часа.

При мощности 180 Вт и начальной температуре +12 °C для нагрева 230 литров воды до +35 °C потребуется примерно 34 часа непрерывного облучения.

Если начальная температура другая (например, +15 °C), то разница будет 20 °C, тогда Q = 4200*230*20 = 19 320 000 Дж, время = 19 320 000 / 180 = 107 333 с ≈ 29,8 часа.

Если начальная температура +5 °C, разница 30 °C, Q = 4200*230*30 = 28 980 000 Дж, время ≈ 44,7 часа.

Реальные условия: солнце светит не круглосуточно, поэтому календарных дней понадобится больше (при 8 солнечных часах в день — около 4–5 дней), плюс ночное остывание уменьшит эффективность, поэтому лучше утеплять бочку.

Короче, стоящая на летнем душе бочка к вечеру едва нагреется до температуры 32-35С, а нам нужна горячая вода здесь и сейчас, нажал кнопку, сразу после водонагревателя пошла горячая вода. Надо тёплую, нагрели всю бочку до +35С, захотели помылись под  тёплым душем и опять идём работать на огород, захотели, включаем реверс и полили тёплой водой все растения в пасмурную погоду.

[rematik]

а почему не учитывается температура окружающей среды? Она тоже будет греть воду днём и охлаждать ночью.
И вообще. Это не мой случай даже близко. Вода может выливаться в течении дня и ночи, т.е. и нагреваться и охлаждаться в одном моменте. Т.е. нагретая до 80-ти градусов уходит и разбавляется в моменте холодной до 7-ми градусов. 
На душе раньше стояла бочка в виде бензобака с ТЭНом. Сейчас туда идёт г и х вода. Правда смеситель той осенью лопнул, а в этом годе новый так пока и не поставил.

[Мангуст]

а почему не учитывается температура окружающей среды? Она тоже будет греть воду днём и охлаждать ночью.
И вообще. Это не мой случай даже близко. Вода может выливаться в течении дня и ночи, т.е. и нагреваться и охлаждаться в одном моменте. Т.е. нагретая до 80-ти градусов уходит и разбавляется в моменте холодной до 7-ми градусов. 
На душе раньше стояла бочка в виде бензобака с ТЭНом. Сейчас туда идёт г и х вода. Правда смеситель той осенью лопнул, а в этом годе новый так пока и не поставил.

Да, чем больше температура окружающей среды, тем меньше нужно тратить электроэнергии для дополнительного нагрева воды до нужной нам температуры.
я уже объяснял, что когда нам нужно, мы нагреваем до +50С всю бочку, а когда не нужно перехватываем горячую воду с коллектора после водонагревателя, чтобы зря не нагревать всю бочку и зря не тратить электроэнергию.
Лично я не вижу смысла нагревать всю бочку до 50С, чтобы она потом просто остыла до уличной температуры.

Расчёт нагрева 10 литров воды от +35 °C до +50 °C проточным водонагревателем мощностью 3 кВт

Дано:
Объём воды: 10 литров → масса m = 10 кг (так как плотность воды ≈ 1 кг/л)
Начальная температура: t₁ = 35 °C
Конечная температура: t₂ = 50 °C
Разница температур: Δt = 50 − 35 = 15 °C
Удельная теплоёмкость воды: c = 4200 Дж/(кг·°C)
Мощность нагревателя: P = 3 кВт = 3000 Вт (это 3000 Дж в секунду)

 Количество теплоты, необходимое для нагрева
Формула: Q = c × m × Δt

Подставляем числа:
Q = 4200 × 10 × 15

Считаем: 4200 × 10 = 42 000 (Дж на 1 °C для 10 кг)
42 000 × 15 = 630 000 Дж

Итак, Q = 630 000 Дж (или 630 кДж).

 Переводим эту энергию в киловатт-часы (кВт·ч) – именно в них измеряет счётчик

Мы знаем, что 1 кВт·ч = 3 600 000 Дж (так как 1 кВт = 1000 Вт, а 1 час = 3600 с, значит 1000 × 3600 = 3 600 000 Дж).

Делим нашу энергию:
E (кВт·ч) = 630 000 / 3 600 000 = 0,175 кВт·ч.

То есть мы потратим 0,175 киловатт-часа электроэнергии.

 Время нагрева при мощности 3 кВт
Время t (в секундах) = Q / P = 630 000 / 3000 = 210 секунд.
Переводим в минуты: 210 / 60 = 3,5 минуты.

Ответ:
Для нагрева 10 литров воды от 35 до 50 °C потребуется 0,175 кВт·ч электроэнергии.
При мощности 3 кВт процесс займёт 3,5 минуты (без учёта теплопотерь в окружающую среду).

Если учесть реальный КПД (например, 95 %), то фактически энергии уйдёт немного больше: 0,175 / 0,95 ≈ 0,184 кВт·ч, а время нагрева станет ≈ 3,7 минуты. Но в идеальных условиях ответ – 0,175 кВт·ч и 3,5 минуты.

Если начальная температура воды +10…+15 °C, а нужно нагреть 10 литров до +50 °C, то:

При +10 °C потребуется ≈ 0,465 кВт·ч электроэнергии, нагреватель мощностью 3 кВт будет работать ≈ 9,3 минуты.
При +15 °C потребуется ≈ 0,406 кВт·ч, время нагрева ≈ 8,1 минуты.

Для любого значения в этом диапазоне можно ориентироваться на 0,40–0,47 кВт·ч и 8–9,5 минут (при условии 100 % КПД нагревателя). Реальные потери (КПД около 95 %) увеличат эти цифры примерно на 5 %.

[rematik]

за прошлый м-ц нагорело чуть больше тыщи КВт и вода льётся кубами. И это при том что я почти каждый день её грею котлом. И в целом объём нагреваемой воды в 3-х бойлерах 300л. В первом 150 греется котлом и в нём происходит основной теплообмен. Во втором на 100 л стоит ТЭН. Он включается если я не грею котёл и вода в него уже поступает холодная. Третий бойлер на 50л вроде уравнивающего буфера. Все эти ёмкости в своей производственной шубе в виде теплоутеплителя. Хотелось ещё нарастить объём на 200 и 100л и поставить циркуляционный насос чтобы всё это прокачивал и смешивал. И увеличить мощность котла, а то зимой маловато всё греть одновременно. Котлы есть и ждут своего часа.

[Мангуст]

за прошлый м-ц нагорело чуть больше тыщи КВт и вода льётся кубами. И это при том что я почти каждый день её грею котлом. И в целом объём нагреваемой воды в 3-х бойлерах 300л. В первом 150 греется котлом и в нём происходит основной теплообмен. Во втором на 100 л стоит ТЭН. Он включается если я не грею котёл и вода в него уже поступает холодная. Третий бойлер на 50л вроде уравнивающего буфера. Все эти ёмкости в своей производственной шубе в виде теплоутеплителя. Хотелось ещё нарастить объём на 200 и 100л и поставить циркуляционный насос чтобы всё это прокачивал и смешивал. И увеличить мощность котла, а то зимой маловато всё греть одновременно. Котлы есть и ждут своего часа.

Понятно.

Мы хотели установить солнечный коллектор, но в этом году не будем этим заниматься. 
Обычно в теплицах вода в бочках нагревается лучше, за счёт нагретого воздуха. 

[rematik]

с солнечным коллектором не понятно куда девать избыток тепла когда его и так избыток. 
Проблемы всегда с недостатком в стране вечнозелёных помидоров.
В принципе то можно сделать воздушные коллектора под потолком и в земле. Днём нагревая глубже и слой земли. Правда не понятно чё с поливом будет. Мысли пришли вкупе с не растущими огурцами. Походу они решили что осень и расти уже не надо. 

[Мангуст]

с солнечным коллектором не понятно куда девать избыток тепла когда его и так избыток. 
Проблемы всегда с недостатком в стране вечнозелёных помидоров.
В принципе то можно сделать воздушные коллектора под потолком и в земле. Днём нагревая глубже и слой земли. Правда не понятно чё с поливом будет. Мысли пришли вкупе с не растущими огурцами. Походу они решили что осень и расти уже не надо.

Мы установили капельный автополив, запрограммировали шаровые краны и поливаем растения в теплице нагретой тёплой водой.

В суровом холодном климате нужно максимально применять автоматизацию. Чтобы не уставать и не переутомляться на огороде и не делать лишнюю работу.

[rematik]

я таким занимался лет 15 назад. Ставил людям. Не наблюдаю фильтра на системе. В лучшем случае система отработает 2-3 года. Это при соблюдении многих нюансов. По штоку вода начнёт течь в мозги и отсек с батарейками.  
Есть ещё самооткрывающиеся форточки на теплицы с термоприводами амортизаторами.   
пс. фильтр с красной гайкой узрел после увеличения. Раньше они были другие.
программатор тоже нужно повертеть. Может он уже модернизированный. Другие были.

[Мангуст]

В обычной садовой бочке термоклин возникает из-за того, что солнце нагревает только верхний слой, а нижние слои воды остаются холодными.

Частицы света взаимодействую с чем? С водой? Дном бочки? Стенками? МКТ в помощь!
Интересная задача-завтра оглашу решение мне кажется верное

Если солнце нагревает только один бок у бочки, то нагретая у стенок вода по закону циркуляции поднимается вверх и  между тёплым и холодным слоем возникает т.н. термоклин, с резким градиентом разности температур.

В реальной бочке, освещаемой солнцем только с одной стороны, нагрев идёт неравномерно. У стенки, обращённой к солнцу, вода прогревается быстрее, становится легче и поднимается  вдоль стенки вверх. В верхней части бочки образуется тёплый слой, а внизу остаётся холодная вода. Между ними формируется термоклин – узкая зона с очень резким перепадом температуры (например, сверху +35 °C, а на 20 см ниже – уже +15 °C).
Чтобы температура воды в бочке была одинаковой, воду нужно перемешивать.

[Мангуст]

я таким занимался лет 15 назад. Ставил людям. Не наблюдаю фильтра на системе. В лучшем случае система отработает 2-3 года. Это при соблюдении многих нюансов. По штоку вода начнёт течь в мозги и отсек с батарейками.  
Есть ещё самооткрывающиеся форточки на теплицы с термоприводами амортизаторами.   
пс. фильтр с красной гайкой узрел после увеличения. Раньше они были другие.
программатор тоже нужно повертеть. Может он уже модернизированный. Другие были.

Фильтр на фото выделен красным:

[rematik]

с нагревом бочки тоже не всё так однозначно. Её греет и температура воздуха и температура помещения душа, крыши. Это помимо светового излучения солнца. И в целом в бочке не один тепловой замок, а куча. Циркуляция подразумевает нагрев снизу, а тут вообще всё чисто условно. И по этому разум решает всё это перемешать. Так же легче. Типа средней температуры по больнице.   
Даже вот в СО с естественной циркуляцией воды в качестве теплоносителя много нюансов. Тот же разум науськивает ставить циркуляционный насос. 
В душе обычно моются под вечер. Когда нагрева нет, а тепло стремится испариться сверху. Т.е. происходит уже другая тема.

ещё прикольнее проводить опыты по нагреву промёрзшей насквозь зимой бочки феном. Даже 2 КВт а это как слону дробина. Почти 30 лет тут живу и провожу разные опыты по мере необходимости и улыбает теория не учитывающая многих нюансов.
пс. фильтр я уже потом сам увидел и дописал. Что удивительно с ним никогда проблем не было. Видимо дырки просверленные в см10 ото дна играли роль. Вода была разная. От пруда с ряской, до скважинной неочищенной от примесей всего. Железа, кальция и прочего из того что обычно сразу не видно.