Расчет дефлектора для дымохода


чертежи и инструкция по монтажу

Автор Ксения Зубкова На чтение 16 мин. Опубликовано

На первый взгляд, дефлектор воспринимают как специальный колпак над дымовой трубой. А при обстоятельном рассмотрении его видят как короткую трубу, монтируемую на оголовок с зонтом. Дефлектор защищает верхнюю часть дымохода от сильных дуновений ветра и выполняет задачу архитектурного элемента. Альтернативные названия этого незаменимого устройства — флюгарка и дымник.

Необходимость установки дефлектора дымохода

На функционировании отопительного оборудования отражается то, как в системе циркулирует воздух и устраняется дым. Если эти механизмы не отлажены, то процесс сгорания топлива нарушается, угарный газ проникает в помещение и наносит серьёзный ущерб здоровью.

Каждая часть дымохода должна быть установлена правильно, в противном случае тяга будет плохой

Случается, что нормализовать работу печи или камина правильные параметры дымовой трубы, то есть сечение, высота и конфигурация не в состоянии. В такой ситуации и прибегают к дефлектору, устанавливаемому на верхнем участке дымоотвода.

По правилам канал для отведения дыма должен быть вертикальным и довольно прямым. Рекомендуемая высота трубы над уровнем конька кровли — менее 50 см.

На дефлектор возлагается важная миссия — выравнивать или усиливать тягу в отопительном оборудовании. Помощником устройства в этом деле выступает ветер, создающий пространство с разряжённым воздухом и выталкивающий в него продукты сгорания, которые не смогли выйти из дымового канала.

Дефлектор зачастую спасает ситуацию, если тягу не получается улучшить никакими другими средствами

Дефлектору поручены и некоторые другие задачи, способствующие улучшению работы дымоотвода в целом. Приспособление блокирует доступ дождевой воды и снега в отопительное оборудование. Благодаря дефлектору печь функционирует без перебоев даже в ненастный день.

Принцип работы флюгарки

Функционирование дефлектора или флюгарки представляет собой следующий процесс:

  • когда ветер дует в трубу сверху вниз, продукты сгорания топлива вытягивает нижнее кольцевое отверстие устройства;
  • если потоки воздуха воздействуют снизу вверх, то газы выцеживает верхняя кольцевая прорезь;
  • при дуновении ветра в горизонтальном направлении угарный газ и другие ненужные вещества высасывают сразу два отверстия.

Хуже всего флюгарка работает в ситуации устремления ветра снизу вверх. Это связано с тем, что зонтик отталкивает потоки воздуха и направляет их в сторону, обратную движению продуктов сгорания.

Устройство заставляет ветер путешествовать в определенном направлении, что улучшает тягу

Чтобы дефлектор работал без сбоев, вне зависимости от направления ветра, зонтику устройства придают форму двух конусов, соединяемых основаниями. Нижнему конусу отведена определённая роль — отталкивать потоки воздуха и продуктов сгорания топлива, раздвигая их и устремляя к выходному отверстию трубы.

Изготовление дефлекторов

Дефлектор для дымовой трубы — это устройство, состоящее из трёх главных частей: нижнего цилиндра, верхнего стакана (диффузора) и конусообразного колпака (зонтика).

Нижний цилиндр производится из трубы, материалом для создания которой может служить асбест, металл или керамика. К этому элементу присоединяют верхний стакан, фиксируемый на трёх или четырёх стойках и увеличивающийся книзу. Над ним устанавливают колпак в форме конуса, иногда называемый зонтиком.

На верхнем участке и нижнего, и верхнего стакана создают кольцевые отбои. Они не дают ветру принимать вертикальное направление.

Дефлектор состоит из: 1 — зонт-колпак, 2 — лапки, 3 — конусный щиток, 4 —диффузор, 5 — патрубок, 6 — корпус

Флюгарку устанавливают особым образом, чтобы ветер, дующий в любую сторону, не создавал преград для выведения газов. Воздушные потоки должны способствовать высвобождению продуктов сгорания, притягиваемых верхним и нижним кольцами.

Диффузор и зонтик — это изделия, чаще всего сделанные из стали, покрытой цинком. Лучшим сырьём для создания этих деталей дефлектора служит качественная котельная сталь, ведь они функционируют в условиях переменной влажности, неожиданных перепадов температуры и высокого риска образования ржавчины.

По конструкции флюгарки разделяют на виды:

  • дефлектор Григоровича;
  • дефлектор-флюгер;
  • Н-образный дефлектор;
  • дефлектор ЦАГИ;
  • искрогаситель.

Дефлектор Григоровича

Наиболее популярный тип дымника — это дефлектор Григоровича. Он отличается упрощённой конструкцией и поэтому без особого труда создаётся своими руками.

Нижний цилиндр дефлектора Григоровича включает в себя несколько патрубков. Кроме него, основными деталями флюгарки данного типа считаются верхний цилиндр, конусный элемент и два кронштейна для крепления изделия к дымовой трубе.

Дефлектор Григоровича разумнее создавать из жести и стали, покрытой цинком или созданной специально для изготовления котлов. Рекомендуемая толщина материала — 0,5 мм.

Самыми главными частями дефлектора Григоровича считают диффузор, колпак и обратный конус

Несмотря на прекрасную способность дефлектора Григоровича усиливать тягу и защищать дымоход от проникновения посторонних предметов, у него обнаруживают один существенный недостаток — плохую работу в условиях низового ветра.

Дефлектор Григоровича изготавливают поэтапно:

  1. Подготавливают инструменты (рулетка, линейка, фломастер, картон, ножницы по металлу, дрель, свёрла и саморезы) и материалы (металлические листы и полосы).
  2. Определяют размеры устройства. Желая упростить расчёты, пользуются формулами соотношения параметров дефлектора. Согласно им, высота дефлектора — это 1,6 диаметра дымохода, ширина диффузора — в 1,2 раза больше диаметра дымового канала, а ширина колпака равняется двум диаметрам дымоотвода.
  3. На картонном листе составляют чертёж каждой детали. Получившиеся шаблоны вырезают и соединяют друг с другом, проверяя, соответствуют ли их размеры правильным параметрам.
  4. Удостоверившись в отсутствии ошибок, контуры всех картонных деталей обводят на металлических листах. Заготовки вырезают ножницами по металлу.
  5. Свернув одну из деталей, формируют цилиндр — корпус диффузора. По краям изделия просверливают два отверстия, куда вставляют саморезы.Первым делом создают такую деталь, как корпус дефлектора
  6. По аналогии с изготовлением корпуса диффузора создают внешний цилиндр. Следом за ним делают колпак устройства, то есть сворачивают две металлические заготовки в конусы, а их края стыкуют.
  7. В верхнем конусе, который чуть больше нижнего, вырезают и загибают 6 лапок. К этому изделию кромками прикрепляют нижний конус, заранее оснащаемый лапками для соединения с диффузором.Колпак дефлектора оснащают ножками, которые помугут ему соединиться с цилиндром устройства
  8. Изготовленный зонтик ножками сцепляют с внутренним цилиндром (диффузором). После этого его помещают во внешний цилиндр.Дефлектор Григоровича имеет простую конструкцию

Дефлектор-флюгер

Дефлектор-флюгер собирают из таких деталей, как:

  • полуцилиндр, служащий барьером для сильного ветра;
  • крышка, преграждающая путь внутрь дымовой трубы различному сору;
  • полотно, совершающее вращения, согласованные с направлением ветра;
  • центральная ось, сообщающаяся с каждым элементом приспособления;
  • подпятник, выполняющий задачу дополнительного фиксатора устройства на дымовом канале.

По сравнению с другими устройствами по выравниванию тяги, дефлектор-флюгер — это усовершенствованное приспособление. Оно функционирует по принципу паруса корабля. Дефлектор-флюгер отличается вращающимся корпусом, который приходит в движение под воздействием ветра.

Дефлектор-флюгер постоянно находится в движении, поэтому легко улучшает тягу

Изготовление дефлектора-флюгера представляет собой следующий процесс:

  1. Из металлических листов вырезают и формируют нижний и верхний цилиндры. К тому, что будет находиться внизу, на гайки и болты приделывают стойки. После этого к конструкции присоединяют верхний цилиндр, для закрепления которого берут хомут. На краях стоек, используя заклёпки, фиксируют обратный конус, тем самым получая основание под флюгер.
  2. От трубы диаметром 1,3 см отрезают фрагмент длиной 12,5 см — опору для флюгера. Один край трубы дополняют резьбой, необходимой для крепления. Внутрь изделия вставляют подшипник, а по бокам приваривают две полосы из стали, наклоняемые так же, как купол. Важно, чтобы пластины не стали пре

Лучший дефлектор на дымоход своими руками: чертеж и размеры

Дефлектор — это вентиляционное устройство для создания дополнительной тяги, устанавливаемое, как правило, на дымоход. При изготовлении системы необходимо строго соблюдать пропорции на заданные размеры.

Содержание статьи:

Виды

Существуют множество разновидностей вентиляторов, но основных типов и их разновидностей не очень много: Н — образные, Григоровича, ЦАГИ. Также, существует так называемый флюгер – изделие для дымовых труб, создающие рабочую зону для постоянной тяги, и имеет место аппарат турбинного типа, создающий дополнительную тягу по принципу торнадо.

Функции

Дефлектор способствует увеличению скорости воздушного потока до двадцати процентов. Вторая его важная функция — защита системы вентиляции от попадания атмосферных осадков, мусора, насекомых, нормализует тягу в отопительных каналах.

Начиная делать вентиляцию своими руками, нужно чётко представлять для себя план работы, иметь чертёж, расчёты относительно внутреннего диаметра воздуховода, дымохода.

Размеры и чертеж

Ниже приводится таблица соотношения размеров воздуховода (дымохода) к размерам дефлектора:

: внутр. Диаметр : Высота деф — : Ширина

: Дымохода : лектора Н, мм : диффузора

Можно прибегнуть к формулам, если внутренний диаметр не подходит к значениям таблицы: D=2d

Высота рефлектора = 1,7 d

Ширина зонта = ( 1,7d…..1,9)d

Замеры делать очень тщательно, не лениться, перепроверить. Важное замечание — труба и дефлектор должны совпадать по форме.

Изготовление своими руками

Для изготовления аппарата потребуются дрель, лист плотной бумаги, оцинкованная жесть, ножницы по металлу, карандаш или чертилка.

Сперва необходимо сделать из бумаги выкройку составляющих частей изделия – колпака, диффузора, внешнего цилиндра.

Из выкроек собираем дефлектор. Если всё совпало, работу можно переносить в металл.

Бумажные выкройки кладём на оцинкованную жесть и обводим чертилкой. По линиям кроя вырезаем ножницами по металлу детали.

Диффузор сворачиваем и соединяем края болтами или точечной сваркой, либо клёпками. Места изгибов расклёпываются.

Сборка внешнего цилиндра аналогична сборке диффузора. Колпак сворачивается на конус, края соединяются удобным для нас способом.

Длиной двадцать сантиметров и шириной около семи сантиметров вырезаются металлические полоски, подгибаются молотком, прикрепляются к колпаку. Этими же полосками зонтик прикрепляется к диффузору и всё это вставляется в цилиндр.

Дефлектор Григоровича, если мы надумали делать его, дополняется обратным конусом и увеличением защитного зонта на четыре сантиметра в диаметре.

Для крепления обратного конуса на большом конусе делаются нарезы на равном расстоянии около восьми лепестков и загибают их внутрь. Таким образом обратный конус крепится в защитном зонтике.

Если система работает в агрессивной среде, то изготавливать вентилятор лучше из нержавеющей стали, пластика, металлопластика, материалов стойких к коррозии.

К дефлектору, как к изобретению, отнесся российский авиаконструктор Д. П. Григорович. И образовавший с ним симбиоз конструкторской мысли математик А. Ф. Вольперт.

Сначала они рассчитали обычный зонтик, с необычными свойствами. А. Д. Вольперт предложил надеть на зонтик диффузор. Потом, после испытаний в аэродинамической трубе «родился» дефлектор ЦАГИ, до сих пор самый надёжный и распространённый. Эволюция вытяжки привела к созданию совершенно закрытого устройства, работающего в любых условиях.

Атмосферные осадки, пыль, лёд снаружи почти не влияют на его работу. Не страшны и динамические нагрузки. Сложность конструкции и сборки – единственные его недостатки.

Если браться за изготовление изделия своими руками, то было бы хорошо научиться некоторым приёмам жестяных работ – соединение в фальц, лежачий или стоячий, научиться делать выкройки деталей.

Долго не засоряется и сохраняет тягу двухэтажный зонт.

Кандидат технических наук. Начальник Центра образовательных стандартов и программ «Московского государственного строительного университета» (НИУ «МГСУ»).

Рекомендуем:

Дефлектор на дымоход своими руками

Хорошая тяга – важнейшее условие для нормальной работы любой печи. Чаще всего проблемы с тягой вызваны ветром, атмосферными осадками и мусором, забивающим дымоход. Самым удобным и простым решением в таких ситуациях является установка дефлектора. Это устройство не дает ветру задувать трубу, защищает дымоход от попадания осадков и листьев, способствует свободному отводу продуктов сгорания. Чтобы правильно выполнить монтаж дефлектора, следует подробнее ознакомиться с особенностями его конструкции.

Дефлектор на дымоход

Содержание материала

Принцип действия дефлекторов

Принцип действия дефлекторов

Стандартное устройство включает три основных элемента – цилиндр, диффузор, защитный колпак (зонтик). Дополнительно конструкция оснащается кольцевыми отбоями, которые располагаются в нижней части и вокруг диффузора. Существует несколько разновидностей дефлекторов, которые отличаются формой, размерами и количеством элементов, но все они, независимо от вида, работают по одному принципу.

Дефлекторы

Конструкция устанавливается на самом верху дымовой трубы и создает препятствие воздушным потокам. Когда ветер ударяется о стенки цилиндра, он теряет свою силу и разбивается на множество мелких воздушных потоков слабой интенсивности. Часть из них поднимается по корпусу и захватывает дым, выходящий из трубы. Именно это и увеличивает тягу в дымоходном канале.

Благодаря отсутствию завихрений, дым и угарный газ не попадают обратно в трубу, а полностью выводятся наружу. Кроме того, дефлектор препятствует засорению трубы через верх и выполняет декоративные функции.

Декоративные дефлекторы

Доказано, что после монтажа дефлектора КПД отопительного прибора возрастает на 15-20%. Разумеется, сам дефлектор ничего не даст, если дымоход установлен недостаточно высоко или неверно подобрано сечение соединительного патрубка. Имеет значение и расположение трубы на крыше.

Цены на дефлекторы

дефлектор на дымоход

Виды дефлекторов

Вид устройстваХарактеристики

Дефлектор ЦАГИ

Самый распространенный вариант. Имеет цилиндрическую форму, изготавливается из нержавейки или оцинкованной стали. Тип соединения – ниппельный, фланцевый

Круглый Волпер

Конструкция похожа на дефлектор ЦАГИ, но имеет небольшие отличия в верхней части. Изготавливается из оцинковки, нержавеющей стали и меди, чаще всего используется для дымоходов в банях

Дефлектор Григоровича

Усовершенствованный вариант ЦАГИ, предназначен для участков с преобладающим низким ветром. Обеспечивает хорошую тягу даже в безветренную погоду

Тарельчатый Astato

Очень эффективная и простая конструкция открытого типа. Обеспечивает качественную тягу независимо от направления ветра. Изготавливается из оцинковки и нержавеющей стали

Н-образный

Надежная конструкция, эффективная при любом направлении ветра. Изготавливается из нержавейки, соединение выполняется при помощи врезки на патрубке устройства

Дефлектор-флюгер

Устройство с вращающимся корпусом и закрепленным в верхней части флюгером. Изготавливается из нержавейки или окрашенной углеродистой стали

Вращающийся дефлектор

Устройство вращается только в одном направлении, эффективно защищает дымоход от засорения и осадков, отлично подходит для газовых котлов. Не работает в штиль и при обледенении

Основные отличия заключаются в форме конструкции и количестве составляющих. Материалом для изготовления таких устройств является нержавеющая и оцинкованная сталь, реже – медь. По форме они бывают цилиндрическими, квадратными, круглыми, открытого и закрытого типа. Устройства одного вида могут отличаться в верхней части: одни изделия выполняются с конусообразным зонтиком, другие имеют двускатную или вальмовую крышу, третьи делают плоскими или с декоративными фигурными элементами.

Дефлекторы

Диаметр дефлектора варьируется в пределах 100-500 мм, ширина диффузора от 240 до 1000 мм, высота конструкции – от 14 до 60 см.

Размеры дефлекторов

Крепится устройство к дымоходу при помощи кронштейнов, хомутов, болтов, с применением уплотнительной ленты. Для изготовления используется сталь толщиной от 0,5 до 1 мм, в зависимости от диаметра самого дефлектора. Дополнительно устройство может оснащаться искрогасителем, если существует риск возгорания кровли.

Дефлекторы с искрогасителями

Особенности монтажа

Расположение дефлектора прямо влияет на эффективность его работы. При установке конструкции на дымоход следует соблюдать определенные условия:

  • на плоской крыше устье дымохода должно располагаться выше ограждающих элементов;
  • на скатной крыше оголовок трубы поднимают выше конька, если расстояние между ними меньше 1,5 м, и монтируют на одном уровне, если расстояние от 1,5 до 3 м;

    Возвышение дымоходов над строениями

  • нельзя устанавливать дефлектор в зоне аэродинамической тени от соседних зданий;
  • корпус дефлектора должен обдуваться при любом направлении ветра;
  • в регионах, отличающихся холодными зимами нежелательно использовать вращающиеся дефлекторы;
  • на участках, где преобладают порывистые ветра, рекомендуется установка Н-образных конструкций;
  • при монтаже дефлектора круглого сечения на кирпичный дымоход используются специальные переходные патрубки.

    Дефлектор с переходником на трубу

Самостоятельное изготовление устройства

Для работы понадобится:

  • лист оцинковки или нержавеющей стали толщиной 0,5-1 мм;
  • ножницы по металлу;
  • заклепочник;
  • дрель;
  • лист плотной бумаги или картона.

Самый важный этап – составление чертежа. Для этого необходимо измерить внутренний диаметр дымохода и рассчитать параметры изделия по таблице.

Таблица размеров

Расчет дефлектора

Если внутренний диаметр вашего дымохода отличается от приведенных параметров в таблице, расчеты выполняют следующим образом:

  • ширина диффузора составляет 1,2 d;
  • ширина защитного зонта – 1,7-1,9 d;
  • общая высота конструкции – 1,7 d.

И замеры, и расчеты должны быть максимально точными, чтобы не возникло затруднений при монтаже конструкции и ее последующей эксплуатации. Если труба имеет квадратное сечение, то и дефлектор необходимо делать квадратным, хотя угловатость корпуса немного снижает эффективность работы устройства.

Шаг, №№ОписаниеИллюстрация
Шаг 1.На бумаге выполняют чертеж деталей дефлектора в натуральную величину и вырезают.

Чертеж


Вырезанные из бумаги детали

Шаг 2.Заготовки скрепляют и примеряют друг к другу. Если все элементы совпадают, можно приступать к раскрою оцинковки.

Подготовка к раскрою

Шаг 3.Шаблоны раскладывают на оцинковке, тщательно обводят маркером, вырезают ножницами по металлу. На срезах металл подгибают на 5 мм пассатижами и пристукивают молотком.
Шаг 4.В местах загибов металл нужно расклепать молотком, чтобы сделать края тоньше.
Шаг 5.Заготовку диффузора сворачивают цилиндром, просверливают отверстия для крепежей и соединяют болтами или заклепками. Можно использовать и сварку, но только не дуговую, а полуавтомат, чтобы не прожечь металл насквозь.

Свернутая заготовка

Шаг 6.Точно так же делают внешний цилиндр. Далее сворачивают конусом заготовку колпака и тоже соединяют заклепками или сваркой.

Заготовка-конус

Шаг 7.Из оцинковки вырезают 3-4 полоски шириной 6 см и длиной до 20 см. Полоски подгибают с двух сторон вдоль, простукивают молотком по всей длине. С внутренней стороны колпака, отступив от края примерно 5 см, просверливают по окружности нужное количество отверстий под болты. Закрепляют полоски оцинковки на колпаке и придают им П-образную форму.

Крепление полос


Загиб полосок

Шаг 8.При помощи этих самодельных скоб присоединяют колпак к диффузору, а затем вставляют всю конструкцию в обечайку.

Сборка деталей

Если в конструкции должен быть обратный конус (дефлектор Григоровича), диаметр защитного зонта делают на 3-4 см больше, чем диаметр конуса. После сборки обоих элементов конус прикладывают с внутренней стороны зонта и обводят по периметру маркером. Затем делают два надреза на выступающей части зонта и подгибают образовавшуюся полоску внутрь. Таким же образом делают еще 6-8 полосок на равном расстоянии друг от друга, загибают их внутрь и надежно фиксируют обратный конус без дополнительных крепежей и сварки.

Схема дефлектора Григоровича

К диффузору колпак с обратным конусом удобнее крепить строительными шпильками. Для этого перед установкой конуса на зонт в нем просверливают три отверстия по окружности, вставляют концы шпилек и закручивают гайки. Затем надевают сверху зонт, фиксируют конус описанным выше способом. В верхней части диффузора, с внешней стороны, приклепывают петли из жести или алюминия и вставляют в них нижние концы шпилек. Такая конструкция выдерживает сильные порывы ветра, служит долго и надежно.

Подобным способом можно собрать дефлектор любого типа, главное – составить правильный чертеж. Единственное отличие будет в количестве и форме деталей. Готовое устройство остается только смонтировать на дымоход.

Ветрозащитные дефлекторы

Цены на заклепочник

заклепочник

Монтаж дефлектора

Установить конструкцию можно двумя способами – непосредственно на дымоход и на отрезок трубы, который потом надевается на дымоотводящий канал. Второй способ гораздо удобнее и безопаснее, так как самый трудоемкий процесс выполняется внизу, а не на крыше. Большинство заводских моделей имеют нижний патрубок, который просто надевают на трубу и закрепляют металлическим хомутом.

Закрепленный дефлектор – фото

Чтобы установить самодельный дефлектор, понадобится отрезок трубы, диаметром чуть больше диаметра дымохода, и резьбовые шпильки.

Шаг 1. На одном конце трубы, отступив от среза 10-15 см, отмечают по окружности места сверления под крепежи. Такие же метки ставят и на широкой части диффузора.

Шаг 2. Просверливают отверстия в диффузоре и трубе, примеряют элементы друг к другу. Верхние и нижние отверстия должны точно совпадать, иначе крепежи не получится установить ровно.

Шаг 3. Продевают сквозь отверстия шпильки и фиксируют их гайками с обеих сторон на диффузоре и на трубе. Гайки закручивать следует равномерно, чтобы корпус дефлектора не деформировался.

Установка дефлектора

Шаг 4. Поднимают конструкцию на крышу, надевают трубу на дымоход и закрепляют хомутами.

Установка и фиксация дефлектора

Очень важно, чтобы на этом участке не оставалось зазоров между элементами, а потому затягивать хомут необходимо очень плотно. Дополнительно можно обработать стык по периметру термостойким герметиком.

Установка дефлектора-флюгера

Установка дефлектора-флюгера

Монтаж такого дефлектора выполняется немного иначе, так как его конструкция имеет определенные отличия. Сначала в дымовой трубе сверлят три отверстия на одном уровне под крепежные болты. В срез дымохода вставляют кольцевую часть устройства и фиксируют болтами. Далее в кольцевой подшипник вставляется ось, на нее одевается цилиндр, затем полотно флюгера, защитный колпак. Все элементы соединяются при помощи кронштейнов или заклепками.

При выборе дефлектора с флюгером помните о том, что подшипники требуют регулярной смазки, иначе устройство не будет вращаться. Также нельзя допускать обледенения корпуса, и сбивать наледь, как только она появляется.

Цены на флюгер

флюгер

Видео – Дефлектор на дымоход

Видео – Изготовление дефлектора своими руками

Дефлектор на дымоход своими руками: чертежи и размеры

Если не будет достаточной тяги, работа печи не будет полноценной, об этом знает каждый, кто имеет представление о дымоходных трубах. Для того чтобы в полной мере обеспечить нормальную тягу, нужно, чтобы приток воздуха был достаточным, а газовый вывод осуществлялся вовремя, для этого необходим дефлектор на дымоход. Правильно спроектированные и качественные устройства дымовыводящего типа и обеспечивают правильную и беспроблемную работу любой печи.

На эффективность работы печи и обеспечение нормальной тяги влияют такие факторы как: изменение климатических условий (ветер, пурга, различного рода осадки), наличие мусора, который нередко попадает непосредственно в дымоход и заштыбовывает его.

Для обеспечения нормальной работы трубы, в которой отсутствует наддув, необходим качественный дымоход, который в силах обеспечить своевременный и регулярный вывод продуктов сгорания. Если же рассматриваемый вариант невозможен по каким-либо причинам, наличие такого механизма как дефлектор дымовой трубы – отличный помощник в этом деле. Давайте подробнее рассмотрим тему – как изготовить дефлектор на дымоход своими руками: инструкция и чертежи.

Из-за чего дымится труба дымохода?

Дефлектор это приспособление на трубу дымохода, использование которого обеспечивает создание препятствий на пути потока воздуха, который создается ветром. Если говорить проще, то это очень простое, но в то же время высокоэффективное устройство защиты дымохода от различного рода сора, осадков и т.д.

Эксперты утверждают, что для увеличения КПД печи на 25%, достаточно установить дефлектор на дымовыводящую трубу. Для того чтобы он работал эффективно, правильно и без проблем, необходимо, чтобы сам дымоход был установлен, как положено (нужная высота конструкции, ее расположение, правильно выбранное сечение и т.д.).

Нередко случается так, что труба дымохода начинает дымиться, и чтобы эту проблему устранить, для начала нужно выяснить, каковы причины такого поведения конструкции. Итак, первой причиной является усиление скорости и мощности воздушных потоков из-за сильного, порывистого ветра. В данном случае дыму просто «не дают» выйти наружу, задавливая его сильным потоком, заходящим в трубу.

Вторая причина заключается в неправильно выбранном диаметре дымохода (ранее упоминалось о важности этого фактора). В случае если диаметр окажется слишком маленьким, дыму не будет хватать пространства для нормального выхода из трубы.

Задымление будет регулярным процессом и в том случае, если сам дымоход неправильно расположен на крыше (как оказывается, даже такие, казалось бы, незначительные детали, могут повлиять на эффективность работы конструкции).

Разновидности дефлекторов на трубу дымохода

После того, как мы разобрались с причинами, можно приступать к решению имеющейся проблемы путем анализа имеющихся видов.

По конструкции различаются несколько видов рассматриваемого устройства:

  • «Вольпер» (имеет достаточно простую конструкцию и круглую форму)
  • дефлектор на дымоход Григоровича (по виду напоминает беседку)
  • шаровидный (название говорит само за себя)
  • дефлектор н-образного типа
  • «Шенард» (выпускается в форме звезды)
  • ЦАГИ
  • Двойной
  • «Дефлектор-Флюгер»

Чертежи, размеры и параметры

Каждый из имеющихся видов имеет свои параметры и методы изготовления. Для того чтобы разобраться в конструкциях и параметрах такого устройства, рассмотрим несколько из них, а также выясним, как сделать дефлектор на дымоход своими руками используя чертежи.

Дефлектор на трубу дымохода Григоровича: данный вид отличается простотой конструкцией и высокой эффективностью. Высота рассматриваемого устройства составляет 1.6 d, ширина изготавливаемого колпака не должна превышать 1.9 d. При изготовлении стоит также обратить внимание и на тщательно подобранную ширину диффузора, в данном случае, рассматриваемый параметр будет равен 1.3 d (стоит также отметить, что значение d означает выбранный диаметр дымохода, точнее, его канала).

Дефлектор ЦАГИ: в рассматриваемом виде важную роль играет правильно выбранный размер диффузора (точнее, широкой его части). Равен данный параметр 1.25 d, поскольку здесь необходимо изготовление кольца, нужно знать его размеры (высота 1.3 d, диаметр, при такой высоте должен быть равен 2.5 d). Поскольку в данной конструкции присутствует деталь в виде зонта, ее параметры также должны быть рассчитаны точно – ширина детали 1.8 d.

Принцип работы и устройство дефлектора на дымоход

Перед тем, как приступить к изготовлению дефлектора на дымовую трубу своими руками, нужно, в первую очередь, узнать его устройство, чертежи и понять принцип его работы. Итак, такие устройства, несмотря на их множественные разновидности, состоят из основных трех частей: диффузор, цилиндр и, непосредственно, колпак. Не стоит забывать и о, казалось бы, незначительной, но на самом деле, важной составляющей дефлектора – отбои кольцевого типа.

Несмотря на разнообразие видов дефлекторов на дымоход, принцип их работы идентичен:

  • Движению воздушных потоков, которые попадают в дымоход, мешают стенки цилиндра, который расположен в верхней части дефлектора. Получается так, что воздушные потоки ударяются об него и доля воздушной массы из струи движется вверх по самому цилиндру, прихватывая с собой дым, который выходит из дымохода.
  • По итогу, получается, что скорость движения выхода дыма из трубы становится больше, при этом, тяга увеличивается в разы, что в свою очередь, увеличивает эффективность работы самого дымохода.
  • При наличии дефлектора, совсем неважно, какова скорость движения потока воздуха извне, и с какой стороны дует ветер, потому как в цилиндре имеются специальные зазоры, которые и подсасывают дым воздухом.

Особенности такой конструкции

Если же ветер дует из-под низу, под колпаком конструкции образовываются некие завихрения, которые и становятся причиной замедления выхода дыма (это незначительный, но все же, недостаток рассматриваемых изделий). Но и здесь есть выход, а именно решение такой проблемы – установление перевернутого конуса под самим зонтом устройства.

Дефлекторы на дымоход – достаточно простые по конструкции и своему принципу работы устройства, но при этом, их эффективность, без сомнения, можно назвать, высокой. Каждое устройство, и дефлекторы не являются исключением, имеют некие недостатки, но если вести общий анализ всех имеющихся характеристик и возможностей данного приспособления, то плюсы и положительные моменты явно имеют преимущества над минусами и недостатками.

Монтаж дефлектора на трубу дымохода

Правильное изготовление такой конструкции не является залогом успеха его эксплуатации, потому как монтаж, являющийся заключительным этапом для использования устройства, играет не менее важную роль.

Устанавливается дефлектор на дымоход, причем легко установить будет, как самостоятельно изготовленную конструкцию, так и приобретенную в магазине. Поскольку устройство состоит из многих деталей, перед тем как лезть на крышу и приступать к монтажу, его необходимо собрать в единое целое. Сделать дефлектор, инструкция и чертежи которого будут разобраны ниже, устанавливать достаточно просто, и дополнительных умений и знаний в данном случае не понадобится.

Способ монтажа будет зависеть от самой трубы дымохода, на которой будет расположен дефлектор. Чаще всего, для крепкого прикрепления достаточно использовать пару шпуров и хомут (при этом не обойтись без сверления отверстий в самом дымоходе). Если материал, которым покрыта крыша легко воспламеняется, тогда придется дополнительно приобрести искрогаситель, который должен быть установлен на дефлектор.

Чертежи как сделать дефлектор на дымовую трубу своими руками

Последовательность действий при изготовлении устройства будет следующая:

  1. Делаем чертеж всех деталей на бумаге (причем, полую их величину), вырезаем соединяем между собой.
  2. При совпадении всех параметров на бумажном макете, все то же самое делаем на металлическом листе.
  3. На металлическом куске вырезается форма диффузора и скручивается в цилиндр.
  4. Чтобы соединить все детали дефлектора, нужно аккуратно просверлить отверстия в элементах и использовать болты или специальные заклепки для создания единой конструкции.
  5. Затем изготавливается колпак, полоски, все отдельно сделанные детали соединяются воедино.

Что такое дефлектор на дымоход видео обзор

Ничего сложного в процессе изготовления дефлектора на трубу своими руками нет, главное, следовать правилам сборки и не забывать о правильном подборе всех параметров конструкции.

устройство, принцип работы, расчеты и чертежи, изготовление своими руками

Для эффективного функционирования систем вентиляции и дымоотвода необходима стабильная естественная тяга. Только при этом условии будет происходить нормальная циркуляция воздуха и эффективное удаление продуктов сгорания. Для предотвращения попадания в вентиляционные и дымовые каналы посторонних предметов и осадков, а также защиты внутренней поверхности от сажи и жировых отложений, широко применяются дефлекторы.

Модификация дефлектора типа «ЦАГИ», является одной наиболее распространенных среди таких устройств. В данной статье будут рассмотрены особенности конструкции, принцип действия, плюсы и минусы данного устройства.

Что такое дефлектор ЦАГИ и для чего он нужен

Дефлектор «ЦАГИ» является разработкой Центрального аэрогидродинамического института, предназначенной для усиления естественной тяги, предупреждения обратной тяги и защиты от попадания влаги и посторонних предметов в вентиляционные шахты и дымоотводы.

Применение таких типа дефлекторов позволяет улучшить микроклимат в помещении за счет интенсивной циркуляции воздуха и способствует более полному сгоранию топлива.

Устройство и принцип работы

Дефлектор ЦАГИ получил широкое распространение благодаря эффективности и доступной стоимости. Конструкция дефлектора включает в себя следующие элементы:

  • нижнюю обечайку, с помощью которой изделие прикрепляется к верхней части воздуховода или дымохода;
  • диффузор, представляющий собой расширенный конус, расположенный между патрубком и колпаком;
  • полый металлический цилиндр, являющийся наружной частью дефлектора;
  • верхний конический колпак, предназначенный для защиты воздуховода от засорения посторонними предметами и неблагоприятных атмосферных воздействий;
  • кронштейны крепления верхнего конуса;
  • монтажные кронштейны.

Обычно дефлекторы ЦАГИ изготавливаются из оцинкованной или нержавеющей стали.

Принцип действия устройства основан на рассечении дефлектором воздушного потока, вследствие чего над оголовком воздуховода образуется область пониженного давления (разрежения). Благодаря этому, естественная тяга в вентиляционной системе увеличивается на 15-20%.

За счет усиления естественной тяги на 20-25% увеличивается КПД вентиляции и отопительных приборов. Сгорание топлива происходит с большей теплоотдачей, что позволяет уменьшить расход горючего и уменьшить выброс в атмосферу токсичных соединений. Что касается вентиляционных систем, то при использовании дефлектора ЦАГИ увеличивается интенсивность циркуляции воздуха.

Достоинства и недостатки

Как любое другое изделие, дефлектор ЦАГИ имеет свои плюсы и минусы. Целесообразность использования изделия обусловлена их соотношением. К преимуществам устройства относятся:

  • надежная защита от попадания внутрь вентиляционных каналов и дымоотводов посторонних предметов, птиц и атмосферных воздействий;
  • значительное увеличение срока службы оголовка вентиляционных каналов или дымоотводов. Это связано с тем, что наличие дефлектора замедляет процесс разрушения верхней части воздуховода, вызванный неблагоприятными атмосферными воздействиями;
  • предупреждение появления обратной тяги даже при большом сечении вентиляционных магистралей и вентиляционных каналов;
  • возможность самостоятельного изготовления. Благодаря простой конструкции и использованию доступных материалов, дефлектор типа ЦАГИ можно изготовить своими руками. Для этого не потребуются специальные инструменты и опыт работы жестянщиком.

Существенным недостатком является то, что при полном безветрии или слабой силе ветра такие дефлекторы могут создавать сопротивление естественной тяге. Кроме того, при сильном снижении температуры окружающей среды, возможно обледенение наружного цилиндра, что может привести к частичному или полному закупориванию воздуховодов.

Расчет и чертежи

Прежде приобрести заводской дефлектор или приступить к самостоятельному изготовлению устройства, нужно провести аэродинамический расчет и ознакомиться с чертежами существующих устройств.

Основным критерием при создании чертежа дефлектора является внутренний диаметр воздуховода (D). На рисунке приведены размеры элементов конструкции.

Размеры дефлектора ЦАГИ

  • диаметр верхнего основания диффузора – 1,18-1,26D;
  • диаметр наружного гольца – 1,8-2D;
  • высота наружного кольца – 1-1,2D;
  • расстояние от кольца до основания диффузора – 0,4-0,5D;
  • высота – 1,4-1,7D;
  • диаметр колпака – 1,3-1,5D.

При самостоятельном изготовлении дефлектора желательно руководствоваться приведенными в таблице рекомендациями СНиП.

№ дефлектора

Диаметр нижнего основания диффузора, мм

Диаметр верхнего основания диффузора, мм

Диаметр наружного цилиндра, мм

Диаметр нижнего основания конуса, мм

полная высота дефлектора, мм

Высота диффузора, мм

Высота конуса, мм

Высота цилиндра, мм

3

265

380

600

510

510

295

90

360

4

375

504

800

680

680

400

120

480

5

495

630

1000

850

850

500

150

600

6

595

736

1200

1020

1020

600

180

720

7

660

882

1400

1190

1190

700

210

840

8

775

1008

1600

1360

1360

800

240

960

9

885

1134

1800

1530

1530

900

270

1080

10

1025

1260

2000

1700

1700

1000

300

1200

  

Изготовление дефлектора ЦАГИ своими руками

Учитывая относительную простоту конструкции изделия и доступность листовой оцинкованной стали, у многих владельцев частных домов возникает желание изготовить дефлектор ЦАГИ самостоятельно. Такая задача вполне по силам любому домашнему мастеру, достаточно иметь набор самых обычных инструментов и минимальные практические навыки в обработке листового металла.

Что потребуется

Чтобы изготовить в домашних условиях полноценный дефлектор потребуются:

  • листовой металл 0,5-0,7 мм;
  • ватман или плотный картон для изготовления шаблонов;
  • маркер;
  • линейка;
  • циркуль;
  • чертилка;
  • пассатижи;
  • два вида ножниц: обычные и для металла;
  • электродрель или шуруповерт;
  • сверла диаметром от 2 до 2,5 мм;
  • специальный инструмент для установки заклепок.

Проектные работы

Прежде всего, следует измерить диаметр воздуховода и получить необходимое для дальнейшей разработки конструкции значение D. Далее, на основании приведенных выше соотношений, составить чертежи дефлектора ЦАГИ, соответствующего существующему диаметру воздуховода.

Поскольку размеры основных элементов конструкции остаются неизменными для конкретного диаметра дымохода или вентиляционного патрубка, для удобства расчетов эти значения приводятся в таблице.

Диаметр

Воздуховода, мм

Диаметр

Наружного кольца, мм

Высота внешнего кольца с колпаком, мм

Выпускной диаметр диффузора, мм

Диаметр зонта, мм

Высота крепления наружного кольца, мм

110

210

130

135

170-190

50

125

250

150

157

215-240

65

160

320

195

200

270-305

80

200

400

240

250

345-385

100

260

510

310

315

425-475

125

315

630

380

395

535-600

160

  

К составлению чертежей нужно подходить со всей ответственностью, поскольку от их точности будет зависеть эффективность работы дефлектора.

Подготовка шаблонов

При изготовлении шаблонов придется вспомнить краткий курс геометрии. Сложнее всего изготовить лекало диффузора, которое представляет собой развертку прямого усеченного конуса. Ниже приводится методика ее построения.

Лекало колпака является не чем иным, как разверткой конуса с верхним основанием диаметром 1,18-1,26D и нижним, соответствующим диаметру воздуховода D.

Длину образующей можно определить, используя теорему Пифагора. Здесь гипотенузой является искомая длина образующей, а катетами – радиус основания, равный 0,65-0,75D и высота колпака, которая равняется 0,24D.

Развертки цилиндрических деталей представляют собой прямоугольники, длина которых равна длине окружности, а ширина определяется из приведенных выше соотношений.

Важно! При построении шаблонов необходимо учитывать величину запаса, необходимого для скрепления разверток. Обычно она составляет 15-20 мм.

Последовательность сборки

Из готовых картонных шаблонов, при помощи скрепок или иным способом, собирают макет в масштабе 1:1 и контролируют совпадение его геометрических параметров заданными значениями. Изготовление макета дефлектора ЦАГИ полностью исключает возникновение нестыковок в процессе сборки.

Сборка изделия состоит из нескольких последовательных этапов.

  1. Лекала укладываются на металлический лист и обводятся по контуру маркером или фломастером.
  2. С помощью ножниц для металла раскраиваются отдельные заготовки.
  3. Используя пассатижи, внешние кромки подгибают на ширину 3-5 мм и плотно пристукиваются молотком. Это обеспечит элементам конструкции дополнительную жесткость.
  4. Вырезанным заготовкам внешней обечайки и входного цилиндра придается соответствующая форма, с таким расчетом, чтобы нахлест составлял 20-25 мм. После этого по центру накладки сверлятся отверстия диаметром 2-2,5 мм, в которые устанавливаются заклепки. Расстояние между заклепками зависит от габаритных размеров изделия и может составлять от 20 до 50 мм. При отсутствии необходимого инструмента заклепки можно заменить винтами соответствующего диаметра. По такой же технологии изготавливаются верхний колпак и диффузор.
  5. Следующим этапом является изготовление соединительных кронштейнов. Конструкцией предусмотрено наличие 3 креплений, однако для увеличения жесткости можно увеличить их число до четырех. Заготовка кронштейна представляет собой полосу, ширина которой составляет 30-35 мм, а длина – 200-300 мм. По всей длине заготовки с обеих сторон делается подвороти, размером 5 мм и плотно пристукивается молотком.
  6. Кронштейны крепятся к конусу с помощью заклепок или винтов на расстоянии 45-50 мм от его наружной кромки.
  7. После этого полосы отгибаются, и конический колпак соединяется с диффузором.
  8. Заготовки кронштейнов крепят к конусному колпаку и загибают под нужным углом.
  9. Зонтик с прикрепленными кронштейнами соединяется с диффузором, с помощью заклепок или винтами.
  10. Полученную конструкцию закрепляют в наружной обечайке с учетом имеющихся на чертеже размеров. После этого, сборку дефлектора можно считать законченной.

Что лучше дефлектор ЦАГИ или турбодефлектор

По сравнению с ЦАГИ ротационные дефлекторы обеспечивают большую тягу даже при одинаковых габаритах. Еще одним преимуществом турбодефлектора является высокая эффективность.

При одинаковых размерах выходного патрубка, размеры дефлектора ЦАГИ значительно больше размеров вращающихся устройств. При диаметре воздуховода от 100 до 150 мм эффективность работы обоих устройств приблизительно одинакова, однако при увеличении проходного до 200 мм и более, соотношение размеров резко изменяется в пользу турбодефлекторов. Они имеют меньшую массу и в несколько раз компактнее.

Большой вес и габариты дефлекторов существенно усложняют монтажные работы при диаметре воздуховода начиная от 600 мм. Для сравнения, вращающийся устройство для вентиляционного канала диаметром 600 мм составляет от 12 до 15 кг и вполне может быть установлен одним человеком. Дефлектор для такого же воздуховода будет весить около 40 кг, а для его установки потребуется два человека.

Несмотря на приведенные выше преимущества ротационных устройств, дефлекторы ЦАГИ получили более широкое распространение. Это связано с доступной стоимостью изделий и простотой конструкции. Кроме того, такие устройства нередко изготавливаются самостоятельно, что позволяет сэкономить значительные средства.

Дефлектор ЦАГИ широко используются как в промышленном, так и в гражданском строительстве. Разработанная в центральном аэрогидродинамическом институте конструкция, за долгие годы зарекомендовала себя как эффективное и простое в эксплуатации устройство. Кроме того, многие владельцы частных домов самостоятельно изготавливают такие дефлекторы. При правильных расчетах и аккуратном выполнении работ, качество самодельных вентиляционных устройств не уступает заводским аналогам.

Дефлектор дымохода своими руками: как сделать

Нормальная работа любого теплового агрегата обязательно предусматривает наличие дымового канала. Без нормальной тяги не будет работать ни один котел, камин, печь.

Дефлектор на стальном дымоходе

Однако очень часто с тягой бывают различные проблемы, особенно при сильном ветре. Для решения большинства таких проблем был придуман и активно используется дефлектор для дымохода, устанавливаемый в верхней части трубы.

Предназначение и принцип работы дефлектора

Обычный дефлектор дымоходный — это устройство, размещенное на конце дымоходной трубы или вентиляционного канала для увеличения тяги (см. Как улучшить тягу в дымоходе). При правильном подборе оптимального размера и вида этого устройства можно добиться увеличения КПД теплового агрегата (до 20%). Также следует отметить, что дефлектор на дымоход служит прекрасной защитой от попадания внутрь трубы дождя, снега, пыли, мусора и птиц. Так что стоит потратить время на установку дефлектора, тем более что выполнить эту работу своими руками несложно.

Совет: установка дефлектора особенно эффективна, когда нет возможности сделать дымовой канал прямым.

Принцип работы дефлектора достаточно прост — воздушные потоки ударяются в наружную поверхность диффузора, обтекают его и таким образом создают небольшое разрежение (эффект Бернулли — при увеличении скорости воздуха, огибающего преграду, появляется разрежение), которое увеличивает тягу в дымоходном канале.

Виды дефлекторов

За многие годы создания и проектирования были сконструированы и сейчас изготовляются такие виды конструкций дефлекторов:

  • дефлектор ЦАГИ;

    Дефлектор ЦАГИ

  • дефлектор Григоровича;

    Дефлектор конструкции Григоровича: 1

  • шаровидной формы, вращающийся;

    Вращающийся дефлектор

  • звезда «Шенард»;
  • круглой формы «Волпер»;
  • открытого вида Астато.

В основном используются дефлекторы ЦАГИ. Это универсальный тип, который подойдет для установки на любой трубе — вентиляционной или дымоходной.Поверх трубы дымохода крепится канал, превышающий ее по диаметру, этот канал и образует диффузор, обтекаемый ветром. В результате по бокам возникают зоны высокого давления, а спереди и сзади – зоны разряжения, что и способствует усилению тяги. Чтобы исключить опадание мусора в дымоход, поверх диффузора крепится колпак.

Впрочем, каждый из перечисленных видов отлично справляется с возложенными на них задачами. Основными отличиями являются:

  • габариты;
  • восприимчивость к направлению ветра.

Недостатком любого дефлектора является то, что в безветренную погоду это устройство оказывает некоторое сопротивление тяге.

Для изготовления дефлекторов используют материалы, не склонные к коррозии и способные выдерживать высокие температуры. Чаще всего, это оцинкованная или нержавеющая сталь либо медь.

Строение дефлектора

Строение дефлектора ЦАГИ

Все дефлекторы имеют почти одинаковое строение.

Типичный дымоходный дефлектор состоит из следующих частей:

  1. Входного патрубка.
  2. Диффузора (верхнего внешнего цилиндра).
  3. Корпуса дефлектора.
  4. Кронштейнов для крепления колпака — зонтика.
  5. Колпака-зонтика, имеющего конусообразную форму.

Основным материалом для изготовления дефлекторов являются листы оцинкованного железа. В последнее время в продаже появились дефлекторы, где металл покрыт эмалью или защитным слоем пластика. Для установки на вентиляционных каналах, где нет выхода горячего воздуха, можно использовать пластиковые дефлекторы.

Расчет дефлектора

Перед тем как сделать своими руками дефлектор для дымохода, необходимо сделать его расчет и нарисовать чертеж, с простановкой всех размеров. За основу расчета берется внутренний диаметр дымоходной трубы (d) и с помощью специальной таблицы выбирается высота дефлектора (H) и ширина диффузора (D).

.

Основные размеры дефлектора

Таблица подбора размеров дефлектора

Таблица 1

Если нет необходимого размера в этой таблице, то рассчитать можно по таким соотношениям:

  1. Высота дефлектора должна быть: 1,6 — 1,7 d.
  2. Ширина диффузора: 1,2 — 1,3 d.
  3. Ширина колпака-зонта: 1,7 — 19 d.

Где d — внутренний диаметр дымового канала.

Важно: при изготовлении дефлектора своими руками нужно обязательно придерживаться этих пропорций. Если сделать устройство, которое не будет отвечать этим соотношениям, то дефлектор не будет работать должным образом.

После того, как чертежи будут готовы, можно приступить к подготовке необходимых инструментов и материалов

Для того чтобы сделать дефлектор на дымоходную трубу своими руками, необходимы следующие инструменты и материалы:

  • рулетка;
  • ножницы по металлу;
  • сварочный аппарат;
  • болгарка;
  • электродрель;
  • набор рожковых ключей;
  • листы оцинкованного железа;
  • болты с гайками;
  • хомут;
  • металлическая полоса.

Изготовление дефлектора

 

После проведения расчетов переходим к изготовлению всех составных частей дефлектора:

Дефлектор Григоровича

  1. С помощью карандаша рисуем соответствующее детали дефлектора: внешний цилиндр, диффузор и колпак. Рисуем строго по размерам.
    Совет: можно сделать лекала из картона в натуральную величину и просто обвести их по контуру на металле.
  2. Применяя ножницы по металлу, вырезаем все детали — нижний цилиндр, диффузор и колпак-зонт, обратный конус.
  3. С помощь сварки, заклепок или небольших болтов необходимо соединить все детали.
  4. Вырезаем из металлической полосы кронштейны для закрепления колпака.
    Совет: для экономии материала стальную полосу можно разрезать вдоль на тонкие полоски.
  5. Кронштейны для крепления колпака крепятся к наружной поверхности конусного диффузора.
  6. К колпаку-зонту крепится обратный конус.

После того как все основные детали сделаны, можно приступить к сборке дефлектора непосредственно на дымоходе.

Установка дефлектора

Рассмотрим вариант, когда дефлекторы для дымоходной трубы устанавливаются на металлический дымоход с внутренним диаметром 120 мм.

Монтаж дефлектора

Работы по сборке буду проходить в таком порядке:

  1. Нижний цилиндр устанавливается на дымоход и с помощью болтового соединения закрепляется в фиксированном положении.
  2. На нижний цилиндр при помощи хомута закрепляется диффузор (верхний цилиндр).
  3. Колпак-зонт с обратным конусом крепится на кронштейны.

Совет: обязательно поставьте обратный конус под колпаком. Он позволяет дефлектору эффективно работать даже при низовом ветре.

Важно: если дымоходная труба имеет большой диаметр, то для надежного крепления на дымоходе необходимо использовать дополнительные растяжки из стальной проволоки.

Дымоходные и вентиляционные каналы играют очень большую роль (см. Дымоходы и вентиляция). Именно такие устройства, как дефлекторы для дымоходной трубы, делают работу этих каналов стабильной и убирают проблему отсутствия или слабой тяги.

(IUCr) Введение в расчет структурных факторов

S. C. Wallwork

В рентгеновской кристаллографии структурный фактор F ( hkl ) любого отражения рентгеновских лучей (дифрагированный луч) hkl - это величина, которая выражает как амплитуду, так и фазу этого отражения. Он играет центральную роль в решении и уточнении кристаллических структур, поскольку представляет величину, связанную с интенсивностью отражения, которая зависит от структуры, вызывающей это отражение, и не зависит от метода и условий наблюдения отражения.Набор структурных факторов для всех отражений hkl является первичными величинами, необходимыми для вывода трехмерного распределения электронной плотности, которое представляет собой изображение кристаллической структуры, рассчитанное методами Фурье. Это изображение является кристаллографическим аналогом изображения, сформированного в микроскопе путем рекомбинации лучей, рассеянных объектом. В микроскопе эта рекомбинация физически осуществляется линзами микроскопа, но в кристаллографии соответствующая рекомбинация дифрагированных лучей должна производиться математическим расчетом.

Способ, которым отдельные рассеянные или дифрагированные лучи объединяются для формирования изображения, зависит от трех факторов, связанных с каждым лучом:

(a)
направление,
(b)
амплитуда,
( в)
фаза.

При физической рекомбинации лучей линзами микроскопа эти три части информации о каждом луче сохраняются и автоматически используются в процессе рекомбинации. В рентгеновской кристаллографии дифрагированные пучки наблюдаются отдельно, а их интенсивности измеряются как черные пятна на рентгеновской пленке или путем прямого квантового счета на дифрактометре.Путем определения индексов Миллера ( hkl ) плоскости кристалла, дающей начало каждому дифрагированному лучу, задается направление луча. По измеренной интенсивности пучка легко определить его амплитуду. Таким образом, известны две из трех необходимых частей информации о каждом луче, но, к сожалению, пока нет доступного метода для наблюдения фазы каждого дифрагированного луча, что является третьей частью информации, необходимой перед тем, как математическая рекомбинация станет возможной для получения изображения структура.Это составляет так называемую фазовую проблему в кристаллографии.

Таким образом, решение кристаллической структуры состоит из применения некоторой техники для получения приблизительных фаз, по крайней мере, некоторых рентгеновских отражений, а процесс уточнения структуры - это процесс, при котором знание фаз распространяется на все отражения и сделан максимально точным для всех отражений. Помимо прямых методов получения некоторых начальных фаз, процессы решения и уточнения зависят от способности вычислять структурные факторы для предлагаемого приблизительного расположения некоторых или всех атомов в кристаллической структуре.Это тема данной брошюры. Видно, что можно одновременно рассчитать как амплитуду, так и фазу каждого луча, который будет дифрагировать на предлагаемой структуре. Поскольку фазы нельзя сравнивать ни с какими наблюдаемыми величинами, справедливость предложенной структуры должна быть проверена путем сравнения расчетных значений амплитуд структурного фактора F c с наблюдаемыми амплитудами | Факс 0 |. Это делается путем вычисления индекса надежности или R , определяемого как

, где суммирование обычно проводится по всем отражениям, дающим значительные интенсивности.Из-за случайных ошибок в наблюдаемых амплитудах структурных факторов | F 0 |, и приближения, сделанные в модели, на которой основаны расчетные структурные факторы, никогда не смогут получить набор | F c | которые точно воспроизводят | F 0 |, поэтому уточнение структуры никогда не снижает R до нуля. Для качественных данных дифрактометра значения R в районе 0,05 являются обычными для полностью уточненных структур.Для начальных приблизительных структур, возникающих в процессе структурного решения, R обычно не должно быть больше примерно 0,5, чтобы можно было удовлетворительно улучшить качество.

Структурный фактор представляет собой результирующую рассеивающую способность рентгеновских лучей всей кристаллической структуры, однако, поскольку вся структура состоит из большого количества элементарных ячеек, все рассеянные в фазе друг с другом, результирующая рассеивающая способность фактически рассчитывается для содержания только одной элементарной ячейки. Таким образом, структурный фактор представляет собой результирующую амплитуду и фазу рассеяния всего распределения электронной плотности одной элементарной ячейки.Амплитуда рассчитывается как во сколько раз больше амплитуды рассеяния от изолированного электрона. Фаза вычисляется относительно фазы нуля для гипотетического рассеяния точкой в ​​начале координат элементарной ячейки. Результирующая величина рассчитывается как наложение волн, по одной от каждого атома в элементарной ячейке, каждая волна имеет амплитуду, которая зависит от количества электронов в атоме, и фазу, которая зависит от положения атома в элементарной ячейке.

Прежде чем подробно рассмотреть, как выполнить этот расчет, мы должны сначала увидеть, как можно комбинировать волновые движения разных амплитуд и фаз.Мы рассматриваем простейший случай сложения волны амплитуды f 1 и фазы и волны амплитуды f 2 и фазы Каждую волну можно рассматривать как функцию косинуса, генерируемую путем проецирования на горизонталь. диаметр окружности - положение точки ( P 1 или P 2 ), вращающейся с постоянной скоростью по окружности (Рис. 1). Смещение выступа по горизонтальному диаметру можно принять равным x .Если бы каждая волна имела нулевую фазу, радиус, соединяющий точки P 1 или P 2 с центром каждого круга, составлял бы тот же угол с горизонтальным диаметром в один и тот же момент времени, как показано на рисунке 1 ( a ), а смещения по горизонтальным диаметрам будут заданы следующим образом:

Рисунок 1: Генерация и комбинация двух форм сигналов, (a) оба с нулевой фазой, (b ) с фазами и.

Сумма этих двух волновых движений представляет собой просто волну одной фазы с амплитудой ( f 1 + f 2 ). В любой момент времени полное смещение определяется как:

Когда первая волна имеет фазовый угол относительно радиуса, равный углу, а вторая волна имеет фазовый угол относительно того же радиуса, две составляющие волны и их результат показан на рис.1 ( b ). Результирующая теперь имеет амплитуду, которая меньше ( f 1 + f 2 ), потому что составляющие волны больше не полностью усиливают друг друга, и ее фаза отличается от фазы любого из компонентов. Смещения x 1 и x 2 для двух составляющих волн теперь задаются как:

, а смещение для результирующей волны задается как

Когда члены косинуса расширяются, это становится

Как видно из рис.1 результирующая волна представляет собой другую косинусоидальную волну той же частоты, что и составляющие волны, но другой фазы, которую мы будем называть. Следовательно, его можно представить как:

Расширяя это, мы получаем

Сравнивая уравнение (2) с уравнением (1), мы видим, что

Чтобы найти амплитуду | F | и фаза результирующей волны отметим, что:

и

В общем, чтобы найти результирующую амплитуду и фазу для волны, состоящей из n косинусоидальных волн, из которых типичная составляющая j имеет амплитуду f j и фазы, у нас есть

и | F | и связаны с A B ', как в случае двух компонентов.

Это добавление компонентов может быть удобно представлено на векторной диаграмме, как на фиг. 2, где снова показан пример сложения тех же двух компонентов. На этой диаграмме можно увидеть, что A '- это алгебраическая сумма членов, а B ' - алгебраическая сумма членов. Результирующий вектор F представляет собой векторную сумму двух компонентов и квадрат ее амплитуды, | F 2 |, по теореме Пифагора задается выражением ( A ') 2 + ( B ') 2 .Направление или фаза результирующего задается углом, тангенс которого равен B '/ A '.


Рисунок 2: Комбинация составляющих волн с амплитудой f 1 и f 2 и фаз и для получения результирующей волны амплитуды | F | и фаза, представленная как процесс сложения векторов.

Обычно амплитуду и фазу волны представляют комплексным числом, которое может быть выражено в форме a + ib или как.В этих представлениях a или является действительной частью комплексного числа, а ib или является мнимой частью. Это вполне согласуется с векторным представлением на рис. 2 в том, что A 'представляет собой действительную часть a комплексной волны F , а iB ' является мнимой частью ib . Таким образом, горизонтальную ось на рис. 2 следует рассматривать как действительную ось, а вертикальную ось - как мнимую ось традиционной диаграммы Аргана для представления комплексных чисел.В экспоненциальной форме комплексной волны, угол соответствует фазовому углу на рис. 2, а x соответствует амплитуде | F |.

Увидев, как волны могут быть добавлены для получения результирующей волны, теперь мы можем применить эту процедуру к суммированию волн, рассеянных различными атомами элементарной ячейки, чтобы получить результирующий структурный фактор F . Нам нужно рассмотреть амплитуду f рассеяния от каждого атома и его фазу.Обе эти величины лучше всего подходят с точки зрения брэгговской трактовки дифракции рентгеновских лучей, которая будет описана вначале.

Брэгги, отец и сын, считали, что дифракцию рентгеновских лучей на кристалле удобнее рассматривать в терминах отражения от равномерно расположенных параллельных плоскостей в кристалле. Как и любой процесс отражения, угол между падающим лучом и отражающей плоскостью равен углу между отраженным лучом и плоскостью. Однако, в отличие от зеркального отражения, только определенные углы падения и отражения вызывают заметную интенсивность отраженного луча.Это углы, при которых лучи, отраженные последовательными плоскостями кристалла, различаются по фазе на целый ряд длин волн. (Это ограничение возникает из-за того, что на самом деле проблема заключается в дифракции.) Разница в фазе находится путем вычисления разницы в длине пути для двух последовательных лучей.

Рассмотрим первые два луча падающего луча, которые попадают в последовательные плоскости кристалла в точках O и B соответственно, где OB перпендикулярно плоскостям кристалла (рис.3 а ). Дополнительное расстояние, пройденное нижним лучом, вычисляется путем рисования перпендикулярных волновых фронтов OA и OC падающему и дифрагированному лучам соответственно. Видно, что это AB + BC . Поскольку это угол между AB и плоскостью кристалла и между BC и плоскостью кристалла, это также угол между перпендикуляром к AB (т.е. OA ) или BC (т.е. OC ) и перпендикуляр к кристаллическим плоскостям (т.е.е. ОБ ). Это показано на увеличенной части диаграммы на рис. 3 b . Теперь из треугольников ABO и BCO :

, поскольку OB = d , расстояние между плоскостями кристалла перпендикулярно. Таким образом, общая разница в пути между двумя лучами ( AB + BC ) равна. Для усиления последовательных лучей эта разность хода должна составлять целое число длин волн.

Это известно как уравнение Брэгга или закон Брэгга.
Рис. 3: Брэгговское отражение от равномерно расположенных параллельных кристаллических плоскостей. (а) Построение для расчета относительных фаз лучей, отраженных в точках O , B и P . (б) Расширение части (а).

Во-вторых, мы должны показать, что разница в пути одинакова для двух лучей, отраженных от двух последовательных плоскостей кристалла, независимо от точек на плоскостях, в которых они падают на плоскости.Рассмотрим два луча, отраженные от верхней плоскости в точках P и O . Чтобы убедиться в отсутствии разницы в пути между этими двумя лучами, мы построим перпендикуляры PQ и OR . Расстояние, проходимое лучом, отраженным от O между перпендикулярными волновыми фронтами PQ и OR , составляет QO . Это равно. Расстояние, пройденное лучом, отраженным от P между теми же двумя волновыми фронтами, составляет PR .Однако, поскольку угол RPO также равен, PR также равен. Таким образом, два луча находятся в фазе друг с другом. Это также означает, что если разность фаз между лучами, отраженными на O и B , возникает после отражения, то разность фаз между лучами, отраженными на P и B , также возникает после отражения. Это устанавливает принцип, согласно которому разность фаз между лучами, отраженными от параллельных плоскостей в кристалле, зависит от расстояний до точек отражения, измеренных перпендикулярно плоскостям, а не от расстояния между точками отражения, измеренных параллельно плоскостям.Этот принцип используется как при рассмотрении зависимости амплитуды рассеяния атома от угла Брэгга, так и при расчете зависимости фазы рассеянного пучка от каждого атома от его положения в элементарной ячейке.

Если бы все электроны в атоме были сосредоточены в одной точке, амплитуда рентгеновских лучей, рассеянных атомом, была бы просто в Z раз больше амплитуды, рассеянной одним свободным электроном, где Z - атомный номер атома.Фактически, электроны образуют диффузное облако переменной плотности, сферическое по симметрии в первом приближении, но с довольно высокой плотностью электронов, скажем, на расстоянии половины обычного атомного радиуса от центра атома. Рентгеновские лучи, рассеянные от одной части атома, могут быть не в фазе с рассеянными от другой части, так что их вклады в общее рассеяние сокращаются, а не складываются. Таким образом, полная амплитуда рассеяния атомом будет, как правило, меньше Z и будет зависеть от расстояния между параллельными дифракционными плоскостями для рассматриваемого отражения рентгеновских лучей.

Рисунок 4: Зависимость относительных фаз рассеяния рентгеновских лучей от двух точек O и P в атоме от межплоскостного расстояния d последовательных плоскостей Брэгга AB и CD (или C ' D ').

Это можно понять, обратившись к рис. 4. Слева показана ситуация, когда расстояние d 1 между плоскостями Брэгга AB и CD велико по сравнению с центром атома O .Если рентгеновские лучи, отраженные на CD , на одну длину волны не совпадают по фазе с рентгеновскими лучами, отраженными на AB , тогда луч, отраженный от P , будет только на небольшую часть длины волны не в фазе с отраженным лучом. с О . Следовательно, рассеянные лучи из этих двух точек будут в значительной степени усиливать друг друга. Фактически, рассеяние от всех частей атома будет в значительной степени складываться, давая общую амплитуду f не намного меньше, чем Z .На рис.4 ( b ), с другой стороны, рассмотрено другое отражение рентгеновских лучей, где расстояние между плоскостями Брэгга, d 2 , теперь того же порядка размера, что и атом . Теперь луч, отраженный от точки P , будет почти точно не в фазе с лучом, отраженным от точки O . Между ними будет деструктивная интерференция (однако не сводя к нулю, потому что плотность электронов и, следовательно, амплитуда рассеяния при P будет меньше, чем при O ).В этой ситуации полная амплитуда рассеяния f от всего атома будет намного меньше Z . Поскольку d и угол Брэгга связаны уравнением Брэгга (5), ситуация на рис. 4 ( a ) соответствует отражению под небольшим углом, а ситуация на рис. 4 ( b ) соответствует на большой угол Брэгга. Фактически, амплитуда рассеяния на атоме f плавно изменяется так, как показано для некоторых типичных атомов на рис.5. Амплитуда f для атома называется атомным фактором рассеяния. Он экстраполируется на Z , поскольку стремится к нулю, потому что d стремится к бесконечности, а разности фаз рассеяния от разных частей атомов стремятся к нулю. При вычислении структурного фактора для конкретного отражения рентгеновских лучей hkl расчет в первую очередь выполняется так, как если бы рассеяние для каждого атома происходило из одной точки - центра атома. Эффект распределения электронной плотности по значительному объему затем учитывается путем умножения члена для каждого атома на атомный коэффициент рассеяния f , соответствующий углу Брэгга отражения.

Рисунок 5: Коэффициенты атомного рассеяния f для водорода, углерода и фтора в зависимости от.

Теперь мы должны рассмотреть, как фаза рассеяния атомом как вклад в общий структурный фактор F зависит от положения атома в элементарной ячейке. Принцип метода заключается в том, что лучи, отраженные последовательными плоскостями Брэгга, имеют фазу на одну длину волны, отличную друг от друга, и поэтому их фазовый угол различается на радианы или 360.Гипотетический луч, отраженный от начала координат ячейки, всегда определяет нулевой фазовый угол, поэтому точки пересечения плоскости hkl с осями ячейки соответствуют фазе в радианах или 360. Фаза для рассеяния любым атомом в поэтому элементарная ячейка (рассматриваемая для этой цели как находящаяся в точке своего центра) определяется расстоянием, измеренным перпендикулярно между плоскостью, проходящей через начало координат, параллельной плоскости hkl , и самой плоскостью hkl .(Следует помнить, что фаза не зависит от положения, параллельного плоскостям Брэгга.) Расчет фазы лучше всего проиллюстрировать в двух измерениях, как на рис. 6.

Рис. 6: Конструкция для расчета фаза рассеяния от точки x , y в двух измерениях для отражения h , k .

Оси x и y двухмерной ячейки показаны пересеченными плоскостью Брэгга (фактически линией), определенной индексами Миллера h , k .Из определения индексов Миллера, пересечение по оси x происходит на расстоянии a / h от начала координат O , а пересечение по оси y происходит на b / k где a и b - размеры элементарной ячейки по осям x и y соответственно. Расстояние по перпендикуляру d между этой плоскостью и параллельной плоскостью через начало координат задается расстоянием OR .Рассмотрим атом в точке T , имеющий координаты x и y в ячейке. Мы хотим знать, как далеко T перпендикулярно плоскости через O к плоскости через a / h , b / k , по сравнению с общим перпендикулярным расстоянием между этими плоскостями. Удобно измерять все перпендикулярные расстояния вдоль линии ИЛИ , поэтому составляющая расстояния по координате x получается путем проецирования расстояния x на OR как OP , а составляющая из-за y координата получается путем проецирования y на OR как PQ .Общее перпендикулярное расстояние T от плоскости через O , следовательно, составляет OQ , и оно рассчитывается следующим образом:

Но, исходя из треугольника, определенного как O , R и точка a / h ,

и из треугольника, определяемого O , R и точки b / k ,

Итак,

Now OR или расстояние d соответствует изменению фазы в радианах.Итак, OQ соответствует изменению фазы в радианах. Таким образом, он равен радианам и представляет фазу рассеяния от точки T по сравнению с нулевой фазой в начале ячейки.

Когда этот расчет распространяется на три измерения, пересечение плоскости hkl с кристаллографической осью z в точке c / l и проекция z на перпендикуляр из O к самолету также необходимо учитывать.Фаза рассеяния атомом в точке x , y , z тогда задается как

, поэтому это выражение для рассчитанного фазового угла для использования в уравнениях, таких как (3) и (4 ). Амплитуда f j для рассеяния атома, которая учитывает количество электронов в атоме и тот факт, что они фактически не сконцентрированы в точке x , y , z , но распределенный вокруг него, является уже обсуждавшимся атомным фактором рассеяния f .Следовательно, уравнения для действительной части ( A ') и мнимой части ( B ') структурного фактора, соответствующие уравнениям (3) и (4), имеют следующий вид:

Или, в экспоненциальной форме, структура коэффициент может быть выражен как:

В каждом случае суммирование проводится по n атомов в элементарной ячейке.

На практике любой один атом в элементарной ячейке связан с другими атомами в ячейке за счет действия различных элементов симметрии. Принимая во внимание взаимосвязь между координатами этих связанных с симметрией атомов, можно вывести формулы, выражающие сумму факторов и сумму факторов для всей этой группы связанных с симметрией атомов.Эти суммы обычно называются A и B соответственно. Вся сумма, A или B , затем умножается на коэффициент атомного рассеяния, который снова на практике корректируется с учетом теплового движения атомов, которое еще больше размывает электронное облако и вызывает более быстрое падение f. j с тем, что показано на рис. 5. Затем:

, где сумма берется только по атомам одной асимметричной единицы.Подробное описание этих расширений основных принципов расчета структурных факторов выходит за рамки данной брошюры, но формулы для A и B приведены в International Tables for X-ray Crystallography , Volume 1, 1969. , (Бирмингем, Kynoch Press). Расчеты обычно производятся на компьютере.

Наконец, следует упомянуть, что всякий раз, когда набор атомов, для которого выполняется расчет структурного фактора, имеет центр симметрии, результирующий структурный фактор всегда полностью реален, и, следовательно, соответствующие фазовые углы всегда равны 0 или.В том, что это так, легко убедиться, разделив структуру на центросимметрично связанные пары. Для каждого атома в x , y , z будет один атом при - x , - y , - z и, следовательно, мнимые части, B ', структурного фактора. , поскольку они содержат синусоидальный член, будут иметь противоположный знак и сокращаться.

.

Калькулятор равномерно ускоренного движения

Использование калькулятора

Калькулятор равномерно ускоренного движения использует уравнения движения для решения расчетов движения, включающих постоянное ускорение в одном измерении, по прямой. Он может найти начальную скорость u, конечную скорость v, смещение s, ускорение a и время t.

Выберите расчет, чтобы найти неизвестные переменные, и введите переменные, указанные в вашей задаче.Этот калькулятор вычислит неизвестные значения и предоставит производные уравнения, которые использовались для поиска решения. Уравнения решения выводятся из приведенных ниже уравнений равноускоренного движения.

Обратите внимание, что при решении для нескольких переменных обычно существует более одного способа решения для ваших неизвестных. Вы можете получить более одного набора уравнений, чтобы решить вашу проблему разными способами.

Уравнения равномерно ускоренного движения

\ (s = \ dfrac {1} {2} (v + u) t \ tag {1} \)

\ (v = u + at \ tag {2} \)

\ (v ^ 2 = u ^ 2 + 2as \ tag {3} \)

\ (s = ut + \ dfrac {1} {2} at ^ 2 \ tag {4} \)

Где:

  • u = начальная скорость
  • v = конечная скорость
  • a = ускорение
  • с = рабочий объем
  • t = время

Используйте стандартную гравитацию, a = 9.80665 м / с 2 , для уравнений, учитывающих гравитационную силу Земли как скорость ускорения объекта.

Уравнения с 1 по 4 являются ключевыми уравнениями, используемыми для решения переменных в этом калькуляторе, однако иногда вы можете увидеть другое количество уравнений равномерно ускоренного движения в зависимости от ресурса. Вы обнаружите, что уравнение 1 получается при подстановке уравнения 1b в уравнение 1a ниже.

\ (s = \ overline {v} t \ tag {1a} \)

\ (\ overline {v} = \ dfrac {1} {2} (v + u) \ tag {1b} \)

.

Кинематические уравнения для равномерного ускорения

Этот калькулятор поможет вам решить все типы задач равномерного ускорения, используя кинематические уравнения.

Как вы, возможно, знаете, есть два основных уравнения движения для равномерного ускорения

Таким образом, у нас есть пять параметров движения: начальная скорость Vo, конечная скорость V, ускорение a, время t и смещение S, а также два уравнения. Очевидный вывод - для использования этих уравнений нам нужны три известных параметра и два неизвестных.
Как комбинаторика. Комбинации, аранжировки и перестановки говорят нам, что количество комбинаций 3 из 5 равно 10, так что всего существует десять типов задач, каждая из которых имеет свой набор известных параметров.

Этот калькулятор позволяет ввести любые три известных параметра и использовать символ «-» для обозначения неизвестных, и он любезно находит неизвестные. Кстати, по умолчанию ускорение имеет значение силы тяжести g, что делает его проблемой свободного падения

Кинематика. Уравнения для равномерного ускорения
Точность вычисления

Цифры после десятичной точки: 2

content_copy Ссылка сохранить Сохранить расширение Виджет

.

Определение относительной плотности - MEL Chemistry

Плотность воды часто используется для расчета относительной плотности. [Викимедиа]

Плотность - это физическая величина, равная отношению массы вещества к его объему. Это значение измеряется в г / см³ [кг / м³].

ρ = м / В.

Часто при определении плотности водных растворов для стандартной плотности используется плотность чистой воды, которая при нормальных условиях приблизительно равна 1 г / см³.Для удобства расчета часто используется относительная плотность вещества.

через GIPHY

Относительная плотность

Относительная плотность - это величина, определяемая как отношение плотности исследуемого вещества к плотности вещества, выбранного в качестве «стандарта» в данном случае. Относительная плотность - безразмерная величина, так как при ее определении одно значение плотности делится на другое. Учитывается не только изменение числового значения параметра, но и изменение его размерности - если размерность делится сама на себя, она полностью уменьшается:

d = P / P₀ (плотность данного вещества - Р, плотность стандартного вещества - Р).

Условия могут быть указаны после d. Например, d²⁰₄ означает, что плотность была рассчитана при 20 C (68 ᵒF), и что плотность воды при 4 ᵒC (39,2 F) была принята за стандарт.

Щелкните здесь, чтобы провести интересные эксперименты с водой.

В случае воды обычно не видно принципиальных различий между плотностью вещества и его относительной плотностью, поскольку плотность воды округляется до 1.Наличие или отсутствие измерения ценности помогает нам точно определить, какая ценность определяется - относительная или нет.

[Викимедиа]

Иногда относительную плотность также определяют для газов по аналогичному принципу:

Dₐᵢᵣ = Mᵣ (газ) / Mᵣ ₐᵢᵣ (плотность газа по воздуху определяется как отношение относительной молекулярной массы газа к относительной молекулярной массе воздуха, которая всегда равна 29 ).Вместо воздуха в качестве стандарта можно использовать любой другой газ.

Что может повлиять на значение плотности

Значение относительной, так же как и обычной плотности, не является постоянным значением даже для одних и тех же веществ. В зависимости от температуры окружающей среды значение может увеличиваться или уменьшаться (зависимость плотности необходимого вещества от атмосферных условий может быть найдена из справочных таблиц или определена приборами в серии экспериментов с различными условиями).

Например, при 20 ᵒC (68 ᵒF) плотность дистиллированной воды составляет 998,203 кг / м³, а при 4 ᵒC (39,2 F) - 999,973 соответственно. При точном определении относительной плотности эти различия могут повлиять на конечный результат.

Пикнометр [Викимедиа]

Как измерить относительную плотность

Относительную плотность при той же температуре можно измерить пикнометром - сначала его взвешивают пустым, затем стандартным веществом (например, дистиллятом), а затем исследуемым веществом.В некоторых случаях для определения относительной плотности используется ареометр, но точность результатов ниже.

Примеры расчетов

Если плотности двух веществ задаются при решении задачи, чтобы найти относительную плотность, определенную плотность просто нужно разделить на стандарт. Например, если плотность раствора соляной кислоты составляет 1,150 кг / м³, а стандартная плотность серной кислоты составляет около 1.800 кг / м³, тогда плотность соляной кислоты , деленной на серную кислоту, составит:

3D-структура серной кислоты [Викимедиа]

d = P / P₀ = 1150/1800 = 0,64.

Для газов используется молекулярная масса. Таким образом, плотность хлора Cl₂, разделенного на воздух, составляет:

Dₐᵢᵣ = Mᵣ (Cl₂) / Mᵣ ₐᵢᵣ = 71/29 = 2,45.

Хлор [Викимедиа]

На практике расчеты относительной плотности часто используются для упрощенных оценок.

.

Калькулятор объема

Ниже приводится список калькуляторов объема для нескольких распространенных форм. Заполните соответствующие поля и нажмите кнопку «Рассчитать».

Калькулятор объема сферы


Калькулятор объема конуса


Калькулятор объема куба


Калькулятор объема цилиндра


Калькулятор объема прямоугольного резервуара


Калькулятор объема капсулы


Калькулятор объема сферической крышки

Для расчета укажите любые два значения ниже.


Калькулятор объема конической ствола


Калькулятор объема эллипсоида


Калькулятор объема квадратной пирамиды


Калькулятор объема трубки


Калькулятор площади сопутствующих поверхностей | Калькулятор площади

Объем - это количественная оценка трехмерного пространства, которое занимает вещество.Единицей измерения объема в системе СИ является кубический метр, или м 3 . Обычно объем контейнера определяется его вместимостью и тем, сколько жидкости он может вместить, а не объемом пространства, которое фактически вытесняет контейнер. Объемы многих форм можно рассчитать с помощью четко определенных формул. В некоторых случаях более сложные формы могут быть разбиты на более простые совокупные формы, а сумма их объемов используется для определения общего объема. Объемы других, еще более сложных фигур можно рассчитать с помощью интегрального исчисления, если существует формула для границы фигуры.Помимо этого, формы, которые нельзя описать известными уравнениями, можно оценить с помощью математических методов, таких как метод конечных элементов. В качестве альтернативы, если плотность вещества известна и однородна, объем можно рассчитать, используя его вес. Этот калькулятор вычисляет объемы для некоторых из наиболее распространенных простых форм.

Сфера

Сфера - это трехмерный аналог двумерного круга. Это идеально круглый геометрический объект, который математически представляет собой набор точек, которые равноудалены от данной точки в ее центре, где расстояние между центром и любой точкой на сфере составляет радиус r .Вероятно, самый известный сферический объект - это идеально круглый шар. В математике существует различие между шаром и сферой, где шар представляет собой пространство, ограниченное сферой. Независимо от этого различия, шар и сфера имеют одинаковый радиус, центр и диаметр, и расчет их объемов одинаков. Как и в случае с кругом, самый длинный отрезок, который соединяет две точки сферы через ее центр, называется диаметром d . Уравнение для расчета объема шара приведено ниже:

EX: Клэр хочет заполнить идеально сферический воздушный шар с радиусом 0.15 футов с уксусом для борьбы с ее заклятым врагом Хильдой на воздушных шарах в ближайшие выходные. Необходимый объем уксуса можно рассчитать с помощью приведенного ниже уравнения:

объем = 4/3 × π × 0,15 3 = 0,141 фута 3

Конус

Конус - это трехмерная форма, которая плавно сужается от своего обычно круглого основания к общей точке, называемой вершиной (или вершиной). Математически конус образован так же, как круг, набором отрезков прямых, соединенных с общей центральной точкой, за исключением того, что центральная точка не входит в плоскость, содержащую круг (или другую основу).На этой странице рассматривается только случай конечного правого кругового конуса. Конусы, состоящие из полукруглых линий, некруглых оснований и т. Д., Которые простираются бесконечно, не рассматриваются. Уравнение для расчета объема конуса выглядит следующим образом:

, где r - радиус, а h - высота конуса

EX: Би полна решимости выйти из магазина мороженого, не зря потратив свои с трудом заработанные 5 долларов. Хотя она предпочитает обычные сахарные рожки, вафельные рожки, несомненно, больше.Она определяет, что на 15% предпочитает обычные сахарные рожки вафельным рожкам, и ей необходимо определить, превышает ли потенциальный объем вафельного рожка на ≥ 15% больше, чем вафельный рожок. Объем вафельного рожка с круглым основанием радиусом 1,5 дюйма и высотой 5 дюймов можно рассчитать с помощью следующего уравнения:

объем = 1/3 × π × 1,5 2 × 5 = 11,781 дюйм 3

Беа также вычисляет объем сахарного рожка и обнаруживает, что разница составляет <15%, и решает купить сахарный рожок.Теперь все, что ей нужно сделать, это использовать свой ангельский детский призыв, чтобы заставить посох выливать мороженое из контейнеров в ее конус.

Куб

Куб является трехмерным аналогом квадрата и представляет собой объект, ограниченный шестью квадратными гранями, три из которых пересекаются в каждой из его вершин, и все они перпендикулярны своим смежным граням. Куб является частным случаем многих классификаций геометрических фигур, включая квадратный параллелепипед, равносторонний кубоид и правый ромбоэдр.Ниже приведено уравнение для расчета объема куба:

объем = 3
где a - длина ребра куба

EX: Боб, который родился в Вайоминге (и никогда не покидал штат), недавно посетил свою исконную родину, Небраску. Пораженный великолепием Небраски и окружающей средой, непохожей на какие-либо другие, с которыми он когда-либо сталкивался, Боб знал, что ему нужно привезти с собой домой часть Небраски. У Боба есть чемодан кубической формы с длиной по краям 2 фута, и он рассчитывает объем почвы, который он может унести с собой домой, следующим образом:

объем = 2 3 = 8 футов 3

Цилиндр

Цилиндр в его простейшей форме определяется как поверхность, образованная точками на фиксированном расстоянии от данной прямой оси.Однако в обычном использовании «цилиндр» относится к правильному круговому цилиндру, где основания цилиндра представляют собой окружности, соединенные через их центры осью, перпендикулярной плоскостям его оснований, с заданной высотой h и радиусом r . Уравнение для расчета объема цилиндра показано ниже:

объем = πr 2 ч
где r - радиус, а h - высота резервуара

EX: Кэлум хочет построить замок из песка в гостиной своего дома.Поскольку он является твердым сторонником утилизации отходов, он извлек три цилиндрических бочки с незаконной свалки и очистил бочки от химических отходов, используя средство для мытья посуды и воду. Каждая бочка имеет радиус 3 фута и высоту 4 фута, и Кэлум определяет объем песка, который может вместить каждая, используя следующее уравнение:

объем = π × 3 2 × 4 = 113.097 футов 3

Он успешно строит замок из песка в своем доме и в качестве дополнительного бонуса экономит электроэнергию на ночном освещении, поскольку его замок из песка светится ярко-зеленым в темноте.

Прямоугольный бак

Прямоугольный резервуар - это обобщенная форма куба, стороны которого могут иметь различную длину. Он ограничен шестью гранями, три из которых пересекаются в его вершинах, и все они перпендикулярны своим соответствующим смежным граням. Уравнение для расчета объема прямоугольника показано ниже:

объем = длина × ширина × высота

EX: Дарби любит торт. Она ходит в спортзал по 4 часа в день, каждый день, чтобы компенсировать свою любовь к торту.Она планирует отправиться в поход по тропе Калалау на Кауаи, и, хотя она в очень хорошей форме, Дарби беспокоится о своей способности пройти этот маршрут из-за отсутствия торта. Она решает упаковать только самое необходимое и хочет набить свою идеально прямоугольную упаковку длиной, шириной и высотой 4 фута, 3 фута и 2 фута соответственно тортом. Точный объем торта, который она может поместить в свою упаковку, рассчитан ниже:

объем = 2 × 3 × 4 = 24 фута 3

Капсула

Капсула - это трехмерная геометрическая форма, состоящая из цилиндра и двух полусферических концов, где полусфера - это полусфера.Отсюда следует, что объем капсулы можно рассчитать, объединив уравнения объема для сферы и правого кругового цилиндра:

объем = πr 2 ч + πr 3 = πr 2 ( р + з)

, где r - радиус, а h - высота цилиндрической части

EX: Имея капсулу радиусом 1,5 фута и высотой 3 фута, определите объем растопленного молочного шоколада, который Джо может унести в капсуле времени, которую он хочет похоронить для будущих поколений на пути к самопознанию. Гималаи:

объем = π × 1.5 2 × 3 + 4/3 × π × 1,5 3 = 35,343 фута 3

Сферический колпачок

Сферический колпачок - это часть сферы, которая отделена от остальной сферы плоскостью. Если плоскость проходит через центр сферы, сферическая крышка называется полусферой. Существуют и другие различия, включая сферический сегмент, где сфера сегментируется двумя параллельными плоскостями и двумя разными радиусами, где плоскости проходят через сферу. Уравнение для расчета объема сферической крышки выводится из уравнения для сферического сегмента, где второй радиус равен 0.Относительно сферической крышки, указанной в калькуляторе:

Имея два значения, калькулятор вычисляет третье значение и объем. Уравнения для преобразования между высотой и радиусом показаны ниже:

Для r и R : h = R ± √R 2 - r 2

Для R и h : r = √2Rh - h 2
где r, - радиус основания, R - радиус сферы, а h - высота сферической крышки.

EX: Джек действительно хочет победить своего друга Джеймса в игре в гольф, чтобы произвести впечатление на Джилл, и вместо того, чтобы тренироваться, решает саботировать мяч для гольфа Джеймса.Он отрезает идеальную сферическую крышку от верхней части мяча для гольфа Джеймса и должен рассчитать объем материала, необходимый для замены сферической крышки и перекоса веса мяча для гольфа Джеймса. Учитывая, что мяч для гольфа Джеймса имеет радиус 1,68 дюйма, а высота сферической крышки, которую срезал Джек, составляет 0,3 дюйма, объем можно рассчитать следующим образом:

объем = 1/3 × π × 0,3 2 (3 × 1,68 - 0,3) = 0,447 дюйма 3

К несчастью для Джека, за день до игры Джеймс получил новую партию мячей, и все усилия Джека были напрасны.

Коническая Frustum

Усеченный конус - это часть твердого тела, которая остается, когда конус рассекается двумя параллельными плоскостями. Этот калькулятор рассчитывает объем специально для правильного кругового конуса. Типичные конические усики, встречающиеся в повседневной жизни, включают абажуры, ведра и некоторые стаканы для питья. Объем усеченного правого конуса рассчитывается по следующей формуле:

объем = πh (r 2 + rR + R 2 )

где r и R - радиусы оснований, h - высота усеченного конуса

EX: Би успешно приобрела мороженое в сахарном рожке и только что съела его так, что мороженое остается упакованным внутри рожка, а поверхность мороженого находится на уровне и параллельно плоскости отверстия рожка.Она собирается начать есть свой рожок и оставшееся мороженое, когда ее брат хватает ее рожок и откусывает часть дна ее рожка, которая идеально параллельна ранее единственному отверстию. У Би теперь остается конусообразная усеченная вершина, из которой вытекает мороженое, и ей необходимо рассчитать объем мороженого, который она должна быстро съесть, учитывая высоту усеченной кости 4 дюйма с радиусом 1,5 дюйма и 0,2 дюйма:

объем = 1/3 × π × 4 (0,2 2 + 0,2 × 1,5 + 1,5 2 ) = 10.849 из 3

Эллипсоид

Эллипсоид является трехмерным аналогом эллипса и представляет собой поверхность, которую можно описать как деформацию сферы посредством масштабирования элементов направления. Центр эллипсоида - это точка, в которой пересекаются три попарно перпендикулярные оси симметрии, а отрезки прямых, ограничивающие эти оси симметрии, называются главными осями. Если все три имеют разную длину, эллипсоид обычно называют трехосным.Уравнение для расчета объема эллипсоида выглядит следующим образом:

, где a , b и c - длины осей

EX: Хабат любит есть только мясо, но его мать настаивает на том, что он ест слишком много, и позволяет ему есть столько мяса, сколько он может уместить в булочке в форме эллипса. Таким образом, Хабат выдалбливает булочку, чтобы максимально увеличить объем мяса, который он может уместить в своем сэндвиче. Учитывая, что его булочка имеет длину оси 1,5 дюйма, 2 дюйма и 5 дюймов, Хабат рассчитывает объем мяса, который он может уместить в каждой полой булочке, следующим образом:

объем = 4/3 × π × 1.5 × 2 × 5 = 62,832 дюйма 3

Квадратная пирамида

Пирамида в геометрии - это трехмерное твердое тело, образованное путем соединения многоугольного основания с точкой, называемой его вершиной, где многоугольник - это форма на плоскости, ограниченная конечным числом отрезков прямой. Есть много возможных многоугольных оснований для пирамиды, но квадратная пирамида - это пирамида, в которой основание представляет собой квадрат. Другое отличие пирамид заключается в расположении вершины. У правых пирамид есть вершина, которая находится прямо над центром тяжести ее основания.Независимо от того, где находится вершина пирамиды, если ее высота измеряется как перпендикулярное расстояние от плоскости, содержащей основание, до ее вершины, объем пирамиды может быть записан как:

Объем обобщенной пирамиды:

.n) = n \ cdot \ log_a (x)

долл. США

$ \ ln \ left (y \ right) = x \ ln \ left (x \ right) $

5

Выведите обе части равенства относительно $ x $

.

$ \ frac {d} {dx} \ left (\ ln \ left (y \ right) \ right) = \ frac {d} {dx} \ left (x \ ln \ left (x \ right) \ right) $

6

Примените правило произведения для дифференцирования: $ (f \ cdot g) '= f' \ cdot g + f \ cdot g '$, где $ f = x $ и $ g = \ ln \ left (x \ right) $

$ \ frac {d} {dx} \ left (\ ln \ left (y \ right) \ right) = \ frac {d} {dx} \ left (x \ right) \ ln \ left (x \ right) + x \ frac {d} {dx} \ left (\ ln \ left (x \ right) \ right) $

Промежуточные ступени

$ \ frac {d} {dx} \ left (\ ln \ left (y \ right) \ right) = 1 \ ln \ left (x \ right) + x \ frac {d} {dx} \ left (\ ln \ left (x \ right) \ right) $

Любое выражение, умноженное на $ 1 $, равно самому себе

$ \ frac {d} {dx} \ left (\ ln \ left (y \ right) \ right) = \ ln \ left (x \ right) + x \ frac {d} {dx} \ left (\ ln \ влево (х \ вправо) \ вправо) $

7

Производная линейной функции равна $ 1 $

$ \ frac {d} {dx} \ left (\ ln \ left (y \ right) \ right) = \ ln \ left (x \ right) + x \ frac {d} {dx} \ left (\ ln \ влево (х \ вправо) \ вправо) $

Объясните подробнее 8

Производная натурального логарифма функции равна производной функции, деленной на эту функцию.Если $ f (x) = ln \: a $ (где $ a $ - функция от $ x $), то $ \ displaystyle f '(x) = \ frac {a'} {a} $

$ \ frac {1} {y} \ frac {d} {dx} \ left (y \ right) = \ ln \ left (x \ right) + x \ frac {d} {dx} \ left (\ ln \ влево (х \ вправо) \ вправо) $

Промежуточные ступени

$ \ frac {d} {dx} \ left (\ ln \ left (y \ right) \ right) = 1 \ ln \ left (x \ right) + x \ frac {d} {dx} \ left (\ ln \ left (x \ right) \ right) $

Любое выражение, умноженное на $ 1 $, равно самому себе

$ \ frac {d} {dx} \ left (\ ln \ left (y \ right) \ right) = \ ln \ left (x \ right) + x \ frac {d} {dx} \ left (\ ln \ влево (х \ вправо) \ вправо) $

$ 1y ^ {\ prime} \ left (\ frac {1} {y} \ right) = \ ln \ left (x \ right) + x \ frac {d} {dx} \ left (\ ln \ left ( x \ right) \ right) $

Любое выражение, умноженное на $ 1 $, равно самому себе

$ y ^ {\ prime} \ frac {1} {y} = \ ln \ left (x \ right) + x \ frac {d} {dx} \ left (\ ln \ left (x \ right) \ right ) $

9

Производная линейной функции равна $ 1 $

$ y ^ {\ prime} \ frac {1} {y} = \ ln \ left (x \ right) + x \ frac {d} {dx} \ left (\ ln \ left (x \ right) \ right ) $

Объясните подробнее 10

Производная натурального логарифма функции равна производной функции, деленной на эту функцию.{\ prime} \ frac {1} {y} = \ ln \ left (x \ right) + x \ frac {1} {x} \ frac {d} {dx} \ left (x \ right) $

Промежуточные ступени

$ \ frac {d} {dx} \ left (\ ln \ left (y \ right) \ right) = 1 \ ln \ left (x \ right) + x \ frac {d} {dx} \ left (\ ln \ left (x \ right) \ right) $

Любое выражение, умноженное на $ 1 $, равно самому себе

$ \ frac {d} {dx} \ left (\ ln \ left (y \ right) \ right) = \ ln \ left (x \ right) + x \ frac {d} {dx} \ left (\ ln \ влево (х \ вправо) \ вправо) $

$ 1y ^ {\ prime} \ left (\ frac {1} {y} \ right) = \ ln \ left (x \ right) + x \ frac {d} {dx} \ left (\ ln \ left ( x \ right) \ right) $

Любое выражение, умноженное на $ 1 $, равно самому себе

$ y ^ {\ prime} \ frac {1} {y} = \ ln \ left (x \ right) + x \ frac {d} {dx} \ left (\ ln \ left (x \ right) \ right ) $

$ y ^ {\ prime} \ frac {1} {y} = \ ln \ left (x \ right) + 1x \ frac {1} {x}

$

Любое выражение, умноженное на $ 1 $, равно самому себе

$ y ^ {\ prime} \ frac {1} {y} = \ ln \ left (x \ right) + \ frac {x} {x} $

11

Производная линейной функции равна $ 1 $

$ y ^ {\ prime} \ frac {1} {y} = \ ln \ left (x \ right) + \ frac {x} {x} $

Объясните подробнее 12

Упростим дробь $ \ frac {x} {x} $ на $ x $

$ y ^ {\ prime} \ frac {1} {y} = \ ln \ left (x \ right) + 1 $

Промежуточные ступени

$ y ^ {\ prime} = \ frac {\ ln \ left (x \ right) +1} {\ frac {1} {y}}

$

Разделите дроби $ \ frac {\ ln \ left (x \ right) +1} {\ frac {1} {y}} $ с помощью Keep, Change, Flip: $ a \ div \ frac {b} {c} = \ frac {a} {1} \ div \ frac {b} {c} = \ frac {a} {1} \ times \ frac {c} {b} = \ frac {a \ cdot c} {b} $

$ y ^ {\ prime} = y \ left (\ ln \ left (x \ right) +1 \ right) $

13

Разделите обе части уравнения на $ \ frac {1} {y} $

.

$ y ^ {\ prime} = y \ left (\ ln \ left (x \ right) +1 \ right) $

Объясните подробнее 14

Заменить исходную функцию на $ y $: $ x ^ x $

$ y ^ {\ prime} = x ^ x \ left (\ ln \ left (x \ right) +1 \ right) $

15

Производная функции дает

$ х ^ х \ влево (\ ln \ влево (x \ вправо) +1 \ вправо) $

Окончательный ответ

$ x ^ x \ left (\ ln \ left (x \ right) +1 \ right) $

.

Смотрите также