Как правильно накачать нижний пресс в домашних условиях: упражнения и советы

Привет всем любителям здорового образа жизни и тем, кто только собирается таковым стать. Нам постоянно шлют письма с различными вопросами: многие хотят получить советов о том, как им сбросить лишние килограммы, которые, внезапно, появились после долгой зимы, другие, хотят накачать руки, третьи хотят еще чего – то. Ну а с приближением лета, вопрос о том, как накачать нижний пресс в домашних условиях или в тренажерном зале, звучит в каждом втором письме.

Оно ведь и не удивительно, никто не хочет отправиться на долгожданный отдых с куском сала вместо живота. Мы, конечно же, предвидели такой ажиотаж и заранее подготовили материалы для этой статьи.

Правильное питание – лучший друг нижнего пресса

Итак, прежде чем приняться за накачку пресса, вы должны усвоить одно простое правило: правильное питание — 60% успеха. То есть, качая пресс день и ночь напролет, вы ничего не добьетесь. Мышцы живота, безусловно, станут рельефнее, но вы не увидите их из-за, скрывающего их, слоя жира. Поэтому в первую очередь избавляемся от лишнего подкожного жира. Его процент должен колебаться в районе 8 – 10%. Добиться такого процента не так уж и сложно, достаточно лишь для начала сесть на диету, а потом пересесть на правильное питание.

Подробнее о правильном питании, вы сможете узнать этой странице. На ней мы сделали для вас наглядные таблицы и показали продукты, которые помогут вам сбросить вес.

Также для вас мы написали лучшую диету для сушки, благодаря которой, вы сможете в короткий срок похудеть и увидеть заветные кубики пресса.

Так что, постарайтесь запомнить, упражнения на пресс не сжигают жир и не дадут вам ожидаемого эффекта, основа всего диета и правильное питание, а, уже начав правильно питаться, можно приступать к тренировкам вашего пресса.

Упражнения для нижнего пресса

Давайте разберемся, как же накачать нижние кубики пресса?

Если уже откровенно говорить, то нижнего пресса, как такового, не существует. Есть лишь одна мышца, и называется она прямая мышца живота, также есть еще косые мышцы, но про них мы расскажем как – нибудь в следующий раз. Прямую мышцу живота лишь условно делят на верхний, средний и нижний пресс, для большей наглядности. Так что, делая упражнения на нижний пресс, в работу также включаются и все остальные отделы.

Лучшие упражнения – это всевозможные скручивания, о них то, мы сейчас вам расскажем, а также покажем.

Все упражнения расположены в порядке выполнения. Делайте их друг за другом на одной тренировке. Тренируйтесь как минимум 4 раза в неделю.

Обратные скручивания

Самое основное упражнение, в котором нижний пресс задействован больше всего. Поэтому берем его на вооружение и начинаем тренировку именно с него. Для начала лягте на гимнастический коврик, либо просто на пол, ладони уприте в пол, прямые ноги чуть приподнимете (А). Затем, сгибая ноги в коленях, как бы сворачивайтесь (В). При этом напрягайте и втягивайте пресс в себя.

Выполните 4 подхода по 15 повторений.

Велосипед

Продолжаем лежать на полу, руки за голову (А). Поднимайте одновременно левую ногу, сгибая ее в колене, а правым локтем, не отрывая руки от головы, тянитесь к колену (В). Снова втягивайте и напрягайте пресс. Затем вернитесь в исходное положение (А). В этом упражнении, помимо прямой мышцы, работают и косые мышцы живота.

Сделайте 4 подхода по 12 повторений на каждую сторону.

V – образные скручивания

Все еще лежим на полу или коврике, у кого что. Руки вытяните, ноги приподнимите (А). Затем поднимайте ноги и торс вместе у руки одновременно (В), при этом постарайтесь коснуться руками своих ног. Потов возвращаемся в исходное положение. Старайтесь не спешить и делать упражнение медленно, насколько это возможно.

Выполните 4 подхода по 10 повторений и приступайте к последнему упражнению.

Скручивания

В принципе, такое же упражнение, как и предыдущее, только ваши ноги должны быть согнуты в коленях. Также старайтесь коснуться руками своих ног и не забывайте все время держать ваш пресс в напряжении.

Сделайте 4 подхода по 10 повторений и на этом завершите тренировку. Постарайтесь после тренировки, через час после нее, употреблять только белковую пищу: мясо, рыба, творог, яйца.

Высокоинтенсивные тренировки – еще один друг нижнего пресса

Помимо диеты и упражнений, для того чтобы сделать нижние кубики пресса рельефными, желательно использовать так называемое кардио. Кардиотренировка – это комплекс упражнений, которые выполняются последовательно с высокой интенсивностью, что позволяет запускать процессы жиросжигания, а также тренировать выносливость.

На страницах нашего сайта мы разместили одну из самых эффективных кардиотренировок, которую можно выполнять как в домашних условиях, так и в условиях спортзала или улицы. Прочитать статью можно, перейдя по этому адресу: http://fitnessguides.ru/kardiotrenirovka-v-domashnix-usloviyax-bez-trenazherov/. Следуйте советам из этой статьи.

А вот здесь, мы рассказали, как можно накачать пресс до кубиков при помощи программы p90x.

***
Итак, давайте немного повторим прочитанное. Вы должны понять, что без диеты и правильного питания, упражнения на нижний пресс бесполезны, так как он все равно скрыт под слоем подкожного жира. Поэтому, с сегодняшнего дня вы должны перейти на диету, заняться кардио, а уже потом начать делать упражнения для накачки мышц нижнего пресса. Надеемся, у вас все получится, и вы отправитесь на пляж с рельефным и красивым прессом.

Оцените статью

Как накачать пресс дома?

Качели дома

Размахивать прессом в домашних условиях следует в спокойной обстановке и эффективно в соответствии с определенными правилами, чтобы избежать боли в спине, шее или пояснице.

Занятия должны проводиться в хорошо проветриваемом помещении и продолжаться с открытым окном, потому что во время тренировки тела, а именно для сердечно-сосудистой системы, дополнительно требуется кислород. В противном случае такое обучение не будет полезным.

• Тренировку лучше всего проводить через час или два часа после еды, чтобы у нее было немного времени на переваривание.
• Перед тренировкой требуется незначительный разогрев, чтобы подготовить мышцы к упражнениям.
• Упражнения должны выполняться плавно и ритмично, без рывков.
• Нагрузка на мышцы должна увеличиваться постепенно, ежедневно. Вам не нужно делать 100 упражнений в первый день, нужно начинать с малого.
• Мышцы пресса быстро восстанавливаются по сравнению с другими мышцами тела, которым требуется отдых в течение двух-трех минут.И мышцам пресса не нужно столько времени между подходами.
• Занятия в положении лежа на спине должны находиться на твердой поверхности — диван или кровать не подойдут. Вы можете положить коврик на пол, чтобы облегчить качание пресса.
• Тренировки должны быть регулярными, ежедневными. Если вы не можете делать упражнения для прессы ежедневно, то вам нужно стараться выполнять их через день.
• Упражнения будут более эффективными, если правильно согнуть ноги и тело, а именно — под прямым углом — от 17 до 75 — для тела и 40 градусов — для нижних конечностей.Сильные изгибы увеличат риск получения травмы.
• При выполнении упражнений голову не следует тянуть руками, так как это вредно для шеи. Во время упражнения пальцы должны быть слегка приподняты за шею, а расстояние между грудью и подбородком должно быть не меньше, чем на ладони.
• После выполнения упражнений желательно не есть в течение нескольких часов, можно пить воду.

Чтобы правильно накачать пресс, нужно представить, как его мышцы утроились.Мышцы пресса подразделяются на прямые и косые, для каждого из которых существуют определенные упражнения. Лучше строить классы так, чтобы нагрузка была сначала на нижний пресс, затем на косые мышцы и, в конечном счете, на верхний пресс. Для нижнего пресса, различные упражнения с подъемами ног, для косых мышц — скручивание, для верхнего пресса — различные поднятия тела.

Пресс-программа на дому

Программа пресса на дому состоит из правильного питания и упражнений на нижнем и верхнем жиме.Правильное питание — это шестьдесят процентов успеха и состоит в следующем:

• Диета должна включать в себя значительное количество белка, около половины — нежирное мясо, творог, сыр, кефир, яйца, рыбу и т. Д.
• Углеводы в рационе должны быть сложными и употребляться утром или после тренировки. К таким углеводам относят — каши, макароны, овощи и фрукты. Простые углеводы в виде белого хлеба, сахара, сладостей, картофеля и т. Д. Использовать нужно в небольших количествах и желательно также и после тренировки.
• Жиры должны потребляться в виде различных масел, в основном растительных или орехов.
• Диета должна соответствовать соответствующему питьевому режиму — питьевая вода не менее двух литров в день.
• Потребление пищи следует делить на небольшие порции пять или шесть раз в день.
• Желательно употреблять основную массу углеводов в первой половине дня и частично после тренировки.

Таким образом, диета для красивого нижнего пресса должна включать (конечно, процент может варьироваться ± 10%):

• 50% белка,
• 30% углеводов,
• 20% жиров.

В идеале рекомендуется использовать от полутора до двух граммов белка на килограмм массы тела человека и два грамма углеводов.

Прежде чем начать основную часть тренировки, а именно выполнять упражнения на нижнем и верхнем жиме, необходимо подготовить организм к физическим нагрузкам и разогреть мышцы.

• Бег в течение трех-пяти минут (можно на месте).
• Торс наклоняется вперед и назад.
• Вращение туловища.
• Выполните упражнение — велосипед от тридцати до шестидесяти секунд.

После того, как начальная часть тренировки завершена и тело готово к работе, вы можете приступить к основным упражнениям для нижнего и верхнего пресса, которые представлены ниже.

Нижний пресс дома

Снизить пресс в домашних условиях для накачки не составляет труда, если наряду с упражнениями соблюдать режим правильного питания. Если вы не соблюдаете диету, нижний жим не будет виден под жировым слоем, даже при ежедневных упражнениях для нижнего жима.Поэтому формулой красивого нижнего пресса является правильное питание и регулярные тренировки.

Чтобы прокачать нижний пресс дома, необходимо выполнить следующие упражнения:

Заднее кручение

Это основное и наиболее эффективное упражнение, во время которого нижний пресс наиболее задействован.

Чтобы выполнить это упражнение, вам нужно лечь на ровную горизонтальную поверхность, руки должны быть расположены вдоль туловища ладонями вниз. После этого необходимо поднять нижние конечности вверх, чтобы они располагались перпендикулярно телу.Затем нужно поднять таз и вытянуть ноги, не сгибая их, к груди. После этого нижние конечности возвращаются обратно в перпендикулярное положение тела. Таз, желательно поднять с помощью пресса.

Такое упражнение можно выполнять с согнутыми ногами, коленями, как будто сложенными. Во время упражнения нужно напрягать пресс.

Задние кручения выполняются десять-двадцать раз, два или три подхода.

[1]

Подъем нижних конечностей из положения лежа

Не менее популярен и эффективен в достижении результатов.Для этого необходимо лежать на твердой горизонтальной поверхности, руки должны быть расположены параллельно телу или за головой. Затем нужно поднять ноги перпендикулярно телу и опустить их, но не до конца. Для начинающих такое упражнение желательно делать с согнутыми в коленях коленями, чтобы избежать большой нагрузки на поясничную область.

Поднятие нижних конечностей из положения лежа выполняется от десяти до двадцати раз, при двух-трех подходах.

Упражнение велосипедное

Вам нужно сидеть в горизонтальном положении, положив руки за голову, скрестив пальцы.Затем вам нужно по очереди перетаскивать левый локоть к правому колену и наоборот. В дополнение к выполнению упражнения, свободная нижняя конечность должна быть выпрямлена и размещена параллельно полу. При выполнении такого упражнения хорошо накачиваются не только нижний пресс, но и верхние, а также косые мышцы живота.

Велосипед работает от десяти до двадцати раз, в двух-трех подходах.

[2]

Упражнение — Ножницы

Чтобы выполнить это, вы должны занять горизонтальное положение на спине, руки, параллельные телу, ладонями вниз или под талией.Затем вам нужно поднять нижние конечности над горизонтальной поверхностью на десять сантиметров и выполнять мухи в горизонтальной плоскости, как будто режете ножницами. Вам не нужно поднимать голову.

Вам нужно выполнить это упражнение быстро и в количестве, которое вы можете выполнить. Подходов должно быть два-три.

Поднятие нижних конечностей, подвешивание на турнике

Для его реализации вам понадобится турник. Необходимо захватить перекладину турника, поднять нижние конечности, согнутые в коленях, чтобы дотянуться коленями до груди.Затем подержите ноги в этом положении несколько секунд и осторожно опустите. Со временем вы можете усложнить задачу и подобрать прямые ноги.

Выполняя это упражнение, вы должны избегать покачивания ствола на перекладине. Количество таких упражнений от 10 раз в два — три подхода.

V-образные повороты

Чтобы выполнить их, вы должны занять горизонтальное положение на спине, нижние конечности слегка поднять, а руки вытянуть над головой. Затем нужно одновременно поднять тело и нижние конечности, чтобы они касались их рук, и занять исходное положение.В этом упражнении не нужно спешить, главное — выполнить его качественно.

Это упражнение можно выполнять с согнутыми в коленях коленями. Количество поворотов — десять, для 3 — 4 заходов.

Вы можете выполнить все упражнения для нижнего пресса или выбрать несколько упражнений, которые вам нравятся, и регулярно практиковаться.

В дополнение к правильному питанию и вышеперечисленным упражнениям, также рекомендуется кардиотренировка, чтобы сделать нижний пресс более рельефным.Основная цель кардиотренировок — сжигание жира. Необходимо выполнять такие упражнения очень быстро при правильном выполнении техники.

Интенсивные отжимания

Необходимо занять позицию — лежа, отжимаясь и сильно отталкивая от пола, чтобы руки от него оторвались, а затем вернулись в исходное положение. Со временем задача может быть усложнена добавлением хлопка рук в момент снятия рук с пола. Количество повторений составляет пятнадцать, а затем переходите к следующему упражнению.

Упражнение — Burr

Для его выполнения необходимо встать на четвереньки так, чтобы колени касались груди и рук пола. После этого вам нужно резко подтянуть нижние конечности назад, чтобы быть в положении — лежа. Затем, быстрым движением ног, вы должны вернуться в исходное положение — на четвереньки. Затем сильно оттолкнитесь ногами, подпрыгните и плавно вернитесь в исходное положение.

Число повторений двадцать и перейти к следующему упражнению.

Упражнение — альпинист

Нужно занять позицию — лежа. Необходимо резко подтянуть левую ногу к левой руке и принять исходное положение, а затем наоборот — резко подтянуть правую ногу к правой руке и назад.

Все должно быть сделано быстро с повторением тридцать раз.

[3]

Прыжки

Необходимо сесть, положить руки за голову и делать быстрые и интенсивные прыжки, руки всегда за головой, чтобы не было легче.

Упражнение повторить пятнадцать раз.

Приседания сумо

В положении стоя спина прямая, приседая и кладя верхние конечности на пол между нижними конечностями. Затем, резким движением ноги, мы отталкиваемся назад, чтобы занять положение — лежа, и возвращаемся в положение стоя, выполняя упражнения в обратном порядке. Количество повторений пятнадцать.

Выполнив пять кардио упражнений, вы можете отдохнуть, пока дыхание не восстановится, и повторить круг этих пяти упражнений три или четыре раза.Такая кардио-тренировка должна проводиться три-четыре раза в неделю.

Топ пресс дома

Верхний пресс дома качать желательно перед едой и утром, чтобы мышцы лучше укрепляли. Чтобы сделать верхний пресс красивым и накачанным, все упражнения должны быть систематическими и правильными. Эффективные упражнения для верхней прессы: •

Скручивание с поворотами

Для этого вам нужно сесть на пол, положить руки за голову и положить нижние конечности на скамью так, чтобы образовался прямой угол.Затем необходимо медленно свернуться вправо и медленно занять исходное положение, а после — наоборот, нужно свернуться влево и назад. Количество повторений составляет пять-десять раз, при трех-четырех подходах. При выполнении этого упражнения нет необходимости отрывать спину от пола, следует отрывать только лопатки, которые поворачивают вправо и влево.

Если после пяти-шести повторений в мышцах верхнего пресса ощущается жжение, то упражнение выполняется правильно.Если упражнение выполняется легко, вы можете усложнить его, взяв блин с соответствующим весом — от двух до пяти килограммов.

прямые повороты

Необходимо прислониться к стене и поставить ноги на стену, чтобы ваши колени были согнуты под прямым углом, а ваши руки находились за головой. Нужно медленно поворачивать вперед, чтобы спина не отрывалась от пола, а только лопатка, и возвращалась в исходное положение. Количество повторений от восьми до двенадцати раз, два-три подхода.Вы можете усложнить упражнение, взяв блин с определенным весом под подбородком (на груди) или за головой.

Такое скручивание можно выполнить на скамье с уклоном.

Упражнение — складной нож

Для этого нужно сесть на пол и поднять нижнюю и верхнюю конечности так, чтобы колени касались груди.

Число повторений от десяти до пятнадцати раз, в двух-трех подходах.

Повороты нижних конечностей

Необходимо лечь на горизонтальную поверхность и поднять нижние конечности перпендикулярно полу. Затем опустите ноги прямо, а затем по бокам. Но при выполнении упражнения ноги не должны касаться пола, расстояние должно оставаться от десяти до двадцати сантиметров. Количество повторений составляет от десяти до пятнадцати, при двух-трех подходах. С помощью этого упражнения вы можете прокачать не только верхний пресс, но и нижний.

Адекватные упражнения будут выполняться в течение десяти минут в день, но добросовестно и регулярно, пока не появится ощущение жжения в мышцах живота. Не забывайте о сбалансированной диете, которая наряду с тренировками приблизит желаемый результат.

Сушка пресса на дому

Сушка пресса в домашних условиях позволяет сделать пресс более рельефным. Процесс сушки может быть трудно переносимым, поскольку на фоне мощных физических упражнений в рационе практически отсутствуют углеводы — основное топливо для организма.Отсюда и название — сушка. Сушка пресса — это наиболее эффективный способ устранения подкожного жирового слоя. Чтобы быстро устранить жировой слой в животе, необходимо усилить местное кровообращение, в результате чего ускорится обмен веществ, что окажет разрушительное воздействие на жировую ткань. А для того, чтобы увеличить кровообращение в животе, необходимо накачать пресс, но по определенным правилам и соответствующим упражнениям.

• Необходимо качать пресс в течение сорока минут.
• Перерыв между подходами в упражнениях должен длиться десять секунд.
• Упражнения для пресса должны быть высокой амплитуды и выполняться максимально эффективно.

Для сушки пресса в домашних условиях подходят следующие упражнения:

• Скручивание на скамейке.
• Заднее кручение.
• Склоны в сторону с гантелями.
• Скручивание сундука в вертикальном блоке (если дома есть такой симулятор).

Разбавление кардио-выдохов будет очень эффективным при сушке пресса, например, прыжками со скакалкой, их можно выполнять по очереди с упражнениями для пресса. Но продолжительность кардио-упражнений должна быть менее чем в два раза.

Параллельно с физическими нагрузками следует соблюдать определенную диету:

• Жиры не следует употреблять вечером перед сном, сокращать потребление углеводов или отказываться от них, особенно от постного — мороженое, белый хлеб, сладости, печенье и т. Д.
• Использование пищи должно быть регулярным, т.к. При длительном его отсутствии вырабатывается гормон стресса кортизол, под воздействием которого начинается накопление жира.
• В рационе должны присутствовать продукты питания — нежирные сорта мяса, творог, яичные белки, фрукты, овощи и рыба.
• Пейте много жидкости (негазированной воды) — по крайней мере, два литра в стуке, потому что сушка происходит из-за лишения организма углеводов, а не жидкости. Желательно включать в свой рацион зеленый и имбирный чай.

Во время сушки пресса необходимо помнить, что потеря мышечной массы происходит быстрее, чем жира, поэтому мышцы нуждаются в поддержке в виде силовых упражнений и кардио-нагрузок. Мышцы — основной источник энергии, чем их меньше, тем быстрее отложение жира. Из этого следует, что основной целью сушки является устранение жировой ткани и сохранение мышечной ткани.

накачать хранилище | Математика

Если мы примем солнечную энергию и энергию ветра в качестве основных компонентов нашей энергетической инфраструктуры, так как мы отлучены от ископаемого топлива, нам придется решить проблему накопления энергии. Более раннее сообщение показало, что у нас вряд ли есть достаточно материалов в мире, чтобы просто создавать гигантские свинцово-кислотные (или на никелевой или литиевой) батарейки для этой работы. В комментариях часто указывалось на закачку гидроаккумулятора в качестве гораздо более разумного ответа. Действительно, накачанное хранилище в настоящее время является доминирующим и почти единственным решением для хранения в масштабе сети.Здесь мы посмотрим на насосную гидроэлектростанцию ​​и оценим, что она может сделать для нас.

Основы гравитационного хранения

Когда вы поднимаете объект, вы должны предоставить силу для противодействия гравитации (вес объекта) и применить эту силу к высоте , через которую вы поднимаете объект. Вес объекта — и, следовательно, сила, приложенная для его подъема, — это его масса, умноженная на ускорение силы тяжести (применение F Ньютона = мА ; в данном случае мг , где г — это гравитационное ускорение, или около 10 м / с²).Работа определяется как сила, умноженная на расстояние, поэтому подъем объекта массой м на высоту ч приводит к затрате энергии (работы) в размере млн. . Это называется гравитационной потенциальной энергии .

Это называется потенциальной энергией, потому что можно положить вложенную энергию на полку — буквально, на самом деле — чтобы получить доступ позже. Брошенный кирпич, которому ранее давалась гравитационная потенциальная энергия, может выполнять полезную работу, например, вбивать гвоздь в кусок дерева (огромная сила, умноженная на небольшое расстояние = та же самая работа).Накопленная энергия не ухудшается ни на йоту со временем: в этом смысле она представляет собой идеальное долговременное хранение.

Идея гидроаккумулирования с насосом заключается в том, что мы можем накачать массу воды в резервуар (полку), а затем извлекать эту энергию по своему желанию, исключая потери при испарении. Насосы и турбины (часто реализованные как одна и та же физическая единица) могут быть эффективны примерно на 90%, поэтому хранение в обоих направлениях обходится всего лишь за скромные затраты.

Raccoon Mountain прокачанная концепция хранения.

Основная проблема гравитационного хранения заключается в том, что он невероятно слаб по сравнению с по сравнению с химическими методами, методами сжатого воздуха или маховика (см. Статью о вариантах хранения энергии в домашних условиях). Например, чтобы получить количество энергии, запасенной в одной батарее АА, нам необходимо поднять 100 кг (220 фунтов) на 10 м (33 фута), чтобы соответствовать ей. Чтобы соответствовать энергии, содержащейся в галлоне бензина, нам нужно было бы поднять 13 тонн воды (3500 галлонов) на один километр в высоту (3280 футов). Понятно, что плотность энергии гравитационного накопителя сильно ущемлена.

То, что нам не хватает в плотности энергии, мы восполняем в объеме. Например, озера, расположенные за плотинами, представляют собой значительное хранилище.

Flow Power

Когда вода выбрасывается со дна плотины, она несет энергию, как если бы она была «отложена» на поверхности озера за плотиной. Как вода на дне «знает», какова поверхность озера? Давление, которое пропорционально весу воды над головой. Итак, давайте возьмем кубический метр воды весом 1000 кг и отправим ее через турбину.Энергия мг / кг в кубе воды для плотины высотой 100 м составляет (1000 кг) (10 м / с²) (100 м) = 10 ⁶ Дж или один мегаджоуль.

Если на этой плотине высотой 100 м будет проходить только один кубический метр в секунду, она будет производить 1 МДж / с или 1 МВт. Я игнорирую примерно 90% -ую эффективность гидроэлектрических турбин, чтобы сохранить цифры аккуратными и приблизительными. Более типично, расход измеряется в диапазоне 1000 м³ / с, так что наша плотина 100 м будет производить 1 ГВт в этом масштабе.

Итак, рецепт прост для понимания гидроэлектрической плотины: умножьте высоту воды за плотиной (в метрах) в десять тысяч раз больше скорости потока в кубических метрах в секунду, чтобы получить мощность в ваттах.

Нам нужно Как Сколько памяти?

США имеют мощность питания около 3 × 10 ^{, 12} Вт или 3 Вт. Две трети этого объема питает тепловые двигатели (электростанции, автомобили и т. Д.) Со средней эффективностью 30%, обеспечивая 0,6 ТВТ полезной работы в рамках сделки. Остальные 1 ТВТ — это прямое тепло (много это в тепле промышленного процесса) и электричество от ядерных и гидроисточников. Представляя, что мы заменяем наши тепловые двигатели прямым электричеством и электрифицированным транспортом, нам нужно что-то около 2 ТВТ общей мощности, что объясняет некоторую неэффективность.Если вы довольны половиной этого, хорошо — в два раза качественно не изменится гигантский масштаб проблемы.

Следующий вопрос: как долго нам нужно наше хранилище, чтобы продлиться? В сообщении Nation Sized Battery я утверждал, что нам нужно 7 дней хранения, чтобы он был невидим для конечного пользователя. То есть, если американцы настаивают на том, чтобы не менять какие-либо свои привычки и иметь нулевых перерывов в работе перерывов в хранении в течение десятилетия (читайте о полном отключении Сан-Диего в результате недавнего перебоя в питании в округе), то 7 дней — это вероятно, недалеко от знака.Я получил злобу за этот выбор, но я снова использую его здесь, потому что A) это не так уж и необоснованно, B) он позволяет проводить параллельное сравнение с расчетом национальной батареи, и C) вы увидите, что он не делает или сломать дело: даже один день хранения очень тяжелый. Разделите все мои шкалы на 7, если вы хотите, например, чтобы я использовал один день хранения.

Обратите внимание, что 7 дней хранения буквально не означают, что мы готовы испытать 7 дней с нулевым вводом из возобновляемой инфраструктуры.Работа на уровне 30% от суммы безубыточности в течение 10 дней также оставляет систему с 7-дневным дефицитом энергии, например. Это обстоятельство не так уж сложно представить: облачная зимняя неделя на юго-западе, в то время как скорость ветра над страной вдвое ниже среднего значения (то есть в восемь раз меньше мощности) за тот же период.

Таким образом, 2 TW в течение 7 дней означают 336 миллиардов кВт-ч емкости хранилища.

Hydro

с насосом первого залива

Какого масштаба потребовалось бы для этого объема хранилища, если бы мы делали схему с гидронасосом? Одним из непосредственных указаний по шкале является то, что мы имеем 78 ГВт установленной гидроэлектростанции в США.S., что составляет 4% от целевого 2 TW спроса. Наши традиционные гидроэнергетические мощности не могли быть увеличены даже в два раза — поскольку основные речные участки уже были сорваны.

А как насчет потенциальных насосных гидроустановок: не на текущих реках, а в горах, где мы могли бы ограждать высокую долину и наполнять ее водой?

Я говорю «горы», потому что нам нужен значительный перепад высот для перекачиваемого хранилища, чтобы иметь смысл. Мы не увидим накачанное хранилище на равнинах.Горизонтальное расстояние также должно быть минимизировано, поэтому нам нужен резкий рельеф, то есть горы.

В первом приближении мы можем представить горы как комочки. У них есть острые вершины, которые указывают вверх. Они явно не очень похожи на чаши. Возможно, перевернутые чаши. Они, однако, часто производят впадины (в некоторых местах — «выкрики»), окруженные гербами / грядами горы. Стена от отверстия до впадины позволяет нам заполнить эту бесполезную пустоту водой. Пики и сурки могут просто научиться плавать! Нам также нужен еще один равный объем воды внизу, чтобы поймать воду в цикле хранения.

Я не могу сказать, что изучил топографию наших земель, чтобы увидеть, сколько мест поддается этим масштабным инженерным чудесам. Возможно, я не замечаю широко распространенного существования естественных раковин на краях скал. Как бы то ни было, 22 ГВт накачанного хранилища, которое мы делаем , в настоящее время предположительно выбрало первичные места. Вместо того, чтобы возиться с топографическими картами, я использую простую «полую» модель, основанную на моем времени в горах, и смотрю на карты рельефа.

В любом случае, давайте не будем позволять этим деталям помешать нам заниматься математикой! Допустим, наша средняя потенциальная впадина допускает стену высотой 500 м (1650 футов) на одном конце и еще одну стену на несколько сотен метров ниже для нижнего резервуара (впадина здесь шире — может быть, даже долина к настоящему времени), поэтому тот же объем приспособлен меньшей глубиной и большей областью).

Простая модель для заполнения впадины водой до высоты, ч.

Моя модель для углубления будет иметь V-образный профиль с боковыми сторонами с уклоном 20%, а полое покрытие с уклоном 10%.Таким образом, стена плотины высотой 500 м имеет 5 км в поперечнике наверху, а озеро простирается на 5 км назад в виде треугольника. Эта геометрия дает резервуар объемом 2 кубических километра. Учитывая сужающуюся форму, накопленная потенциальная гравитационная энергия составляет 2 миллиарда кВтч. Нам просто нужно построить 170 таких вещей. Не берите в голову факт, что мы никогда не строили стену таких пропорций. Или тот факт, что крупнейшее на сегодняшний день насосное хранилище хранит 0,034 млрд. КВтч, что в 60 раз меньше.

Но давайте продолжим играть в игру: если мы действительно потребовали 2 ТВт мощности примерно от 170 насосных гидроэлектростанций, мы говорим о 12 ГВт производственной мощности каждая.Это значительно больше, чем самая большая гидроэлектростанция в США (Grand Coulee, 6,8 ГВт). Раз 170.

Возможно, я был слишком амбициозен, начав с высоты 500 м. Большее количество небольших водохранилищ позволило бы создать более разумные электростанции и, возможно, избежать превращения семи чудес света в 177 чудес света (с большим количеством избыточности).

Энергия, хранящаяся в стенах с полыми стенами, как высота резервуара до четвертой степени ! Поэтому, если мы упадем до 250 м высоты (все еще впечатляющей для меня, будучи выше плотины Гувера), нам потребуется в 16 раз больше установок (более 2500), каждая мощностью 600 МВт.Для масштаба у нас в настоящее время есть 24 гидроэлектростанции в США мощностью более 600 МВт.

плотина Гувера: высота 221 м; Мощность 2,0 ГВт; 2,5 миллиона кубометров бетона.

Я думаю, в этот момент вы можете понять, почему спор о необходимости 1 ТВТ против 2 ТВТ или 2 дня хранения против 7 дней не решит трудную проблему. Даже выполнение 1% требования, которое я изложил, было бы очень впечатляющим.

Весь этот бетон!

Эти стены плотины потребуют много бетона.Обследование строительства плотины показывает, что толщина основания составляет приблизительно 65–90% высоты плотины. Выбрав 75% и сужаясь до вершины, наша вышеупомянутая геометрия требует объем бетона на 25% больше, чем ч ³, где ч — высота плотины. Для наших 250-метровых плотин нам понадобится 19 миллионов кубометров бетона на штуку. Тогда каждая плотина содержит столько бетона, сколько существует в плотинах Три ущелья и Гранд-Кули! И это версия наших плотин « малая ».И нам нужно более 2500 из них. Я просто говорю.

При затратах на энергию 2,5 ГДж на тонну бетона и плотности 2,4 тонны на кубический метр нам потребуется 32 миллиарда киловатт-часов энергии на одну плотину и 90 триллионов киловатт-часов в целом. Это более чем в 250 раз превышает количество энергии, затраченной плотинами, и представляет три года из общих энергетических аппетитов США сегодня.

Обратите внимание, что я полностью игнорирую требования к нижнему резервуару.

Просторная комната для катания на водных лыжах

Теперь я хочу понять, как это выглядит относительно нашего ландшафта.Какую площадь займут все эти озера?

В модели высоты плотины 500 м площадь верхнего водохранилища составляет 12,5 квадратных километров. Времена 170 водохранилищ это 2125 квадратных километров. В модели 250 м у нас есть 3 квадратных километра на водохранилище, или 8500 км ² для всего комплекса. Таким образом, общая необходимая площадь масштабируется как обратный квадрат характерной высоты плотины.

Нам также нужно добавить область для нижнего резервуара. Поскольку местность, вероятно, менее наклонена ниже, давайте предположим, что площадь поверхности нижнего резервуара в два раза больше, чем у верхнего резервуара, так что теперь у нас есть около 25 000 км² в новой зоне озера (оба резервуара не заполнены сразу, но эта земля нет места, чтобы построить торговый центр).

Получаем площадь, эквивалентную 160 км на стороне. Это та же область, что и у озера Эри (и больше, чем его объем). Добавьте место на карте еще одного Великого озера. Нет тривиального дела. Я еще не спросил, где мы берем воду для этой работы. Хорошо, что нехватка воды не имеет значения на этой планете.

Стоит также сравнить с площадью фотоэлектрической системы, обеспечивающей 2 Вт средней мощности. Такая производительность потребует 10 Вт установленной мощности (с учетом дня / ночи, угла солнца, погоды).При 15% эффективности и 1 кВт / м² пиковой солнечной энергии нам необходимо около 65 000 квадратных километров панели — примерно сопоставимых масштабов. Имейте в виду, что площадь акватории составляет более 2500 гигантских 250-метровых плотин, каждая из которых выше плотины Гувера, и в 8 раз больше бетона. Для небольших, более реалистичных проектов площадь воды может легко превысить площадь солнечной панели. Преобразование земли в закачиваемое хранилище в раз оказывает гораздо большее воздействие на окружающую среду, чем преобразование в солнечную ферму, так что проблемы хранения доминируют.Ветер занимает значительно больше земли (примерно в 50 раз), чем солнечный, поэтому перекачиваемые озера-хранилища не будут конкурировать с территорией, посвященной ветровым электростанциям.

Вариации и масштабирования

Мы полагались на множество предположений в нашем исследовании потенциала насосного хранения. Легко потерять следы выбора и воздействия, которое они имеют. Важен ли наклон 20% по бокам? Как обстоят дела с высотой плотины?

В общем анализе выясняется, что количество необходимых плотин пропорционально общему накоплению энергии, требуемому, умноженному на боковой уклон впадины (в%, т.е.г.) ​​умножить уклон полого пола, деленный на высоту плотины на четвертую степень. Но что интересно, общий объем (и, следовательно, энергия), необходимый для бетона, зависит только от уклона полого пола, деленного на высоту плотины.

Результатом является то, что одна 500-метровая плотина заменяет 16 250-метровой плотины, при этом берется только половина общего количества бетона. Масштабирование поэтому предпочитает большие проекты над Dinky. Конечно, количество приемлемых участков для мегапроектов может быть слишком небольшим, в то время как в 16 раз больше не нужно искать места для прогулок в парке.

Общая площадь озера масштабируется как обратная сторона бокового склона и обратный квадрат высоты плотины. Поэтому, естественно, более широкие, более мелкие озера будут более заметны из космоса. Общий объем воды, необходимый только для обратной высоты плотин.

Конечно, любая реальная реализация будет иметь большое разнообразие высот плотины в наборе. Я отношусь к ним как к одинаковым, чтобы установить базовые числа. Строгие средние значения не работают из-за нелинейных масштабов, но это, по крайней мере, дает нам представление.Анализ, где я разрешил распределение высоты плотины, просто потратил бы впустую мое и ваше время.

Обычная хитрость — построить большую питающую трубу от нижней части верхней плотины до турбины / насоса, расположенного далеко внизу. Это будет непросто сделать везде, но дополнительное падение на 500 м повышает плотину на 250 м в 3,6 раза, а плотину на 500 м — в 2,3 раза. Это уменьшает количество таких проектов, необходимых для аналогичного фактора (все еще большое количество). Но не стоит слишком волноваться по поводу этого варианта: нам все еще нужно место для установки нижнего резервуара.Если вы отказываетесь от слишком большой высоты, у вас кончаются естественные стены и вертикальный рельеф, требующий очень большой затопленной территории для сбора воды.

Сравнение с реальными примерами

Лудингтонское насосное хранилище: 110 метров; 1,87 ГВт; 15 часов; 27 миллионов кВтч.

Хватит дурачиться. Давайте сравним эту сказочную страну с чем-то реальным. У нас в США накачано хранилище на 22 ГВт, что составляет около 1% от моей цели в 2 ТВТ. Но они, как правило, являются спринтерами, а не марафонцами (как правило, около 12 часов работы на полную мощность), поэтому фактическое хранилище отстает от того, что нам нужно, в 1500 раз.Думаешь, нам нужен только один день хранения? Еще в 200 раз больше.

Самая большая гидроаккумулирующая установка в США (с точки зрения энергии, а не мощности) находится на горе Ракун в штате Теннесси. В детстве я многим обязан своему кондиционированному комфорту. Сидя на вершине горы, водохранилище выгружается до реки Теннесси на 300 м ниже (технически водохранилище Nickajack). Установленная мощность составляет 1,532 ГВт, что предполагает расход 575 м³ / с. Верхний резервуар обеспечивает необычайно длительный 22-часовой сервис, поэтому объем полезной воды составляет 45 × 10 ⁶ м³, а запас энергии — 34 млн. КВтч.Площадь поверхности озера составляет 2,16 квадратных километров, в результате средняя глубина составляет 21 метр. (Земляная) плотина имеет высоту 70 м и длину 1800 м, из которой я рассчитываю объем плотины около 10 ⁶ м³ — примерно вдвое меньше, чем у плотины Гувера.

Гора Енот: 302 м; 1,53 ГВт; 22 часа; 34 млн. КВтч.

Что эти настоящие числа могут рассказать мне о моей упрощенной геометрии и предположениях? Основное отличие состоит в том, что геометрия Горы Енота имеет гораздо более пологие склоны: около 3–5% вверх по «впадине» и около 8% по бокам.Нам потребовалось бы 10000 Raccoon Mountains, чтобы соответствовать моей базовой энергетической мощности, хотя мы могли бы снизить мощность на единицу. Это становится 50000, если вы не можете использовать способ сброса в резервуар намного ниже. Для 10 000 копий горы енота общая площадь озера (включая площадь озера внизу) примерно в три раза превышает размер озера Эри (озеро Верхнего размера). Объем дамбы составляет примерно одну пятую от того, что мы имели раньше, и становится сопоставимым в той степени, в которой уловка с глубокими каплями не используется.Общий объем секвестрированной воды сравним для двух случаев (потому что это всего млн. Тгм , и наша базовая линия имела ч. = 250 м, в то время как Raccoon Mountain использует ч. = 300 м).

Переназначение гидроэнергетической инфраструктуры

Если в какой-то момент этого развития вы подумали: «Подождите минутку: зачем строить все эти гигантские плотины в горах, когда у нас уже есть большие озера и плотины, когда вода уже доставлена ​​к порогу ?!» тогда вы не одиноки: я удивляюсь тому же.

Первое замечание: наша установленная гидроэлектростанция в США составляет 78 ГВт; в 25 раз меньше необходимой полной мощности.

Следующее замечание заключается в том, что поток воды не всегда доступен для реализации мощности установленной мощности. Например, американские гидроэлектростанции вырабатывают около 270 млрд. КВт-ч каждый год, что составляет всего 40% от того, что было бы поставлено, если бы все плотины работали на 100% мощности круглый год. Например, годовой объем производства плотины Гувера составляет 4.2 миллиарда киловатт-часов, что составляет 23% от установленной мощности 2,08 ГВт в год. Даже могущественная Колумбия колеблется настолько, что плотина Гранд-Кули реализует только 35% своей мощности.

Эти пункты важны, потому что для достижения необходимой выходной мощности в 2 ТВт нам необходимо умножить гидроэнергетический поток на в 25 раз, или в 60 раз больше, чем средний расход. Мы могли бы предсказать некоторые проблемы эрозии здесь и там.

Давайте все равно сделаем!

Давайте не будем слабаков.Давайте просто увеличим нашу гидроэнергетическую мощность на разрабатываемых участках и спросим, ​​достаточно ли у нас запасов энергии за плотинами. Один из способов взглянуть на это — определить, сколько энергии будет вырабатываться, если все озера, отведенные за гидроэлектростанциями, упадут на один метр за 24-часовой период. Вычисление этого для каждой плотины на основе площади поверхности каждого озера дает общую мощность 170 ГВт. Нам нужно больше, чем это. Наш спрос на электроэнергию в этой стране в среднем составляет 450 ГВт, и, конечно, мы снимаем примерно в четыре раза больше, чтобы покрыть все наши потребности в энергии.

В результате этого для получения достаточного количества энергии из существующей инфраструктуры потребуется осушать каждый резервуар чуть более чем на 10 метров в день. Но по мере того, как озера стекают, площадь поверхности уменьшается, так что моя десятиметровая оценка слишком мала. Кроме того, многие плотины выйдут из строя, как только мы выйдем за пределы 10-метрового диапазона, и тот факт, что доставляемая энергия падает с ростом высоты капель воды, еще больше снижает пропускную способность. Используя объем, указанный за каждой плотиной, я обнаружил, что осушение всех водохранилищ за 7-дневный период дает мощность 500 ГВт.Конечно, плотины часто протекают вдоль реки, поэтому по пути мы снова используем воду. Это даст нам коэффициент в несколько раз и приблизит нас к нашим потребностям.

Но давайте не будем забывать, что наша схема здесь предусматривает опорожнение всех озер и рек от воды и со скоростью, намного превышающей то, что каналы привыкли нести. Это экстремальный маневр.

Сток Великих озер

Пока мы «развлекаемся», давайте посмотрим, что мы можем получить от Великих озер. Все четыре верхних озера находятся на одном и том же уровне (перепад высот 6 м от Верхнего до Эри), а между Эри и Онтарио — 99 м.Мы называем это Ниагарским водопадом, хотя только половина падения развивается через собственно водопад.

Если бы мы слили один метр с каждого верхнего озера, мы получили бы 54 миллиарда киловатт-часов энергии — примерно шестую часть от запланированной мощности. Если его выполнять в течение семи дней, поток будет 375 000 кубических метров в секунду, или в 125 раз больше нормального потока через водопад. Теперь я заплачу, чтобы увидеть это! Но сначала я бы хотел посетить каждый город на реке Святого Лаврентия в последний раз.

Если бы мы попытались поймать воду в озере Онтарио, чтобы спасти тех, кто находится ниже по течению от гнева, ее уровень поднялся бы на 12 метров (39 футов).Берегись Торонто и Рочестера!

Труба, доставляющая эту воду в турбины, должна иметь диаметр более 125 метров (или 160 труб каждые 10 м в диаметре), чтобы ограничить скорость воды через трубы / турбины до скоростей автострады ниже! Как весело.

Я безумен?

Почему я всегда так делаю: выбираю вызов и показываю, как нелепо решать проблему монолитным подходом? Может быть, Я , тот, который смешной!

Эта тенденция является отражением моего стремления понять, как мы можем столкнуться с огромными энергетическими проблемами в будущем.Первым шагом всегда является оценка потенциального решения относительно полномасштабного спроса. Если он вытирает пол с избыточной мощностью, то велико: это бесспорно легкой задачей идти к решению. Если этого не хватает, это тоже очень информативно.

Да, разнообразный портфель из полдюжины неадекватных решений может быть в состоянии добавить к адекватному решению. Но полдюжины ужасно неадекватных решений не могут осуществить тот же трюк. До сих пор мой квест продолжает вызывать ужасно неадекватный тип.Масштабы замены ископаемого топлива составляют , и это настолько устрашает , что мы очень быстро сталкиваемся с проблемами, когда приводим цифры к предлагаемым решениям.

Распространенной реакцией на публикацию «Батарея национального размера», особенно на форуме «Барабан для нефти», было то, что я был глуп, рассматривая полномасштабную свинцово-кислотную батарею, и что накопительное хранилище было таким более очевидным решением проблемы. Это было не очевидно для меня, но я еще не сделал математику. Тот факт, что только одна из «маленьких» плотин, рассматриваемых здесь, имеет столько же бетона, сколько плотины «Три ущелья» и «Гранд-Кули» вместе взятые, смущает.Я был бы впечатлен, если бы мы сделали один. Я был бы изумлен, если бы мы сделали 25. И это только дает нам 1% нашей потребности (или 7%, если вы все еще ощетинились при 7-дневной батарее).

Достаточно ясно, что насосное хранилище существует и довольно хорошо работает в определенных местах. Но демонстрация не подразумевает масштабируемость, и масштабирование существующих установок не дает принципиально иного ответа (фактически, требуя от больше установок). Огромный масштаб, который я вычисляю, означает простые факторы, равные двум или даже десяти, здесь и там не меняют общий смысл заключения.

Давайте поясним, что я не утверждаю, что крупномасштабное хранилище на нужном уровне — , невозможно . Но это намного сложнее, чем кто-либо понимает. Это не вопрос «просто» созидания, когда придет время. Мы могли бы легко оказаться плохо подготовленными и испытывать недостаток энергоресурсов, прерывистость и длительный, медленный экономический спад, потому что мы коллективно не предвидели масштаб предстоящих задач.

Благодарность: Томас Ту участвовал в исследованиях гидроэлектростанций, консолидации мощностей, высоты и коэффициентов мощности для плотин, а также площадей поверхности и объемов затопленных озер.

,

КАК спроектировать насосную систему

предыдущий

Что такое трение в насосной системе (продолжение) Еще одной причиной трения являются все фитинги (колена, тройники, у и т. Д.), Необходимые для получения жидкость от точки A до B. Каждый из них имеет особое влияние на линии тока жидкости. Например, в случае локтя, частицы жидкости, которые находятся ближе всего к плотному внутренний радиус колена отрывается от поверхности трубы, образуя небольшие вихри, которые потреблять энергию.Эта потеря энергии мала для одного локтя, но если у вас несколько локтей и другие фитинги, общее количество может стать значительным. Вообще говоря, они редко представляют более 30% от общего трения из-за общей длины трубы.

Рисунок 9

---

Энергия и напор в насосных системах

Энергия и напор — два термина, которые часто используются в насосных системах.Мы используем энергию для описания движения жидкостей в насосных системах, потому что это проще, чем любой другой метод. В насосных системах есть четыре вида энергии: давление, высота, трение и скорость.

Давление создается в нижней части резервуара, поскольку жидкость полностью заполняет емкость, а ее вес создает силу, которая распределяется по поверхности, которая является давлением. Этот тип давления называется статическим давлением. Энергия давления — это энергия, которая накапливается, когда частицы жидкости или газа перемещаются немного ближе друг к другу, и в результате они выталкивают наружу в своей среде.Хороший пример — огнетушитель, была проделана работа по доставке жидкости в емкость, а затем по наддуву. Как только контейнер закрыт, энергия давления становится доступной для последующего использования.

Энергия возвышения — это энергия, которая доступна жидкости, когда она находится на определенной высоте. Если вы позволите ему разрядиться, он может привести в движение что-то полезное, например, турбину, производящую электричество.

Энергия трения — это энергия, которая теряется в окружающей среде из-за движения жидкости через трубы и фитинги в системе.

Энергия скорости — это энергия движущихся объектов. Когда бейсбол брошен кувшином
он дает ему энергию скорости, также называемую кинетической энергией. Когда вода выходит из садового шланга, она обладает энергией скорости.

Рисунок 9a

На рисунке выше мы видим резервуар с водой, трубу с водой и велосипедиста на вершине холма. Резервуар создает давление на дне, как и труба.У велосипедиста есть энергия возвышения, которую он будет использовать, как только начнет двигаться.

Когда мы открываем клапан на дне резервуара, жидкость покидает резервуар с определенной скоростью, в этом случае энергия давления преобразуется в энергию скорости. То же самое происходит с трубкой. В случае велосипедиста энергия возвышения постепенно преобразуется в энергию скорости.

Три формы энергии: высота, давление и скорость взаимодействуют друг с другом в жидкостях.Для твердых объектов нет энергии давления, потому что они не распространяются наружу, как жидкости, заполняющие все доступное пространство, и, следовательно, они не подвержены изменениям давления такого же типа.

Энергия, которую должен подать насос, — это энергия трения плюс энергия возвышения.

ЭНЕРГИЯ НАСОСА = ЭНЕРГИЯ ТРЕНИЯ + ЭНЕРГИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Рисунок 9b

Вы, наверное, думаете, где находится энергия скорости во всем этом.Хорошо, если жидкость приходит
из системы с высокой скоростью, то мы должны были бы рассмотреть это, но это не типично
ситуации, и мы можем пренебречь этим для систем, обсуждаемых в этой статье.

Последнее слово в этой теме, это на самом деле разница скоростей энергии, которую мы должны рассмотреть.
На рисунке 9с скорости в точке 1 и точке 2 являются результатом положения
частицы жидкости в точках 1 и 2 и действие насоса.Разница между этими
две скорости энергии — это дефицит энергии, который должен обеспечивать насос, но, как вы можете видеть,
скорости этих двух точек будут довольно малы.

А как насчет головы? Голова на самом деле способ упростить использование энергии. Чтобы использовать энергию, нам нужно знать вес смещенного объекта.

Энергия высоты E.E. — это вес объекта W, умноженный на расстояние d:

EE = W x d

Энергия трения FE — это сила трения F, умноженная на расстояние, на которое вытесняется жидкость, или на длину трубы l:

FE = F x l

Голова определяется как энергия, деленная на вес или количество энергии, используемой для перемещения объекта, деленное на его вес.Для энергии возвышения напор EH:

EH = W x d / W = d

Для энергии трения фрикционная головка FH — это энергия трения, деленная на вес вытесненной жидкости:

FH = FE / W = F x l / W (см. Рисунок 9b)

Сила трения F выражена в фунтах, а W — весе в фунтах, поэтому единица фрикционной головки — футы. Это представляет количество энергии, которое насос должен предоставить, чтобы преодолеть трение.

Я знаю, что вы думаете, что это не имеет смысла, как ноги могут представлять энергию?

Если я прикреплю трубку к стороне нагнетания насоса, жидкость поднимется в трубке до высоты, которая точно уравновешивает давление на выходе из насоса. Часть высоты жидкости в трубе обусловлена ​​требуемой высотой подъема (подъемная головка), а другая — фрикционной головкой, и, как вы можете видеть, оба выражены в футах, и именно так вы можете их измерить.

Рисунок 9c

Статическая головка

Вэбстерское словарное определение головы гласит: «масса воды, запасенная на высоте».

Выражается в футах в имперской системе и в метрах в метрической системе.
Из-за своего роста и веса жидкость создает давление в нижней точке. Выше
резервуар, тем выше давление.

Величина давления на дне резервуара не зависит от его формы, для того же уровня жидкости давление на дне будет таким же.Это важно, поскольку в сложных системах трубопроводов всегда будет возможно узнать давление на дне, если мы знаем высоту. Чтобы узнать, как рассчитать давление от высоты, перейдите к концу этой статьи.

Когда насос используется для вытеснения жидкости на более высокий уровень, он обычно располагается в нижней точке или рядом с ней. Напор резервуара, который называется статическим напором, будет создавать давление на насос, которое необходимо будет преодолеть после запуска насоса.

Для того, чтобы различать энергию давления, создаваемую выпускным бак и всасывающий резервуар, головка на стороне нагнетания называется разряд статической головой и на стороне всасывания всасывания статического напор.

Обычно жидкость вытесняется из всасывающего резервуара в сливной резервуар. Жидкость всасывающего резервуара обеспечивает энергию давления всасывания насоса, которая помогает насосу. Мы хотим знать, сколько энергии давления должен подавать сам насос, поэтому мы вычитаем энергию давления, обеспечиваемую всасывающей головкой.В этом случае статический напор представляет собой разницу в высоте поверхности жидкости выпускного бака за вычетом поверхности жидкости всасывающего бака. Статический напор иногда называют полным статическим напором, чтобы указать, что энергия давления, доступная с обеих сторон насоса, была учтена.

Так как есть разница в высоте между всасывающим и нагнетательным фланцами или соединениями
по соглашению было решено, что статический напор будет измеряться относительно
высота всасывания фланца.

Если конец выпускной трубы открыт для атмосферы, то статический напор измеряется относительно конца трубы.

Иногда конец выпускной трубы погружен, тогда статическая головка будет разницей по высоте между поверхностью жидкости в сливном баке и поверхностью жидкости во всасывающем резервуаре. Поскольку жидкость в системе представляет собой сплошную среду, и все частицы жидкости связаны под давлением, частицы жидкости, которые находятся на поверхности сливного бака, будут способствовать повышению давления на выходе насоса.Поэтому высота поверхности нагнетания — это высота, которая должна учитываться для статического напора. Избегайте ошибки использования конца выпускной трубы в качестве возвышения для расчета статического напора, если конец трубы погружен в воду.

Примечание: если конец выпускного трубопровода погружен в воду, а затем обратный клапан на сброс насоса требуется, чтобы избежать обратного потока, когда насос остановлен.

Статическая головка может быть изменена путем поднятия поверхности сливного резервуара (при условии, что конец трубы погружен) или всасывающего резервуара или обоих.Все эти изменения будут влиять на скорость потока.

Чтобы правильно определить статический напор, следящий за частицами жидкости от начала до конца, начало почти всегда происходит на поверхности жидкости всасывающего резервуара, это называется возвышением на входе. Конец наступит в том случае, если вы столкнетесь с окружающей средой с фиксированным давлением, такой как открытая атмосфера, эта точка является концом подъема или выходом. Разница между двумя высотами — это статический напор.Статическая головка может быть отрицательной, поскольку высота на выходе может быть ниже, чем высота на входе.

Расход зависит от перепадов высот или статического напора

Для идентичных систем скорость потока зависит от статического напора. Если высота конца трубы высокая, скорость потока будет низкой (см. Рисунок 10). Сравните это с велосипедистом на холме с небольшим уклоном вверх, его скорость будет умеренной и будет соответствовать количеству энергии, которое он может подать, чтобы преодолеть трение колес на дороге и изменение высоты.

Рисунок 10

Смотрите это видео о влиянии статической головки и трения .

---

Если поверхность жидкости всасывающего резервуара находится на той же высоте, что и выпускной конец трубы, то статический напор будет равен нулю, а скорость потока будет ограничена трением в системе. Это эквивалентно велосипедисту на ровной дороге, его скорость зависит от величины трения между колесами и дорогой и сопротивления воздуха (см. Рисунок 11).

Рисунок 11

---

На рисунке 12 конец выпускной трубы поднимается вертикально до тех пор, пока поток не прекратится, насос не сможет поднять жидкость выше этой точки, а давление нагнетания будет максимальным. Точно так же велосипедист прикладывает максимальное усилие к педалям, не попадая никуда.

Рисунок 12

---

Если конец выпускной трубы ниже поверхности жидкости всасывающего резервуара, то статический напор будет отрицательным, а скорость потока высокой (см. Рис. 13).Если отрицательный статический напор большой, то возможно, что насос не требуется, поскольку энергии, обеспечиваемой этой разницей по высоте, может быть достаточно для перемещения жидкости через систему без использования насоса, как в случае сифона ( см. глоссарий насосной системы). По аналогии, когда велосипедист спускается с холма, он теряет накопленную энергию возвышения, которая постепенно преобразуется в энергию скорости. Чем ниже он находится на склоне, тем быстрее он идет.

Рисунок 13

Насосы

чаще всего оцениваются по напору и расходу.На рисунке 12 конец выпускной трубы поднят на высоту, на которой поток останавливается, это головка насоса при нулевом расходе. Мы измеряем эту разницу в высоте в футах (см. Рисунок 13а). Напор изменяется в зависимости от расхода, но в этом случае, поскольку нет потока и, следовательно, нет трения, напор насоса — это МАКСИМАЛЬНАЯ ВЫСОТА, НА КОТОРУЮ ЖИДКОСТЬ МОЖЕТ БЫТЬ ПОДВИЖЕНА В ОТНОШЕНИИ ПОВЕРХНОСТИ ПИТАНИЯ. Поскольку потока нет, напор (также называемый общим напором), который создает насос, равен статическому напору.

Рисунок 13a

В этой ситуации насос подает максимальное давление. Если конец трубы будет опущен, как показано на рисунке 10, поток насоса увеличится, а напор (также известный как общий напор) уменьшится до значения, соответствующего потоку. Зачем? Начнем с точки нулевого потока, когда конец трубы находится на максимальном уровне, конец трубы опущен, и поток начинается. Если есть поток, то должно быть трение, энергия трения вычитается (потому что она потеряна) из максимального общего напора, и общее напор уменьшается.В то же время статический напор уменьшается, что еще больше снижает общее напор.

При покупке насоса вы не указываете максимальный общий напор, который может доставить насос, поскольку это происходит при нулевом расходе. Вместо этого вы указываете общий напор, который происходит при требуемой скорости потока. Эта головка будет зависеть от максимальной высоты, которую вам нужно достичь относительно поверхности жидкости всасывающего бака и потери на трение в вашей системе.

Например, если ваш насос поставляет ванну на 2-м этаже, вам потребуется достаточно напора, чтобы достичь этого уровня, который будет вашей статической головкой, плюс дополнительная сумма, чтобы преодолеть потери на трение через трубы и фитинги.Предполагая, что вы хотите заполнить ванну как можно быстрее, краны на ванне будут полностью открыты и обеспечат очень небольшое сопротивление или потерю трения. Если вы хотите поставить душевую насадку для этой ванны, тогда вам понадобится насос с большим напором для той же скорости потока, потому что насадка для душа выше и обеспечивает большее сопротивление, чем краны для ванны.

К счастью, существует множество размеров и моделей центробежных насосов, и вы не можете ожидать купить насос, который точно соответствует напору, который вам необходим при желаемом расходе.Вероятно, вам придется купить насос, который обеспечивает немного больше напора и расхода, чем вам требуется, и вы будете регулировать расход с помощью соответствующих клапанов.

Примечание: вы можете увеличить напор насоса, увеличив его скорость, диаметр рабочего колеса или оба этих параметра. На практике владельцы домов не могут вносить эти изменения, и для получения более высокого общего напора необходимо приобрести новый насос.

Расход зависит от трения

Для идентичных систем скорость потока зависит от размера и диаметра выпускной трубы.Система с выпускной трубой, которая имеет большие размеры, будет иметь высокую скорость потока. Это то, что происходит, когда вы ставите большую трубу на опорожняемый резервуар, он очень быстро сливается.

Рисунок 14

---

Чем меньше труба, тем меньше расход. Как насос подстраивается под диаметр трубы, ведь он не знает, какой размер трубы будет установлен? Насос, который вы устанавливаете, предназначен для создания определенного среднего расхода для систем, у которых размеры труб соответственно.Размер рабочего колеса и его скорость предрасполагают насос к подаче жидкости с определенной скоростью потока. Если вы попытаетесь протолкнуть тот же поток через небольшую трубу, давление на выходе увеличится, и поток уменьшится. Точно так же, если вы попытаетесь опорожнить резервуар с маленькой трубкой, потребуется много времени для слива (см. Рисунок 15).

Позже в этом уроке будет представлена ​​диаграмма с указанием размера труб для различных скоростей потока. Или вы можете сразу перейти к нему и вернуться позже.

Рисунок 15

---

Если труба короткая, трение будет низким, а скорость потока высокой (см. Рисунок 16).

Рисунок 16

, и когда выпускная труба длинная, трение будет высоким, а расход — низким (см. Рисунок 17).

Рисунок 17

---

Как центробежный насос создает давление

Частицы жидкости попадают в насос через всасывающий фланец или соединение.Затем они поворачиваются на 90 градусов
в рабочее колесо и заполните объем между каждой лопастью рабочего колеса.

Рисунок 19

Более детальный взгляд на более реалистичное поперечное сечение насоса с закрытым рабочим колесом можно увидеть на рисунке 19a

Рисунок 19a

Центробежный насос — это устройство, основной целью которого является повышение давления путем ускорения.
Частицы жидкости с высокой скоростью обеспечивают их энергией скорости.Что такое энергия скорости?
Это способ выразить, как скорость объектов может влиять на другие объекты, например, на вас.
Вы когда-нибудь сражались на футбольном матче? Скорость, с которой приходит другой игрок
Вы определяете, насколько сильно вас ударили. Масса игрока также является важным фактором.
Сочетание массы и скорости создает скорость (кинетическую) энергию. Другим примером является ловкий
шаг бейсбола, ой, может быть много скорости в маленьком быстро движущемся бейсболе.Жидкость
частицы, которые движутся с высокой скоростью, имеют энергию скорости, просто положите руку на открытый конец
садового шланга.

Частицы жидкости в насосе выталкиваются с кончиков лопастей рабочего колеса с высокой скоростью, затем они замедляются по мере приближения к выпускному соединению, теряя часть своей энергии скорости. Это уменьшение энергии скорости увеличивает энергию давления. В отличие от трения, которое тратит энергию, уменьшение энергии скорости служит для увеличения энергии давления, это является основным принципом сохранения энергии в действии.То же самое происходит с велосипедистом, который начинается на вершине холма, его скорость постепенно увеличивается, когда он теряет высоту. Энергия возвышения велосипедиста была преобразована в энергию скорости, в случае насоса энергия скорости преобразована в энергию давления.

Попробуйте этот эксперимент, найдите пластиковую чашку или другой контейнер, в который можно ткнуть маленькое отверстие в дне. Наполните его водой и прикрепите к нему веревку, и теперь вы уже догадались, начните ее крутить.

Рисунок 20

---

Чем быстрее вы вращаете, тем больше воды выходит из маленького отверстия, вода под давлением внутри чашки, используя центробежную силу, аналогично центробежному насосу.В случае насоса вращательное движение рабочего колеса с высокой скоростью проецирует частицы жидкости в объем между стенкой корпуса и концами рабочего колеса. Перед тем как покинуть насос, частицы жидкости замедляются до скорости на входе в выпускную трубу (см. Рисунки 18 и 19), которая будет иметь одинаковую скорость во всей системе, если диаметр трубы не изменится.

Как изменяется расход при изменении высоты конца выпускной трубы или при увеличении или уменьшении трения в трубе? Эти изменения приводят к увеличению давления на выходе насоса при уменьшении расхода, звучит задом наперед, не так ли?Ну, это не так, и вы поймете, почему. Как насос приспосабливается к этому изменению давления? Или, другими словами, если давление изменяется из-за внешних факторов, как насос реагирует на это изменение.

Давление создается скоростью вращения лопастей рабочего колеса. Скорость постоянна. Насос будет создавать определенное давление нагнетания, соответствующее конкретным условиям системы (например, вязкость жидкости, размер трубы, перепад высот и т. Д.).). Если изменение в системе вызывает уменьшение потока (например, закрытие выпускного клапана), будет повышаться давление на выходе насоса , потому что нет соответствующего снижения скорости рабочего колеса. Насос производит избыточную энергию скорости, потому что он работает с постоянной скоростью, избыточная энергия скорости преобразуется в энергию давления, и давление повышается.

Все центробежные насосы имеют характеристику или характеристическую кривую, которая выглядит аналогично кривой, показанной на рисунке 21 (при условии, что уровень во всасывающем баке остается постоянным), это показывает, как давление нагнетания изменяется в зависимости от расхода через насос.

Рисунок 21

---

Таким образом, при 200 галлонах в минуту этот насос создает давление нагнетания 20 фунтов на квадратный дюйм, а при снижении потока давление достигает максимума в 40 фунтов на квадратный дюйм.

Примечание: это относится к центробежным насосам, у многих домовладельцев есть поршневые насосы, часто поршневые. Эти насосы производят постоянный поток независимо от того, какие изменения внесены в систему.

увидеть влияние статического напора на скорость потока в действии в этом видео

продолжить

Copyright 2019, PumpFundamentals.ком

,