III Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

ВОДА – НА ВЕС ЗОЛОТА
Вихарев И.С.
Автор работы награжден дипломом победителя второй степени
Диплом школьника      Диплом руководителя
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


9

Научно-исследовательская работа

«Вода - на вес золота»

Выполнил:

Вихарев Иван Сергеевич

учащийся 9 А класса

МОУ СОШ № 6 г. Комсомольска-на-Амуре

Руководитель:

Вихарева Елена Владимировна

учитель физики МОУ СОШ № 6

г. Комсомольска-на-Амуре

Содержание

  1. Введение…………………………………………………………………….…..2

  2. Основная часть…………………………………………………….……………2

  3. Заключение. …………………………………………………………….………4

  4. Список использованных источников……………………………..…………...5

  5. Приложение……………………………………………………….………….…6

Введение

Поселок, где живет моя бабушка, расположенный на территории Хабаровского края. Одной из основных проблем обслуживающей организации по коммунальным услугам является оплата коммунальных услуг населением. Коммунальные услуги включают: оплата за ГВС, холодную воду, отопление, канализация. Стоимость отопления на 1 м2 - 91,99 рублей, ГВС составляет на 1 чел. 149,74 рублей.

Возраст поселка 45 лет, капитальный ремонт жилого фонда не проводился за это время. Поэтому при доставке горячей воды до потребителя возникают проблемы: идут потери горячего водоснабжения по разным причинам.

Причинами потери горячего водоснабжения являются:

  • порыв теплотрасс;

  • неисправные задвижки (вентиля) (Рисунок 2);

  • коррозия труб;

  • порыв труб (у потребителя)

В работе представлены расчеты потери горячей воды, получаемые от неисправных задвижек в подвалах жилых домов моего поселка.

Основная часть

Что делать, если течет вода в подвале? Несомненно, этот вопрос встает перед большинством домовладельцев с подачей горячей воды, а также с приходом весны и началом таяния снега. Кто-то подходит к решению проблемы радикально и перестает использовать подвал. Но при этом приходится платить за утечку горячей воды.

Сделаем простые замеры и расчеты:

Стоимость 1м3 воды = 149, 74 р. (1 тонны)

Возьмем мерный стакан, подставим под исследуемую задвижку (Приложение 1) горячей воды, которая расположена в подвале жилого дома. За время t=5 мин. объем «накапавшей» воды в сосуд V=50 cм3. Вода капала одновременно в 3 мерных стакана. Следовательно, потери за 5 минут составили - V=150 см3., что соответствует m= 150 г.

За 1 ч m= 150*12 = 1800г = 1,8 кг – масса потерянной воды за 1 час.(60м:5м=12)

За 24 часа = 1,8*24 = 43,2 кг – масса воды утекает за сутки.

Отопительный сезон длится с 10 октября по 30 апреля, что составляет 203 дня.

Рассчитаем потери за это время m0=m*203= 43,2*203 = 8769,6 кг ≈ 8,8 т.

Расчет затраченных денежных средств, «потерянной воды» за отопительный сезон с одной неисправной задвижкой 149,74 р.* m0= 149,74 *8,8 = 1317,7 р.

В поселке 14 каменных домой и 10 деревянных. Все двухподъездные. Обследовав подвальные помещения, было обнаружено, что подкапывает каждая задвижка. Значит, финансовые потери составят: 24*1317,7 = 31624,8 р. Эти финансовые потери ложатся на плечи потребителей.

Стоимость одной задвижки 1600 рублей. На эти финансовые потери (средства) можно заменить 31624,8:1600=19,7≈20 задвижек, что оправдается в следующем отопительном сезоне. Если не делать своевременно ремонтные работы по замене задвижек, то потери воды значительно увеличатся, которые приведут к затоплению подвалов, отсюда начнется разрушение фундамента; возникновение особо опасных инфекций (приложение 2), переносчиками которых являются кровососущие комары. При перепадах температур происходит разбухание грунта, что приводит к появлению сырости, влаги и плесени в подвальных помещениях; фундамент имеет обыкновение видоизменяться, оседает под воздействием грунта, что приводит к появлению разрывов и трещин в стенах здания. Кроме того, появление дефектов в водостоках, по которым стекают поверхностные воды.

Рассчитаем количество теплота выделившееся при остывании воды, капающей из неисправной задвижки.

T(воды) = 30˚С – начальная температура воды, капающая в сосуд.

Т(возд.) = 7˚С – температура воздуха в подвальном помещении, до которого остывает горячая вода.

Δ Т=23˚С – разность температур, на которую остывает вода.

N(дней) = 203 – отопительный сезон.

Q = cm Δ Т, где с = 4200Дж/кг0С –удельная теплоемкость воды, m = 8,8 т – воды, Δ Т =23˚С

Q = 4200*8800*23 = 850080000 Дж=850 МДж – количество теплоты, выделившееся за 24 часа. За отопительный сезон Qоб=850*203=172550 МДж за отопительный сезон выделится из неисправной задвижки. Q24=172550*24= 4141200 МДж – потери тепла из 24 неисправных задвижек, идущие на коррозию материалов.

V (дров/сутки) = 70 м3; m=ρV=400 кг/м3*70=28000 кг – масса дров в среднем, используемых в сутки на котельной для горячего водоснабжения в сутки.

Рассчитаем, количество теплоты, выделяемое при сгорании 28000 т сухих дров на котельной. Сухие дрова q=8,4 – 11 МДж/кг. Возьмем в среднем q=10 МДж/кг.

Q = qm= 10*106*28000*203=5684*1010 Дж=56840000 МДж количество теплоты выделившееся за отопительный сезон на котельной для нагрева холодной воды в горячую.

Найдем разницу Q и Q24. Q - Q24=56840000 – 4141200 = 52698800 МДж количество теплоты, затраченное без потерь.

Рассчитаем массу дров, идущих на потери, через 24 неисправных задвижки:

m= Q24:q = 4141200 МДж : 10 МДж = 414120 кг = 414,12 т .

V= m: ρ= 414120 : 400 = 1035,3 м3 – объем потерянных дров. Стоимость 1м3(дров) 1250 р.

1035,3*1250 = 12423600 р. составляют затраты на «потери дров», которые ложатся на потребителей.

Заключение

Проведя исследования в рамках данной темы, было обнаружено следующее:

  • Денежные потери – 31624,8 р. (ложатся на плечи потребителей)

  • Масса потерей воды - 8,8 т

  • «Потерянное» количество теплоты Q=4141200 МДж

  • Разрушение фундамента; возникновение особо опасных инфекций; появление сырости, влаги, плесени и д.т.

Рекомендации:

На основании выше изложенного, предлагаем руководству обслуживающей организации внести корректировку в обслуживании теплоцентралей поселка.

Список использованных источников:

  1. http://dehidrol.ru/schemes/nachinayushim/podval-garazh-pogreb-pol/mery-protiv-zatoplenija-podvala-garazha.html

  2. http://ru.wikipedia.org/wiki/%DD%ED%F6%E5%F4%E0%EB%E8%F2

  3. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D4%E8%EB%FF%F0%E8%E0%F2%EE%E7%FB

  4. http://slovari.yandex.ru/малярия/БСЭ/Малярия/

  5. http://stringerpress.ru/archives/25934

  6. http://www.bikoc.ru/cpg15x/displayimage.php?pid=473

  7. http://www.elitstroy.su/stati

  8. http://www.prommvt.by/drova/

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Рисунок 1. Исследуемая задвижка

Рисунок 2. Неисправная задвижка

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

СЛОВАРЬ: филяриозы, японского энцефалита, арбовирусные инфекции, малярии

Филяриозы. Заболевание может привести к резкому снижению и даже утрате зрения.

У больных филяриозами в той или иной степени выражен аллергический синдром, для лимфатических филяриозов (вухерериоз и бругиоз) характерны лимфоаденопатия, лимфангит и лимфостаз, при онхоцеркозе наряду с этими симп­томами отмечаются серьезные поражения глаз.

Диагноз ставят на основании клинической картины, данных эпидемиологического анамнеза (пребывание в эндемичных районах) и обнаружения микрофилярии в мазке и толстой капле крови, окрашенных по Романовскому — Гимзе, биоптатах кожи, в глазу (при лоаозе, онхоцеркозе). Применяют также иммунологические методы исследования (реакция пассивной гемагглютинации, реакция связывания комплемента, иммуноферментный анализ и др.)

Рисунок 3. Больной филяриозом

Японский (комариный) энцефалит — острое инфекционное заболевание с трансмиссивным путем передачи инфекции. Вызывается нейротропным вирусом, переносчиками которого являются комары (Culex pipiens, Culex trithaeniorhynchus, Aedes togoi, Aedes japonicus). Характеризуется преимущественным поражением вещества головного мозга и мозговых оболочек

Рисунок 4. Больной японским энцефалитом

Арбовирусы (от англ. arthropod-borne viruses) — группа вирусов, переносчиками которых являются членистоногие. Арбовирусы имеют одноцепочечную геномную РНК, двуцепочечную РНК (реовирусы) или двуцепочечную ДНК (в случае Asfarvirus) и могут передаваться от животных человеку через насекомых и вызывать развитие таких заболеваний, как энцефалит, лихорадка Денге, лихорадка паппатачи и жёлтая лихорадка.

Рисунок 5. Клещ, переносчик арбовирусных инфекций

Малярия, известная также под названиями «болотная лихорадка», «перемежающаяся лихорадка», «пароксизмальная малярия», острое инфекционное заболевание, вызываемое несколькими видами простейших рода Plasmodium и передаваемое при укусе комара рода Anopheles.

Рисунок 6. Комар, переносчик малярии

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Рисунок 7. Плесень в подвале

Рисунок 8. Сырость в подвале на стенах