КАК РАССЧИТАТЬ МОЩНОСТЬ ВЫТЯЖКИ ДЛЯ КУХНИ

Расчет мощности вытяжки для кухни — через формулу. Итог обусловлен работой вытяжного люка и другим резоном. Больше — рассказываем ниже.

Познавательная статья: Гайд в 6 разделах о плоских вытяжках для кухни – обзор, особенности выбора и установка в 3 этапа

Что такое мощность вытяжки

Это электроэнергия, которая используется прибором за 1 час деятельности (кВт). Часто понятие мощности сопоставляют с производительностью. Но это не одно и то же. Последний термин обозначает объем грязного воздуха, который устройство выводит из помещения за час работы. Исчисляется в куб. метрах. 

Высокая производительность вытяжки должна гарантировать быстрое выведение неприятных запахов. Но это правило не всегда применимо. 

Для лучшей результативности не обязательно прибегать к помощи мощной модели. Нужно ориентироваться на производительность и габариты установки. 

Зачастую с размерами все просто — соответствие вытяжного люка размерам плиты. Но вот результат производительности придется высчитать самостоятельно.

Читайте: Обзор и рейтинг топ-5 пристенных кухонных вытяжек по выбору пользователей, советы по установке

Какую мощность имеют современные вытяжки

Параметр может варьироваться от 25 до 600 Вт. Производительность стартует от 200–300 куб. м в час. Это недорогие модели для малых кухонь. Они рассчитаны на приготовление пищи для 1–2 человек. 

Для частой готовки и большой семьи подойдут варианты с выработкой около 600 куб. метров в час и более. Такие модели стоят дороже, но результативность у них намного выше.

Данные, необходимые для расчета мощности

Продуктивность  вытяжки  зависит от следующих показателей:

• масштаб и высота комнаты;
• коэффициент «12» (далее коэф.).

Санитарные нормы

Коэф. — часовой цикл замены воздуха в помещении (принят согласно нормативам СНиП).

Формула

Производительность вытяжки для кухни — общепринятое выражение для расчета (куб. м/ч): 

Q=S х H х 12,

где 

• S — площадь;
• H — высота;
• «12» — 12-разовая смена воздуха за час.

Результат условный. Данное выражение ориентировано на то, что вытяжной люк будет работать на max скорости. Результат: повышенный уровень шума, а также изнашивание внутренних механизмов. 

Поэтому при расчете нужно учитывать дополнительный запас производительности. Показатель обусловлен типом варочной поверхности, режимом работы вентиляционного отверстия и наличием ограждений (двери, окна).

Способы подсчета мощности 

Как рассчитать мощность вытяжки, например для Kaiser A 6315 RotEm Eco? Можно прибегнуть к помощи таблицы с уже указанными в ней данными высоты и площади помещения. Также в Интернете представлены онлайн-калькуляторы, в которые достаточно указать параметры своей кухни.

По таблице

С помощью готовых данных из таблицы можно с легкостью понять, как рассчитать мощность вытяжки для кухни. 

С учетом конкретных условий использования

Предусмотрены два варианта.

По типу плиты

От модели зависит количество грязных веществ, которые во время готовки оказываются в воздухе. В формуле коэф. будет уже не 12. 

Например, для электроплиты Electrolux CPE644RBC характерно отсутствие попадания в воздух веществ, образующихся в процессе горения. В итоге коэф. нужно увеличить до 15-ти, подставив в формулу: Q=S х H х 15. 

Увеличить коэф. для плиты на газу придется до 20-ти, ведь кроме испарений вентиляционный люк будет вытягивать и продукты горения.

На заметку: Нужна ли вытяжка на кухне с электроплитой — детальный ответ в 5 пунктах

По режиму работы вытяжки

• Вентиляционный — грязные запахи выходят наружу через подключение установки к вентиляционной шахте дома. Мощные модели вытяжек не смогут функционировать на max, если вытяжной канал будет не прочищен. В таких случаях можно пробить отдельное отверстие в стене для вентиляции. Запас производительности должен быть больше стандартного. Рекомендуется умножать результат на два. Вот как рассчитать мощность кухонной вытяжки в случае с электроплитой: Q= (S х h х 15) х 2. 
• Рециркуляционный — для очистки используются 2 фильтра:

1. 1-ый всасывает грязные частицы;  
2. 2-ой (угольный фильтр). Воздух, проходя через него, избавляется от разных запахов и возвращается в кухню уже чистым.

Показатель производительности в таком случае должен быть увеличен до 30–40%, из-за дополнительного противодействия во время воздушного прокачивания.

Интересная статья: Какая вытяжка лучше, наклонная или купольная – обзор и сравнение 2 видов приборов

Дополнительные факторы, влияющие на мощность вытяжки

Кухонная планировка

Для больших объемов — высокий показатель производительности. Примите во внимание и присутствие дверей. Если их нет — к расчету добавляете и объем соседней комнаты. 

При объединении кухни с другими помещениями, аналогично нужно учитывать и эту площадь — из-за моментального проникновения запахов, которые нужно будет убирать агрегатом.

Уровень звукового давления

Оценить уровень шума, приобретая вытяжку в магазине можно с помощью прилагаемой к ней инструкции. Принцип таков: больше мощность — больше шума. 

Сориентируйтесь сразу по данным работы установки в обычном режиме и при нагрузке max. Практически бесшумные агрегаты работают в обычном режиме (от 30 до 40 дБ). 55 дБ — звуковая черта, которая неприемлема для установки, при деятельности в режиме max.

Звуковое давление выше — доцельно покупать прибор только для больших кухонных планировок.

Какой мощности должна быть вытяжка на кухне? Когда нет высокого звукового давления и ощущения дискомфорта, готовя около функционирующего агрегата — это то что нужно.

Читайте: 5 рекомендаций, как выбрать бесшумную вытяжку – обзор, сравнение и отзывы

Как рассчитать мощность и производительность вытяжки для кухни

При выборе вентиляционного устройства, люди часто обращают внимание только на дизайн агрегата или бренд. Но забывают о самом главном параметре – это мощность вытяжки для кухни (производительность). Без правильного подбора этого параметра даже самый красивый агрегат известной фирмы не сможет справиться со своей задачей — эффективно очищать воздух в помещении.

От показателя производительности зависит, какой объем загрязненного воздуха устройство сможет пропустить через себя за определенное время, измеряется он в м³/ч.

Рекомендуемая мощность

Чем мощность агрегата выше, тем быстрее будет очищаться воздух на кухне. Производительность можно быстро рассчитать по таблице, приведенной ниже.

По минимуму, промышленные устройства для вентиляции кухонных помещений имеют производительность в пределах от 200 до 300 кубических метров в час. Стоимость таких моделей невысокая, и со своей задачей они справляются с трудом. Устанавливать маломощные аппараты можно лишь в маленьких помещениях при условии, что вы готовите не очень часто. При частой готовке рекомендуется использовать стандартную установку (мощность — около 600 куб. в час), или с усиленным объемом прокачки – около 1000 м³/ч. Соответственно, цена таких устройств выше.

Расчет мощности

Чтобы высчитать производительность вытяжки, сначала необходимо понять, какие функции должен выполнять прибор. Согласно инструкции, это устройство должно очищать или убирать загрязненный воздух на кухне.

По санитарным нормативам, в течение одного часа должно пройти 12 циклов замены воздуха. То есть, он должен поменяться в помещении 12 раз за 1 час. Теперь вы знаете, откуда берется коэффициент “12” в формулах по расчету производительности.

Сама формула выглядит так: Q=S*H*12, где:

• Q – это мощность агрегата, которая измеряется в м3/ч;
• S – площадь помещения, для которого нужна вентиляция;
• H – высота комнаты;
• 12 – коэффициент, означающий циклы замены воздуха в помещении.

Например:

• площадь комнаты — 12 м²;
• высота – 2,7 м;

Подставляем значения в формулу: Q=12*2,7*12=388,8 м3. Исходя из этого расчета, аппарат будет производить такой объем, лишь используя максимальную производительность. Такой режим он долго не выдержит и может выйти из строя.

Для снижения нагрузки рекомендуется к рассчитанному значению прибавлять еще около 15%.

Таким образом создается небольшой запас мощности для кухонной вытяжки, облегчающий работу прибора. А для вас создается возможность включать максимальный режим только во время большой задымленности помещения, например, в преддверии праздников, когда готовится большое количество блюд.

Следует учесть, что все эти расчеты по объему воздухообмена, имеют усредненные показатели, так как при этом не учитываются разные нюансы:

• тип варочной поверхности;
• тип вытяжки;
• планировка помещения.

Тип варочной поверхности

От типа плиты зависит, какое количество загрязняющих веществ может попасть при приготовлении пищи в воздух. И обновление его, соответственно, должно происходить чаще или реже. Коэффициент обновления тоже должен быть изменен. Расчет мощности для кухни при использовании электрической плиты отличается от стандартного, так как никаких продуктов горения в воздух не попадает, кроме испарений от приготовляемой еды. Коэффициент для таких плит может быть повышен с 12 до 15, и формула будет выглядеть так: Q=S*H*15.

Вытяжка над электрической плитой

Когда вы собираетесь использовать газовую варочную поверхность, то коэффициент должен быть повышен до 20. Это делается для того, что помимо испарений от приготавливаемой пищи, в атмосферу поступает большое количество вредных продуктов горения газа. В таком случае формула записывается как: Q=S*H*20.

Вытяжка над газовой плитой

Читайте также: рассчет расстояния от плиты до вытяжки.

Тип вытяжки

Агрегаты различаются по режиму работы, а именно, куда отводится пропускаемый воздух. Существует 2 вида устройств:

• вентиляционный;
• рециркуляционный.

Вентиляционный (проточный) тип устройства подразумевает подключение его к каналу вентиляции в доме, для вывода отработанных газов наружу. Но перед тем как рассчитать мощность, должна учитываться пропускная способность канала. Если дом старый и вентиляционная шахта забита, то хоть вы и купите мощную вытяжку (согласно расчетам), она не сможет отводить воздух в полную силу. А соседям по стояку отработанные газы из вашей кухни будут задуваться в комнату. В таких случаях можно сделать отдельный выход для вентиляции вовне, сделав отверстие в стене.

Рециркуляционный тип устройств содержит в конструкции систему фильтров и не требует подсоединения к вентиляционной шахте. В большинстве случаев очистка происходит в 2 этапа. Сначала первым фильтром поглощаются крупные частицы: пар, жир и гарь. Далее воздух проходит через угольный фильтр, который убирает все запахи, и поступает обратно в комнату.

Фильтры могут создавать некоторое сопротивление при прокачке, что также требуется учитывать при расчете производительности вытяжки. Рекомендуемое повышение этого значения для таких приборов составляет приблизительно 30 – 40%.

Планировка помещения

При расчете производительности вентиляции следует учитывать планировку кухни. Если, например, вместо двери установлена арка, или дверь вы привыкли не закрывать, то следует учитывать при расчетах и объем смежной комнаты.

Если же кухня объединяется со столовой или гостиной, то требования к расчету производительности устройства возрастают в разы, из-за быстрого распространения запахов, которые необходимо эффективно убрать.

Читайте также: выбор размера вытяжки на кухню.

Уровень шума

Теперь, когда пользуясь вышеописанными рекомендациями, вы сделали расчеты необходимой мощности вытяжки для вашей кухни, следует подумать о шуме, который она будет издавать. В магазине при выборе устройства у вас вряд ли получится оценить шумность устройства из-за большого размера помещения или других шумов в торговом зале. Правильно оценить этот показатель поможет инструкция, которая прилагается к агрегату.

Чем мощнее прибор, тем сильнее будет звук, который он издает.

В инструкции следует посмотреть параметры звука при максимальной нагрузке и при штатном режиме устройства. Если уровень шума находится в пределах от 30 до 45 децибел при стандартном режиме, то работа прибора не будет вызывать у вас дискомфорт. Такие вытяжки можно назвать практически бесшумными. При работе на максимуме, звук не должен превышать 55 децибел. Если этот показатель превышается, то такой прибор может подойти лишь для больших помещений. В противном случае, громкий звук будет вызывать неприятные ощущения.

Следуя вышеописанным рекомендациям, вы сможете правильно подобрать мощность вытяжки для кухни. А это, в свою очередь, будет способствовать созданию приятного микроклимата в помещении и хорошего самочувствия во время приготовления пищи.

Самые мощные кухонные вытяжки

Выше были приведены расчеты оптимальной мощности вытяжки. А теперь приведем топ-5 самых мощных моделей 2020 года.

MAUNFELD URANIA 53

Компания из Великобритании разработала одну из самых высококачественных моделей премиум-класса, которая обладает большим количеством преимуществ по сравнению с изделиями конкурентов. При этом она не испортит вид кухни, так как полностью в нее встраивается. Несмотря на это, управление устройством очень простое и не вызывает никаких неудобств.

Электронное управление организовано с помощью кнопок и дисплея. Кроме того, переключать режимы работы вытяжки можно дистанционно, ведь она оснащена ПДУ.

Что касается мощности, то по данному параметру Урания считается одной из самых лучших. При ширине всего в 60 см она способна очищать до 1250 кубических метров воздуха в час.

Также стоит отметить и другие достоинства модели: наличие LED-подсветки, таймера и четырех скоростных режимов работы. Кроме того, новая модель получила периметральную систему всасывания и функцию проветривания в автоматическом режиме.

Читайте также: правила монтажа вытяжки на кухне.

Kuppersberg F660

Кухонная вытяжка каминного типа, которая, обладая не слишком высокой стоимостью, может похвастаться хорошей производительностей. 900 кубических метров очищаемого воздуха в час ставят ее на уровень выше остальных конкурентов. Работать с моделью очень удобно. Она обладает простым и понятным сенсорным управлением, с помощью которого легко регулировать работу устройства. Настраивать вытяжку можно под любые условия – у нее есть пять скоростей работы.

Другими достоинствами модели являются отличный дизайн, низкий уровень шума при работе и наличие пульта дистанционного управления. Кроме того, можно настроить таймер, благодаря которому устройство будет включаться и выключаться автоматически.

Elica SPOT PLUS ISLAND IX/A/90

Довольно мощная вытяжка, которая при этом обладает отличным функционалом. Мощность модели позволяет ей очищать около 1200 кубических метров воздуха в час. Корпус устройства выполнен в минималистическом стиле. У вытяжки имеется таймер, индикатор, показывающий уровень загрязнения фильтра. Также стоит отметить наличие антивозвратного клапана и приятной подсветки. Благодаря наличию небольшого экрана и сенсорной панели управлять функциями вытяжки очень просто. Настройки можно подобрать под конкретного пользователя.

Важно обратить внимание на наличие интенсивного режима. Его можно использовать для устранения особо сильных запахов, которые могут возникнуть при жарке рыбы. При включении этой опции вытяжка быстро очищает загрязненный воздух, после чего возвращается в стандартный режим работы.

Кроме относительно высокой стоимости, отметить какие-либо другие недостатки у вытяжки сложно. Высокий уровень шума ожидаем при такой мощности.

Weissgauff Aura 1200 Remote BL

Мощная вытяжка, при разработке которой были использованы практически все современные технологии. Она способна очищать 1200 кубических метров воздуха за час. Модель является полностью встраиваемой, поэтому не займет много места на кухне и впишется в любой дизайн. Из преимуществ стоит выделить удобное сенсорное управление и наличие дистанционного пульта. Кроме того, вытяжка обладает следующими преимуществами:

• периметральная система всасывания;
• эффективность – может работать в очень больших помещениях;
• цифровой дисплей с крупной индикацией;
• три скоростных режима и таймер автоматического отключения.

Также вытяжка может работать в рециркуляционном режиме. Для этого необходимо дополнительно приобрести специальные угольные фильтры. Основным минусом является довольно высокий уровень шума, но, как и в случае с предыдущей моделью, это обусловлено ее мощностью.

Jetair Lilly 60 IX

Вытяжка каминного типа, которая обладает современным приятным дизайном. Она подойдет для кухни большого размера, так как способна очищать за час до 1200 кубических метров воздуха.

Помимо этого, модель обладает большим количеством преимуществ: наличие антивозвратного клапана и индикатора загрязнения фильтра, возможность работы в режимах отвода и рециркуляции. Удобный дисплей и кнопочное управление позволяют максимально комфортно работать с вытяжкой.

У модели имеется три режима скоростей, которые можно настроить для конкретных целей. К основным недостаткам пользователи относят высокий уровень шума и потребляемую мощность.

Как рассчитать мощность кухонной вытяжки

Стандартный вариант расчета предполагает всего три простых шага:

1. Нужно вычислить объём пространства кухни;
2. Установить «кратность воздухообмена» — из инструкции по применению вытяжки;
3. Полученные данные — перемножить.

Обычно показатель кратности воздухообмена для кухни составляет от 10 до 12.

          Допустим, площадь вашей кухни составляет 12 кв.м. и высота потолков в кухне 2.7м.

          Считаем объем: 12 х 2.7=32,4 куб.м

          Умножаем на коэффициент воздухообмена:

           32,4*12 = 388,8.

           Далее, 388,8 х1,6=622,08 куб.м/час

           600 куб.м/час — это та, минимальная производительность вытяжки по воздуху, которая вам необходима.

           Обязательно следует учитывать, что использование длинного воздуховода, повороты воздуховода на 90 градусов,                           уменьшение его диаметра или переход из круглого воздуховода – в прямоугольный  — это факторы, которые «съедают»                    до 15% мощности вытяжки. В приведенном расчете это уменьшение мощности на 60% выражено коэффициентом — 1,6. (6                метров воздуховода — это 15+15=30%  и два поворота на 90 градусов еще 15+15=30% итого 60%)

Не мене важный показатель – шумность вытяжки, и если 600 куб.м/час – это максимальная ее мощность на 3-й скорости, то при ее работе вы вряд ли услышите телевизор, телефонный звонок или собеседника.

Поэтому, выбирайте ту вытяжку, у которой ваш расчетный показатель производительности по воздуху соответствует первой или максимум второй её скорости.

В таком случае уровень шума вашей вытяжки не превысит вашего комфортного состояния при эффективной её производительности, и вы не пропустите телефонный вызов или фразу любимого героя сериала по ТВ. То есть, шум вытяжки не будет вас раздражать при выполнении повседневных обязанностей по кухне.

Таким образом для рассчетного случая необходима вытяжка, у которой производительность по воздуху на второй скорости — не менее 600 куб.м.!

Производительность и мощность вытяжек. Как рассчитать?

В 2020 г. обратилась в магазин по адресу ул. Белинского 165 б, чтобы приобрести мойку и смеситель для кухни. Менеджер Сергей подробно рассказал об ассортименте, который меня интересовал. Остановила свой выбор на мойке Omoikiri Amadare 55 IN и смесителе Omoikiri Nakagawa-C хром. Заказала. оплатил…

09.02.2021 10:38:30

В интернет магазине «Осмин» покупал встраиваемую посудомоечную машину Midea MID45S1ом для новой кухни. . На решение купить в этом магазине повлияли следующие моменты: цена на данную модель ниже чем у конкурентов , бесплатная доставка, доставку осуществили на следующий день . Покупал вперв…

17.10.2020 15:02:19

Ассортимент хороший, цены приемлемые. Но вот сервис подкачал. Сделали заказ, сказали ждать доставку около 2-х недель и по приходу товара с нами свяжутся. После чего менеджер пропал, звоним после 3-х недель, ждем ответа около 10 минут и нам говорят, что оказывается все пришло еще неделю назад, но ни…

04.07.2020 10:13:18

Отлично, все понравилось

08.06.2020 5:18:42

Хочу поблагодарить сотрудников салонов Осмин: молодого человека из салона на Радищева (к сожалению, не запомнила имя) и Марину с Белинского за грамотные и профессиональные консультации при выборе кухонной мойки и за помощь в её быстрой доставке.

16.10.2019 15:48:26

Наличие большого ассортимента и ценообразование,также грамотный менеджер Сергей,который объяснил принцип встраивания вытяжки,есть как самовывоз так и доставка,удобно

23.09.2019 17:07:54

Большой ассортимент, бесплатная доставка, скидки Первый раз покупала в этом интернет-магазине, цены как у всех,но попросила у менеджера скидку и ПОЛУЧИЛА !!! Хоть и небольшую, но было приятно. Теперь за бытовой техникой только сюда.

19.02.2019 6:38:47

Мне магазин понравился. У меня была проблема, что один и тот же золотой смеситель Franke разнился по цвету в магазинах. Почти во всех магазинах Москвы он был бледный, как серебро, а нужен был желтый. Попросил менеджера прислать 2-3 живые фотографии, было приятно, что просьбу выполнили, в отличие от …

19.02.2019 6:37:52

Заказала в интернет магазине мойку и сифон с ввпусклм к ней. На сайте выпуск шел к этой мойке. Назывался Granula. По факту привезли аналог сифон российского производителя Ани Грот. Модель отличается плюс ко всму был не комплект. Позвонила в компанию на что менджер мне начала говорить , что я тут пер…

10.02.2019 5:40:20

Обратились в Осмин по рекомендации друзей,надо было приобрести мойку и вытяжку, купили всё и даже больше,уехали с варочной поверхностью и смесителем, очень порадовала консультант Татьяна,терпением и высоким профессионализмом, спасибо большое.

30.01.2019 16:40:39

Расчет вытяжки для кухни: мощность и производительность устройства

Кухонные вытяжки уже давно стали неотъемлемой частью кухни. Их функциональная особенность заключается в том, что этот бытовой прибор просто отсасывает загрязненный воздух, который появляется в процессе приготовления пищи. Неприятные запахи, остатки несгоревшего топлива, жировые и масляные испарения – это все, что должно быть удалено из кухни. Поэтому, приобретая вытяжку, надо, конечно, обращать внимание на ее внешний вид, чтобы он гармонировал с дизайном самого пространства и установленного в него кухонного гарнитура. Не меньшее значение будет иметь и цена изделия. Но это все не главное. Основной критерий выбора – производительность оборудования. То есть, какой объем воздуха он может выкачать из комнаты за определенное время. Поэтому очень важно предварительно провести расчет вытяжки для кухни.

Начнем с того, что показатель производительности определяется единицей измерения — м³/ч. То есть, объем воздуха определяется в кубометрах, а производительность вытяжки для кухни определяется количеством этих кубометров, выкаченных их кухонного помещения за один час работы самого прибора. Значит, надо провести расчет производительности вытяжки.

Но есть еще один показатель, который повлияет на выбор вытяжки по мощности. Это стандартная величина, которая определена санитарными нормами. Последние определяют нахождение человека в помещении, атмосфера которого негативно не скажется на здоровье и самочувствие человека, работающего в данной комнате. Этот показатель называется воздухообмен. Для кухонь считается, что оптимальное состояние воздуха внутри данного помещения должно быть 12 оборотов за один час. По понятным причинам данный показатель может варьироваться в пределах 10-20 м³/час. К примеру, если в кухне стоит двухконфорочная плита, то воздухообмен может быть 10 м³/час. Если в кухне установлена газовая плита с четырьмя конфорками, то соответственно оптимально, если обмен воздуха будет составлять 20 м³/час.

Формула расчета мощности

Переходим непосредственно к формуле расчета мощности вытяжки для кухни.

N=Vx12, где V – это объем кухонного пространства. По сути, это площадь кухни умноженная на высоту ее потолков. Для примера рассмотрим расчет мощности вытяжки для кухни площадью 9 кв метров и высотою потолков 2,7 м. Кстати, данные размеры можно найти в поэтажном плане квартиры или в проекте частного дома. То есть, можно ничего не замерять.

Расчет производительности вытяжки

Итак, что получается в конечном итоге.

N= 9х2,7х12= 291,6 м³/час. Рекомендуется данное значение округлить до ближайшего большего стандартного значения. Это будет 300 м³/час.

Но тут есть несколько очень важных моментов, которые необходимо обязательно учитывать, делая расчет мощности кухонной вытяжки.

• О типе используемой варочной плиты уже было сказано. Необходимо дополнить, что сам природный газ сгорает не полностью, поэтому его продукты сгорания являются негативным фактором, который увеличивает загрязненность пространства. А значит, и мощность вытяжки для газовой плиты должна быть больше. Поэтому в формуле используется повышающий коэффициент – 20.
• Произведенный расчет выше показал производительность кухонной вытяжки 300 м³/час. Надо отметить, что это максимальный показатель. То есть, в данном помещении сам прибор будет работать под максимальной нагрузкой, что не всегда желательно. Долгое время такой режим вытяжка просто не выдержит, то есть, ее эксплуатационный ресурс будет вырабатываться быстрее. Поэтому специалисты рекомендуют к полученной расчетной мощности прибавить еще 10-15%. То есть, на кухню 9 или 10 кв метров надо приобретать прибор с производительностью – 350 м³/час.
• Теперь, что касается самих кухонных вытяжек. Их два типа: проточный и рециркуляционный. Проточные рассчитываются по вышеобозначенной формуле. А вот с рециркуляционными все немного по-другому. В их составе два вида фильтров: первый сетчатый, который задерживает пыль, гарь, масло и жир, второй заполнен активированным углем. Его назначение – задержать мелкие частицы загрязнений и удалить неприятный запах. Так вот на этих фильтрах происходит потеря мощности прибора. Поэтому к расчетному показателю надо добавить еще 30%.
• Немаловажным критерием расчета производительности вытяжки на кухне является планировка помещения. К примеру, она может быть связана со столовой, это может быть совмещенная комната с балконом или лоджией. Сегодня очень популярны однокомнатные квартиры-студии, кто-то из хозяек не закрывает дверь на кухню, или пространство соединено с коридором аркой. То есть, получается так, что объем кухонного пространства частично или полностью увеличивается за счет других комнат квартиры или дома. А значит, производительность бытового агрегата придется рассчитывать с учетом объема дополнительных помещений. Сделать это не всегда просто, поэтому есть более простой способ – надо рассчитать все по вышеописанным методам с дополнением повышающих коэффициентов, а затем к полученному результату прибавить 50-70%. Если дело касается квартиры-студии, то придется рассчитывать весь объем единого помещения.

И еще один момент. Он не совсем относится к вопросу, как рассчитать вытяжку, но при покупке прибора надо на него обратить внимание. Это уровень шума кухонного оборудования. Обычно производители данный показатель указывают в паспорте изделия. Так вот есть два режима работы: штатный и при максимальной нагрузке. В первом случае аппарат должен источать максимум 45 децибел. Такой шум не вызывает дискомфорта, поэтому данный тип вытяжек называют бесшумными. При максимальной нагрузке бытовой прибор должен шуметь максимум в 55 децибел. Конечно, многое будет зависеть от мощности самой вытяжки. То есть, чем производительность больше, тем больше шума она выделяет. А значит, чем больше кухня по габаритам, тем шумнее будет работать прибор.

Кухонная вытяжка в квартире

Перед тем как рассчитать мощность вытяжки для кухни, необходимо учесть ее тип. Об этом уже говорилось выше, но здесь имеется в виду прибор проточного типа. Все дело в том, что чаще всего воздуховод проточной вытяжки стараются вставить в вентиляционный канал многоквартирного дома, который пронизывает собой все квартиры от подвала до крыши. Если эта монтажная процедура производится в новом доме, то проблем нет. Но если вытяжку подключают к общедомовой вентиляции старого дома, то необходимо будет учитывать пропускную способность вентиляционного канала.

Выведение воздуховода кухонной вытяжки на улицу

За долгий срок его эксплуатации он забивается, уменьшается его объем, а соответственно и проходная способность. Так что есть вероятность, что даже от самой мощной вытяжки толку не будет. Плюс ко всему нагнетаемое давление воздуха начнет искать выход через другие отверстия, зазоры и щели. В этом плане самый быстрый выход – это вентиляционные отверстия в соседних квартирах. Так что все нечистоты и неприятный запах пойдут к соседям.

Выход из этого положения есть – это вывести воздуховод кухонной вытяжки на улицу напрямую. Для этого придется сделать отверстие или в оконном проеме, или в самой стене здания. В таком случае расчет производится по стандартной формуле, конечно, с учетом повышающих коэффициентов.

https://www.youtube.com/watch?v=U1yoKqI8wzY

Заключение по теме

Казалось бы, не самый сложный кухонный прибор, но из предоставленной информации видно, как иногда сложно произвести расчет его производительности. Не учтенный один из коэффициентов приведет к снижению расчетной величины, что скажется на эффективной работе самого прибора. То есть, деньги будут, в принципе, потрачены зря. Поэтому к подбору каждого значения надо подходить очень внимательно.

Расчёт производительности вытяжки для кухни: формула и примеры

Производительность — один из основных параметров в вытяжке. В этой статье ответим на один из самых популярных вопросов: как рассчитать производительность для кухонной вытяжки. 

Основное утверждение: чем больше производительность, тем лучше. Но для оптимального выбора можно рассчитать требуемое значение. В интернете Вы можете встретить одну из таких формул:

(S _кухни) x (h _{потолков}) x 12 = производительность

Где 12 – не просто выдуманное число, а норма СЭС. Ровно столько раз за 1 час должен обновиться воздух в помещении. Однако, эта формула не учитывает следующих очень важных моментов, влияющих на возможность вытяжки выполнять свою функцию:

— Каждый метр от вытяжки до вентиляции +10%

— Каждый изгиб гофротрубы +10%

— Дополнительный запас в случае подгорания еды +15-20%

— При использовании без подключения к вентиляции (в режиме рециркуляции) +30%

— При использовании газовой плиты +25, что обусловлено наличием потоков газа

Учитывая эти проценты, скорректируем формулу под универсальный случай:

(S _кухни) x (h _{потолков}) x 12 x 1,35 = минимально необходимая производительность

Для быстрого расчёта и чтобы сильно не заморачиваться, скорректировали изначальную формулу на 35% — примем это значение как универсальную корректировку на увеличение производительности из-за подключения и эксплуатации вытяжки. Обратим внимание, что это минимально требуемый уровень производительности! Если покупать вытяжку с производительностью, рассчитанной по этой формуле, то использовать её придётся на пределе возможностей — на последней скорости. Это, во-первых, негативно складывается на общем состоянии турбины (срок её эксплуатации будет сокращаться быстрее). Во-вторых, уровень шума будет достигать максимального предела для выбранной модели. В-третьих, при условии подгорания и необходимости быстрого устранения неприятных запахов, вытяжка Вам не поможет. Поэтому, рекомендуем покупать с «запасом».

В связи с этим проведём ещё одну корректировку на «запас комфорта». В готовом виде формула расчёта производительности кухонной вытяжки будет выглядеть следующим образом:

(S _кухни) x (h _{потолков}) x 12 x 1,35 x 1,3 = комфортная производительность

Добавили к предыдущей формуле 30% — тот самый комфортный запас. Вытяжку с такой производительностью можно спокойно эксплуатировать на первых скоростях, с низким уровнем шума и она будет прекрасно выполнять свои функции. В случае подгорания, добавьте скорость и проблема будет быстро решена.

А теперь произведём пример расчёта для кухни в 12м², со стандартной высотой потолков в 2,6 метра.

12 x 2,6 x 12 x 1,35 x 1,3 = 657 м3/час

Таким образом, для среднестатистической кухни 12 метров квадратных комфортная производительность вытяжки составляет 657 кубометров в час. Кстати говоря, именно столько (650м3/час) — наиболее распространённое значение среди большинства производителей кухонных вытяжек доступной ценовой категории.

---

Подводя итог вопросу расчёта производительности вытяжки для кухни, демонстрируем финальные упрощённые и универсальные формулы, которыми рекомендуем пользоваться:

— Минимальный уровень = S_кухни x 42

— Комфортный уровень = S_кухни x 55

Мы проработали и структурировали технические характеристики каждой модели в нашем каталоге кухонных вытяжек MAUNFELD. Просто выберите необходимые параметры в фильтре, система автоматически выведет Вам только подходящие под эти критерии модели. В том числе это касается и производительности: укажите площадь своей кухни, а остальное сделает фильтр!

Также мы подготовили для Вас дополнительную статью о том, по каким параметрам выбирать кухонную вытяжку. Будет полезно к прочтению перед покупкой!

как правильно рассчитать мощность вытяжного устройства

Атмосфера дома более-менее защищена от пыльной и загазованной улицы, но беззащитна перед воздушными загрязнителями, вырабатываемыми кухней. Согласитесь, что открытой форточки при готовке пищи – крайне мало.

Необходим вытяжной зонт над плитой и вентканал с выводом «на улицу», но прежде – расчет вытяжки для кухни для подбора оборудования с подходящей мощностью. Но как это сделать, чтобы не привлекать специалистов?

Мы постараемся вам подсказать – в этом материале подробно рассмотрен порядок выполнения расчета, приведены формулы и конкретные примеры вычислений. Также подобраны наглядные фото и полезные видеосоветы по выбору и монтажу вытяжек.

Следуя рекомендациям, можно самостоятельно подсчитать необходимую мощность вытяжного устройства, которое будет своевременно и в полном объеме удалять отработанный воздух.

Содержание статьи:

Чем вытяжка отличается от вентиляции?

В современных квартирах над кухонной плитой размещен , более известный, как вытяжка. Многие домовладельцы убеждены, что этот воздухосборник ответственен за вентиляцию кухни.

Поэтому они с чистой совестью заводят трубу вентканала от вытяжки в вентиляционное отверстие, спроектированное и построенное конструкторами многоэтажки.

Что произойдет, если штатную вентиляцию на кухне перекрыть воздуховодом от вытяжного зонта? Интенсивность воздухообмена в квартире резко снизится.

Монтажники кухонной вытяжки и продавцы кухонных зонтов обычно заявляют обратное. Они скажут: эта техника существенно повысит качество воздухоснабжения дома, ведь у нее мощная вентустановка.

Однако мощность плитной вытяжки никак не связана с вентиляцией. Причина – воздухообмен в квартирах большинства жилых многоэтажек, особенно выстроенных до 2000 года, проектировались с расчетом на .

Принцип воздухообмена в многоэтажном доме основан на источниках приточного воздуха (окнах, форточках и пр.) и вытяжных каналов (рис. слева). Последние по вертикали выводятся через все этажи здания. Кухонная вытяжка может быть связана с каналом (рис. справа) или не связана

Уличный воздух поступал через щели оконных рам и входной двери. А каналы , в ванной и санузле использовались для вывода «несвежего» воздуха. Казалось бы – что такого?

Вытяжка на кухне – для вытягивания воздуха. Так почему в нее нельзя «воткнуть» воздуховод от вытяжного зонта? Дело тут в производительности по воздуху.

Несвязанная с общедомовой вентиляционной системой кухонная вытяжка сбрасывает загрязненный воздух через отдельное вентиляционное отверстие или работает как рекуператор без функции вывода воздушных масс

Каналы воздуховодов в жилых многоквартирных домах рассчитаны на определенную нагрузку. Вообще, пропускные способности любых коммуникаций тщательно вычисляются на стадии проектирования.

И в идеальных условиях (чистые стенки вентканала, отсутствие помех на входе-выходе и пр.) производительность естественной вентиляции в квартире многоэтажки составит 160-180 м³/ч.

Вам также может быть интересна информация о нормативной скорости воздуха в воздуховодах, рассмотренная .

Особенность кухонной вытяжки

У моделей вытяжных зонтов мощность существенно выше – 200-1100 м³/ч. Такая мощность необходима для затягивания в воздуховод летучих загрязнителей, образующихся при готовке пищи.

Однако продавцы вытяжек заявляют иную причину выбора мощности вытяжного устройства – потребность частого воздухообмена на кухне.

Установленный над плитой короб вытяжки не отвечает за воздухообмен в помещении кухни. Этот прибор лишь отводит летучие продукты готовки пищи. Условные обозначения: A – отвод продуктов сгорания от плиты, B и C – направление движения воздуха в процессе воздухообмена

Нормативы механической вентиляции действительно утверждают 10-12 кратной смены воздуха в объеме обслуживаемого помещения (СНиП 41-01-2003).

Но расположенный над кухонной плитой зонт вытяжки не выполняет функции «вентиляция помещения», поскольку не способен.

Нуждающийся в обновлении (замене) воздух накапливается у потолка. Засосать его в вентканал вытяжной зонт не способен – его раструб выставлен недостаточно высоко. А воздушный поток при выбросе и закачке ведет себя неодинаково.

Электромеханическая установка тянет воздух с дистанции, не превышающей диаметра всасывающего раструба. Т.е. при 400 мм ширине зонта вытяжки в нее будет затянут воздух, находящийся не далее 400 мм от раструба.

Между тем выброс воздушного потока происходит на дистанцию, превышающую 15 диаметров вытяжного проема.

Простой «домашний» пример: включенный бытовой вентилятор. С его обратной стороны движение воздуха еле заметно, но с лицевой – мощный воздушный поток. Кстати, пылесос работает на всасывание пыли лишь на минимальном расстоянии от ковра.

Единственный эффективный способ отвода летучих продуктов приготовления пищи – самостоятельный вентканал. Иначе запахи останутся в доме

Вытяжной зонт над кухонной плитой выполняет единственную задачу – удаление воздуха, поступившего к нему от поверхности варочной плиты.

Разумеется, взамен закачанного воздуха к плите поступит его другая порция из форточки, открытой двери в соседнюю комнату и т.п. Но полной смены воздушного объема в помещении кухни не произойдет.

Если запахи готовящейся пищи поднимутся к потолку – они не будут участвовать в смешивании и их трудно удалить.

По этой причине инструкция к вытяжным зонтам содержит следующие условия и работы: 600 мм от электроплиты; 750 мм от газплиты; воздушные потоки (сквозняки) при работе вытяжки не допускать, иначе запахи распространятся по комнате.

Плитная вытяжка не обеспечивает смены воздуха на кухне. При выборе ее модели воздушный объем комнаты не имеет значения. Зависимость между размерами кухни и мощностью вытяжного зонта придумали продавцы салонов кухонной техники.

Как же рассчитать требуемую мощность вытяжки? Разумеется, на основании производительности кухонной плиты.

При выполнении расчетов для подбора кухонной вытяжки следует учесть следующие факторы:

Галерея изображений

Фото из

Площадь рабочей поверхности вытяжки должна быть равна или более рабочей поверхности плиты. Рекомендуется, чтобы вытяжка лучше была пошире

Производительность рециркуляционной вытяжки должна быть в три раза больше, чем у устройства с выводом в воздуховод, т.к. оборудование постоянно продавливает воздушную массу через фильтры

Расчетное значение мощности вытяжки, установленной над газовой плитой, следует увеличивать в два раза. Ведь прибору необходимо полноценно отводить продукты сгорания голубого топлива

Вытяжная система для электрической варочной поверхности должна быть мощнее расчетного значения в полтора раза. Ей необходимо удалять влагу, чтобы исключить поломки техники

Не влияют на расчетные данные вентиляционные каналы без поворотов, например, с прямым подключением к отдельному вентиляционному стояку в частном доме

Мощность вытяжной установки, подключенной к воздуховоду требует увеличения в 1,3 раза, плюс по 10 % за каждый поворот системы

Чем шире воздуховод, тем меньше нагрузка на вытяжку. При подключении ее к трубе с большим сечением умножать расчетную мощность на 1,3 необязательно

Расчетную мощность вытяжки для малогабаритной кухни, площадь которой менее 9 м² увеличивают в 1,3 — 1,5 раза, потому что в небольших помещениях запахи и летучий жир распространяются быстрее

Вытяжка с увеличенной площадью охвата

Рециркуляционное устройство на кухне

Вытяжная установка над газовой плитой

Вытяжка над электрической варочной поверхностью

Вентканал с выходом в чердачное пространство

Вентиляционный канал с поворотами

Подключение устройства к широкому каналу

Установка вытяжки в маленькой кухне

Порядок расчета вытяжного зонта

Для вычислений необходимой производительности вытяжки требуется знать параметры кухонной плиты.

В расчете, приведенном ниже в качестве примера, использованы характеристики газовой плиты словенского производителя Gorenje (модель GI633E35WKB). Отметим, что марка и модель плиты выбраны произвольно.

Вам также может быть полезна информация о том, как , рассмотренная в другой нашей статье.

Никакой 10-кратной смены воздуха на кухне вытяжка выполнить не способна. Для расчета ее мощности нужно знать производительность по теплу и габариты кухонной плиты

Расчеты, произведенные ниже, выполнены по методике Р НП «АБОК» 7.3-2007. Несмотря на «промышленное» назначение данного метода (вентиляция горячих цехов общепита), ее формулы допустимо применять для вычисления параметров бытовой вытяжки для кухни.

При готовке пищи плита выделяет тепло, нуждающееся в утилизации (вытяжке). Тепловыделение плиты формирует конвекционные потоки воздуха над ней, что упрощает работу вытяжного зонта. Но полностью устранить возникающие над кухонной плитой воздушные загрязнения, полагаясь только на конвекцию, невозможно.

Этап #1 — расчет суммарной тепловой мощности

К вытяжному зонту или панели летучие частицы, образующиеся при готовке блюд, доставляются конвекционным воздушным потоком. Именно теплота, развиваемая конфорками, обеспечивает объемы воздуха для устранения. Поэтому требуется  вычислить их суммарную тепловую мощность.

Для ее определения используется формула:

Q_T=q₁+q₂+q₃+q₄,

Здесь q – паспортная тепловая мощность одной конфорки, кВт.

У рассматриваемой модели кухонной плиты четыре газовые конфорки на поверхности, их тепловые мощности необходимо суммировать.

Считаем: Q_T=1,9+1,9+1,0+3,5=8,3 кВт. Полученное значение тепловой мощности справедливо при одновременно готовке на всех конфорках, что бывает редко.

Мощность кухонной вытяжки прямо зависит от тепловых параметров плиты. Именно конфорки формируют конвекционный поток, требующий вытяжки. Условные обозначения: Lo – расход воздуха, A/B – ширина и глубина плиты, h – высота плиты, Z – высота от плиты до вытяжки, Qk – суммарная тепловая мощность конвективного потока

В принципе можно учитывать тепловыделение лишь трех конфорок с наибольшей производительностью по теплу. Но оставим так – на всякий случай.

Для расчета мощности вытяжки необходимо определить расход воздуха (L_o) по параметрам кухонной плиты. Однако формула расхода воздуха требует вычислить промежуточные параметры – гидравлический диаметр поверхности плиты (D), расход воздуха в конвективном потоке (L_ki) и объемный расход продуктов сгорания (L_ri).

Также в процессе расчетов используются коэффициенты, разработанные специалистами НП «АБОК». Значения коэффициентов выбраны по параметрам, подходящим для бытовых плит.

Этап #2 — расчет гидравлического диаметра и расхода

Займемся вычислениями гидравлического диаметра и конвективного расхода воздуха. Первый параметр определяется по формуле:

D=2*A*B/(A+B),

Где:

• A – ширина кухонной плиты, м;
• B – кухонной длина плиты, м.

Подставляем значения ширины и длины модели газовой плиты, выбранной для примерного расчета: D=2*0,6*0,6/(0,6+0,6)=0,6 м.

Помимо всего прочего, выбор мощности вытяжки связан с предстоящим местоположением устройства. Чем больше свободного пространства вокруг зонта, тем более мощной должна быть вытяжка. Для расположенного в углу устройства вводится поправочный коэффициент 0,8, для “островной” системы 1,1

Для определения объемов конвективного потока необходимо прежде выяснить долю конвективных тепловыделений нашей плиты. Она высчитывается при помощи формулы:

Q_k=Q_T*K_Я*K_K,

Где:

• Q_T – определенная выше мощность плиты, кВт;
• K_Я – долевая часть явных тепловыделений от тепловой мощности оборудования кухни. В отношении плиты бытового использования принимается значение 250 Вт/кВт;
• K_K – долевая часть конвективных тепловыделений по отношению к явным тепловыделениям оборудования кухни. Принимается значение 0,5.

Подставляем числовые данные в формулу, считаем: Q_k=8,3*250*0,5=1037,5 Вт. Двигаемся дальше и приступаем к вычислению конвективного расхода воздуха.

Формула следующая:

L_ki=k*Q_k^1/3*(z+1,7*D)^5/3*r,

Где:

• k – коэффициент, полученный специалистами НП «АБОК» экспериментальным путем. Он принимается равным 5·10^-3;
• Q_k – вычисленная выше доля конвективных тепловыделений плиты, Вт;
• z – расстояние от поверхности плиты до вытяжного зонта, м. Минимальная дистанция размещения вытяжки по вертикали от газовой плиты равна 0,75 м;
• D – гидравлический диаметр поверхности плитки, м. Формула его расчета и пример вычисления представлены выше;
• r – поправочный коэффициент, значение которого зависит от условий размещения вытяжки (см. изображение таблицы выше). В нашем примере будет выбрано положение вытяжного зонта «у стены», со значением коэффициента 0,75 (из-за условной «близости» корпусной мебели по соседству, что обычно для кухонь).

Определяем конвективный расход, подставляя числовые данные в формулу:

L_ki=5·10^-3*1037,5^1/3*(0,75+1,7*0,6)^5/3*0,75= 0,061 м³/с

Как свидетельствуют результаты вычислений, расход воздуха в результате конвекции над кухонной плитой достаточно интенсивен. Учитывая эти данные, получится выбрать справедливую мощность вытяжной установки.

Этап #3 — расчет мощности вытяжного зонта

Электроплита в процессе готовки пищи не выделяет продуктов сгорания, т.к. нагрев конфорок происходит без открытого горения – благодаря тенам. А вот газовые конфорки продукты сгорания производят и вытяжке придется их удалять.

Формула расчета объемного расхода по продуктам сгорания метана:

L_ri=3,75*10^-7*Q_T,

Здесь Q_T – установленная мощность кухонной плиты, кВт. Данный параметр ранее найден нами.

Вводим его данные в формулу и получаем: L_ri=3,75*10^-7*8,3= 3,1125*10^-6.

Из примера ясно, что значение объемного расхода продуктов горения бытовой газовой плиты невелико. Поэтому при определении параметров кухонной вытяжки им допустимо пренебречь.

Края вытяжки должны слегка выходить за границы плиты A – ширина вытяжного зонта, B – глубина вытяжного зонта. Достаточно 100 мм свеса, чтобы не допустить смешивания конвективного потока от плиты с атмосферой дома

Итак, наступает очередь вычисления расхода воздуха для нашей плиты. Это определяющий параметр при выборе зонта вытяжки.

Формула его подсчета:

L_o=L_ki+ L_ri,

Где:

• L_ki – значение расхода воздуха из конвективного потока, восходящего над плитой, м³/с;
• L_ri – данные по объемному расходу продуктов горения природного газа в конфорках плиты, м³/с.

Остается ввести данные и вычислить требуемый расход воздуха с округлением результата до трех знаков после запятой: L_o=0,061+3,1125*10^-6=0,061 м³/с. Мы нашли расход воздуха в кубометрах за секунду, но для подбора модели вытяжного зонта нужны кубометры в час (L).

Для перевода м³/с в м³/ч следует умножить полученный расход воздуха (L_o) на число секунд в одном часу и на гидравлический диаметр плиты (D)/L=0,061*3600*0,6=131,76 м³/ч.

Таким образом, достаточной максимальной мощностью вытяжного зонта для приведенной в примере модели газовой плиты Gorenje, с округлением «про запас», будет 150 м³/ч. Большая мощность попросту не нужна – пустой расход электроэнергии.

Почему мощная вытяжка «не тянет»?

Вначале следует проверить состояние канала вентиляции в самом вытяжном устройстве, извлечь и промыть (либо заменить) фильтры – и возможно , что зависит от модели вытяжки. Лучшие методы очистики кухонной вытяжки от жира рассмотрены .

Также нужно убедиться в исправности вентиляционной установки и наличии электропитания к ней.

Работе вытяжки могут также помешать сквозняки, препятствующие вертикальному движению конвекционного воздушного потока от плиты. Если проблема «слабой» вытяжки не выявляется – ее источник находится за пределами кухни.

Производительность вытяжного зонта зависит от сечения вентканала, куда уходят испарения от кухонной плиты. А домовладельцы нередко устанавливают излишне мощную вытяжку, либо назначают ей преувеличенный режим работы.

Владельцы жилой недвижимости следуют незатейливой логике – чем сильнее тянет вентилятор, тем лучше отводятся летучие загрязнения от плиты.

Это неверно. Производительность и работоспособность системы кухонной вытяжки прямо зависят от пропускных характеристик вентиляционного канала.

Вывод канала вентиляции для кухонной вытяжки на фасад здания обеспечит сохранность тяги в вентканале. Обязательна установка обратного клапана и решетчатой крышки

К примеру, вентканал приточно-вытяжного воздухообмена, имеющийся в стене дома – больше, чем 150 м³/ч воздуха он вывести не способен.

Во-первых, сечение таких вентканалов не превышает 130-140 мм, что недостаточно для механической вентиляции. Во-вторых, штатная канальная вентиляция в многоэтажках протяженная и содержит множественные неровности.

В инструкции к вентиляционной установке обычно указана диаграмма, отображающая взаимосвязь давления в вентканале и производительности. Рост давления вызывает спад производительности вытяжки.

Вентканалы в домах собраны топорно: неровные стенки; потеки раствора; сужения из-за смещенных блоков; множество поворотов. Или и вовсе – шахта вентиляции может оказаться забитой. В такой ситуации без .

Попытки задать повышенную производительность вентиляционному зонту, соединенному с домовым каналом вентиляции, дают обратный эффект.

Чем сильнее воздушный поток, тем более интенсивно ему препятствуют дефекты сечении вентканала. А если активно нагнетаемый воздух не может двигаться вперед, он движется назад.

Простой пример – футбольный мяч. Чем больше воздуха в такой мяч закачать, тем сложнее работать насосом. Препятствием становится давление – воздуха много, он стремится выйти по трубке обратно, выталкивая ручку насоса.

Аналогичная ситуация с вытяжкой повышенной мощности – чем интенсивнее подается воздух, тем больше блокируется ее работа.

Кроме грамотного подбора вытяжного устройства для кухни по мощности важно выбрать идеальное место для ее монтажа

Идеальный вентканал под кухонную вытяжку – короткий, с минимумом изгибов. Поэтому отводить воздух от плиты требуется не по приточно-вытяжному каналу, а по выполненному специально для вытяжного зонта.

Отверстие в фасадной стене, жесткий или гибкий воздуховод (в идеале круглого сечения), и решетчатый воздухозаборник на выходе канала. Так следует оборудовать кухонную вытяжку.

Подробнее обустройство на улицу мы рассмотрели в другой нашей статье.

Выводы и полезное видео по теме

Мощность, бренд, дизайн и принцип размещения зонта вытяжки – обо всем этом красочно рассказывают продавцы салонов кухонной техники.

Из ролика, представленного ниже, вы узнаете о нюансах выбора, не упоминаемых торговым персоналом. Модели вытяжек отличает не конструкция, а качество сборки и комплектации:

В следующем видеоролике мастера выполняют сверление стены в многоэтажке под воздуховод вытяжного зонта. Работы ведутся профессиональным инструментом быстро и точно.

К подготовленному проему монтируется вентканал, который будет соединен с вытяжкой после отделки кухни:

Большинство видеороликов о вытяжных зонтах бытового назначения содержат либо рекламную, либо упрощенную информацию по их выбору. Причем порядок расчета мощности не приводится нигде – сплошь «объемы кухни» и «10-кратные обновления атмосферы».

Мы же уверены, что сбалансировать домашнюю атмосферу можно единственным способом – правильным расчетом воздухоочистительной техники.

Ваша кухонная вытяжка отлично справляется с удалением отработанного воздуха? Поделитесь своим опытом расчета мощности. А может вы вместо формул и сложных вычислений использовали более простой метод? Расскажите о нем – оставляйте свои комментарии в блоке ниже.

ДОБЫЧА И ВЫЩИЩЕНИЕ — ScienceDirect

E Экстракция — это процесс разделения одного или нескольких компонентов посредством тесного контакта со второй несмешивающейся жидкостью, называемой растворителем. Если компоненты в исходном растворе по-разному распределяются между двумя фазами, произойдет разделение. Разделение экстракцией основано на этом принципе. Когда некоторые из исходных веществ представляют собой твердые частицы, этот процесс называется выщелачиванием. В некотором смысле роль растворителя при экстракции аналогична роли энтальпии при дистилляции.Фаза, богатая растворителем, называется экстрактом, а фаза, богатая носителем, называется рафинатом. Высокая степень разделения может быть достигнута с помощью нескольких последовательных стадий экстракции, особенно в противотоке.

Иногда в равной степени возможны процессы разделения путем экстракции, дистилляции, кристаллизации или адсорбции. Различия в растворимости и, следовательно, в способности разделения при экстракции связаны с различиями в химической структуре, тогда как различия в давлении пара являются основой разделения путем дистилляции.Экстракция часто эффективна при температурах, близких к температуре окружающей среды, что является ценной функцией при разделении термически нестабильных природных смесей или фармацевтических веществ, таких как пенициллин.

Простейшее разделение экстракцией включает две несмешивающиеся жидкости. Одна жидкость состоит из носителя и экстрагируемого растворенного вещества. Вторая жидкость — растворитель. Равновесия в таких случаях удобно представлять на треугольных диаграммах, равносторонних или прямоугольных, как, например, на рис. 14 .2 и 14.3. Также показаны эквивалентные представления в прямоугольных координатах. Равновесия между любым количеством веществ можно представить в виде корреляций коэффициентов активности, таких как UNIQUAC или NRTL. Теоретически эти корреляции включают только параметры, которые можно получить из измерений бинарных смесей, но на практике результирующая точность может быть плохой, и для нахождения параметров также следует использовать некоторые измерения многокомпонентного равновесия. Нахождение параметров этих уравнений — достаточно сложная операция, требующая использования компьютера.Обширная подборка диаграмм равновесия и параметров UNIQUAC и NRTL — это сборник Соренсена и Арлта (1979–1980) . Обширные библиографии составили Висняк и Тамир (1980–1981) .

Наивысшая степень разделения с минимумом растворителя достигается с помощью ряда противоточных ступеней. Такой узел смесительного и разделяющего оборудования представлен на рис. 14.4 (а), и более схематично на рис. 14.4 (б). В лаборатории работу противоточного экстрактора непрерывного действия можно смоделировать с помощью серии периодических операций в делительных воронках, как показано на рис. 14.4 (c) . По мере того, как количество операций увеличивается по горизонтали, конечные концентрации E ₁ nd R ₃ приближаются к асимптотическим значениям, полученным на непрерывном оборудовании. В лабораториях также широко используются различные виды более сложного оборудования непрерывного действия; некоторые описаны в Lo et al.(1983, с. 497–506) . Лабораторные работы имеют особое значение для сложных смесей, отношения равновесия которых неизвестны и для которых невозможно рассчитать требования к стадии.

В смесителях-сепараторах время контакта может быть достаточно большим для любого желаемого приближения к равновесию, но эффективность 80–90% экономически оправдана. Если для дублирования работы четырех ступеней равновесия требуется пять ступеней, эффективность ступени составляет 80%. Поскольку узлы смеситель-сепаратор занимают много места на полу, они обычно используются в батареях максимум из четырех или пяти единиц.Используется большое количество разнообразного более компактного оборудования. Самыми простыми по замыслу являются разного рода башни. Ключевой информацией является соотношение между их размерами, условиями эксплуатации и эквивалентным количеством ступеней.

Расчеты соотношений между объемами и составами на входе и выходе и количеством стадий экстракции основаны на балансе материалов и соотношении равновесия. Знание эффективности и мощности оборудования затем применяется для определения его фактического размера и конфигурации.Поскольку процессы экстракции обычно выполняются в адиабатических и изотермических условиях, в этом отношении проблема проектирования проще, чем для термического разделения, где также задействованы балансы энтальпии. С другой стороны, конструкция усложняется тем, что извлечение возможно только из неидеальных жидких смесей. Следовательно, необходимо учитывать поведение коэффициентов активности двух жидких фаз или должны быть доступны данные прямого равновесия. При противоточной экстракции критические физические свойства, такие как межфазное натяжение и вязкость, могут резко измениться в системе экстракции.Следует тщательно оценивать изменение физических свойств.

Настройка производительности для извлечения функций: с чего начать

Автор: Карл Вайнмайстер и Джарред Капеллман

Ранее мы объяснили основы настройки производительности для извлечения функций и преимущества, которые она дает. Теперь мы объясним, как получить эту технологию для себя.

Для оценки точности модели требуется достаточно большой набор данных, чтобы определить, оказало ли изменение статистически значимое влияние.С другой стороны, оценка времени извлечения признаков обычно не требует такого большого размера выборки, чтобы определить влияние изменения.

По-прежнему важно убедиться, что набор тестов репрезентативен для реальных данных. Для модели исполняемого файла DeepArmor Windows, например, это будет означать, что набор тестов должен иметь подходящее сочетание 32-разрядной и 64-разрядной версий, EXE и DLL, файлов разных размеров и т. Д.

После того, как этот набор образцов создан, для пакета данных необходимо выполнить извлечение признаков, а затем синхронизировать по времени, чтобы определить среднее время для каждого образца.Затем любые изменения можно сравнить с этим базовым показателем, чтобы увидеть, как они влияют на производительность.

Более того, можно добавить некоторые временные функции для профилирования производительности отдельных функций. Таймер может быть запущен до извлечения функции, а разница может быть рассчитана позже. Для более крупных проектов с большим количеством функций лучше всего сгруппировать несколько связанных функций и отсортировать их вместе.

Например, в таблице ниже показаны временные характеристики отдельных функций.Показано, что для получения Feature1 требуется значительно больше времени, чем для Feature0.

При вычислении среднего времени следует помнить, что любые выборки со значением NaN должны быть исключены. Кроме того, можно выполнить более сложное профилирование, чтобы определить, есть ли проблемы с производительностью только в определенных ситуациях, то есть если время извлечения функции коррелирует с другой функцией (например, размером файла в случае DeepArmor). Может быть полезно вычислить другие сводные статистические данные, такие как минимальное, максимальное и стандартное отклонение, чтобы быстро определить, нужен ли более глубокий анализ.

Что я могу сделать с этой информацией о производительности?

Теперь, когда у вас есть более подробное представление о производительности извлечения признаков, вы можете посмотреть на любые проблемные места и определить, что с ними делать.

На практике мы обнаружили, что тщательный анализ кода, относящегося к медленным функциям, часто дает преимущества. Вот один пример: DeepArmor проверяет наличие определенных строк в файлах для получения функций. Многие из этих строк не требуют возможности регулярного выражения, поэтому создание другого пути для использования упрощенного поиска этих строк значительно ускорило извлечение этих функций.

В некоторых случаях может оказаться невозможным значительно улучшить производительность. Затем специалист по обработке данных может посмотреть на удаление медленных функций, чтобы увидеть, влияют ли они лишь на минимальную точность. Или другой компромисс может заключаться в ограничении объема функций; недавно полученные функции могут быть не идеальными, но они вполне могут быть достаточно близкими. Например, если инструмент извлечения признаков ищет строки из списка 100 лучших, этот список можно сократить до 50, что удвоит производительность и, скорее всего, окажет гораздо меньшее пропорциональное влияние на точность.

После того, как вы настроили свои модели для производства, также стоит подумать о поддержании высокой производительности по мере развития решения с течением времени. Один из ответов на этот вопрос — использование системы непрерывной интеграции для запуска тестов на новом коде. Можно создать интеграционный тест, чтобы проверить, завершается ли процесс извлечения признаков в течение определенного промежутка времени. Этот тест должен иметь некоторый буфер для незначительных отклонений между запусками, и должна быть согласованность в среде сборки.

Заключение

Извлечение признаков может быть важным полюсом в исследовательских и производственных процессах, поэтому это ключевая область, на которой нужно сосредоточить ваши усилия.Это может позволить вашей команде по анализу данных повысить производительность и точность при одновременном сокращении ваших затрат. Вы также узнали, как начать определять время и анализировать процесс. Удачи в применении этих знаний в ваших собственных проектах!

Оптимизация производительности при использовании параметров и экстрактов

Это небольшой пост с полезными рекомендациями относительно производительности при работе с параметрами и извлекает в Таблице. Одно из распространенных применений параметров — создание чего-то, что можно назвать «динамическими мерами».Пример:

Допустим, мы работаем с обычными данными Superstore, но на этот раз у нас также есть данные об обменном курсе:

Сначала извлечем данные. Затем мы хотим иметь возможность динамически выбирать, в какой валюте отображать наши продажи. Этого можно добиться с помощью известного метода с использованием параметра:

.

1. Создаем параметр для выбора в какой валюте отображать продажи:
   
2. Затем мы можем создать вычисляемое поле, которое будет применять «магию»:
   

    case [Select Currency] 
    when 0 then [Sales EUR] 
    when 1 then [Sales EUR] * [Exchange USD] 
    when 2 then [Sales EUR] * [Обменный PLN] 
   , если 3, затем [Продажи EUR] * [Обмен AUD] 
   , когда 4, затем [Продажи EUR] * [Обмен BRL] 
    конец 

3. И вот мы! Мы можем динамически выбирать, в какой валюте отображать наши продажи:
   

Но это не совсем суть этого поста.Как уже упоминалось, мы сосредоточены на оптимизации производительности нашего листа, подаваемого на основе извлеченных данных. Найдите минутку и попытайтесь выяснить, что не оптимально в этой настройке, прежде чем продолжить.

Чтобы найти ответ, вы должны кое-что знать о том, как работают экстракты таблиц. Одна из вещей, которые Tableau делает при извлечении или обновлении данных (или когда вы оптимизируете извлечение), — это материализации столбцов . То есть Tableau предварительно вычислит все вычисляемые поля на уровне строк и сохранит их в экстракте, чтобы сэкономить время, не вычисляя их.Из этого правила есть несколько исключений. Tableau не сможет (не сможет) материализовать поля в этих случаях:

• Расчеты, содержащие расчет таблицы
• Недетерминированные вычисления (с использованием функций с разными результатами, таких как NOW () или с параметрами, пользовательскими функциями (USERNAME (), ISMEMBEROF ()) или вычислениями LoD (включая FIXED))
• Расчеты с использованием внешних функций, таких как RAWSQL и R или Python

Вы быстро увидите, что второй элемент в этом списке не позволит Tableau предварительно вычислить наше поле.В этом случае это не будет иметь большого значения, но в некоторых случаях это может иметь значительное влияние. Однако есть кое-что очень простое, что можно сделать, чтобы убедиться, что Tableau действительно материализует наши вычисления. Мы можем просто разделить его на отдельные стабильные вычисления и применить трюк с параметрами только потом:

Теперь, когда эти поля стабильны, Tableau может материализовать их для оптимизации производительности! Все, что нам нужно сделать, это также адаптировать последний расчет в потоке:

Хотя это может показаться незаметным изменением, влияние может быть важным.Бывают случаи, когда при работе с большими объемами данных (скажем, 50M строк) это будет иметь значение между 30-секундным временем загрузки или 3-секундным временем загрузки.

В итоге: при работе с параметрами и когда вы уже извлекли данные, продолжайте вычисления, включающие параметры, как можно дальше «вниз по потоку», то есть задействуйте их как можно позже, чтобы Tableau мог материализовать как можно больше полей.

Жидкостно-жидкостная экстракция — химико-технологическое разделение: пособие для студентов

Поэтапная жидкостно-жидкостная экстракция и метод Хантера-Нэша

= стадия выхода экстракта.Это может относиться к массе потока или к составу потока.

= растворитель, поступающий на стадию экстракции 1. Это может относиться к массе потока или составу потока.

= общий номер этапа

= Заключительный этап. Здесь свежий растворитель S входит в систему, а конечный рафинат выходит из системы.

= Состав смеси, представляющий всю систему. Точки (и) и (и) должны быть соединены прямой линией, проходящей через точку.будут расположены на трехкомпонентной фазовой диаграмме.

= Рабочая точка. определяется пересечением прямой, соединяющей точки (,), и прямой, соединяющей точки (,). Каждая пара проходящих потоков должна быть соединена прямой линией, проходящей через точку. ожидается, что он будет расположен за пределами тройной фазовой диаграммы.

= стадия выхода рафината. Это может относиться к массе потока или к составу потока.

= растворитель, поступающий в стадию экстракции.Это может относиться к массе потока или к составу потока.

= массовое отношение растворителя к сырью

= Массовая доля частиц в стадии выхода рафината

= Массовая доля частиц в экстракте, выходящем из стадии

Схема процесса многоступенчатой ​​жидкостно-жидкостной экстракции.

Определение количества ступеней при (1) скорости подачи; (2) состав корма; (3) количество поступающего растворителя; (4) состав входящего растворителя; и (5) указан / выбран состав исходящего рафината.

1. Найдите точки и на тройной фазовой диаграмме. Соедините прямой линией.
2. Проведите материальный баланс, чтобы найти состав одного вида в общей смеси. Используйте эту композицию, чтобы найти точки вдоль прямых точек соединения и. Обратите внимание на положение точки.
3. Найдите точку на тройной фазовой диаграмме. Он будет на кривой равновесия. Проведите прямую линию от до и продолжите, чтобы найти положение на кривой равновесия.
4. На новой копии графика с большим количеством пустых пространств с каждой стороны диаграммы отметьте расположение точек, и (указано / выбрано) и (определено на шаге 3).
5. Проведите прямую линию между и. Растяните до обеих сторон диаграммы. Проведите вторую прямую линию между и. Обратите внимание на пересечение этих двух линий и пометьте их как «».
6. Определите количество стадий равновесия, необходимых для достижения желаемого разделения с выбранной массой растворителя.

— Поток находится в равновесии с потоком. Следуйте связующим линиям от точки до.

— поток проходит поток. Соедините точку с рабочей точкой прямой линией, отметьте расположение.

— Поток находится в равновесии с потоком. Следуйте связующим линиям от ручья до.

— поток проходит поток. Соединитесь с рабочей точкой прямой линией, отметьте расположение.

— Продолжайте таким же образом, пока композиция экстракта не достигнет или не пройдет.Подсчитайте количество стадий равновесия.

Посмотрите эту серию из двух частей видеороликов от LearnChemE, в которых показано, как использовать метод Хантера Нэша для определения количества стадий равновесия, необходимых для процесса экстракции жидкость-жидкость.

1000 кг / час сырья, содержащего 30 мас.% Ацетона, 70 мас.% Воды. Растворитель — чистый МИБК. Мы предполагаем, что рафинат содержит не более 5,0 мас.% Ацетона. Сколько стадий потребуется для каждого предложенного соотношения растворителя и сырья в таблице ниже?

Метод Хантера-Нэша для определения Smin, размера резервуара и энергопотребления для смесительно-отстойников

Поэтапный LLE: метод Хантера-Нэша для определения минимального соотношения растворителя к подаче

= стадия выхода экстракта.Это может относиться к массе потока или к составу потока.

= растворитель, поступающий на стадию экстракции 1. Это может относиться к массе потока или составу потока.

= общий номер этапа

= Заключительный этап. Здесь свежий растворитель попадает в систему, а конечный рафинат покидает систему.

= Состав всей смеси. Точки (и) и (и) соединяются прямой, проходящей через них.

= Рабочая точка. Каждая пара проходящих потоков должна быть соединена прямой линией, проходящей через них.

= стадия выхода рафината. Это может относиться к массе потока или к составу потока.

= растворитель, поступающий в стадию экстракции. Это может относиться к массе потока или к составу потока.

= массовое отношение растворителя к сырью

= Минимально возможное соотношение масс для достижения желаемого разделения, при условии использования бесконечного количества ступеней.

= Массовая доля частиц в стадии выхода рафината

= Массовая доля частиц в экстракте, выходящем из стадии

= Точка, связанная с минимально возможным для данного состава сырья, растворителя и (рафината или экстракта). является пересечением линии, соединяющей точки (,), и линии, являющейся продолжением самой верхней точки равновесия.

Определение минимально допустимого массового соотношения растворителей (), когда (1) исходный состав; (2) состав поступающего растворителя; и (3) указан / выбран состав исходящего рафината.

1. Найдите точки и на фазовой диаграмме. Соедините прямой линией.
2. Вытяните самую верхнюю соединительную линию на линии, которая соединяется с линиями, соединяющими точки (и). Обозначьте перекресток.
3. Найдите точку на диаграмме. Проведите линию от F до другой стороны кривой равновесия. Этикетка @.
4. На новой копии фазовой диаграммы отметьте точки, и @. Нарисуйте одну линию, соединяющую точки, и другую линию, соединяющую точки @
.
5. и.Пересечение этих двух линий является точкой смешивания. Обратите внимание на состав видов в этом месте.
6. Рассчитать

(5,1)

У нас есть сырье со скоростью 1000 кг / час, которое содержит 30% ацетона и 70% воды. Мы хотим, чтобы наш рафинат содержал не более 5,0 мас.% Ацетона. Какая минимальная масса необходимого чистого МИБК?

Экстракция жидкость-жидкость: калибровочные смесители-отстойники

= объемная доля, занятая непрерывной фазой

= объемная доля, занятая дисперсной фазой

= вязкость непрерывной фазы (масса время ^-1 , длина ^-1 )

= вязкость дисперсной фазы (масса время ^-1 длина ^-1 )

= вязкость смеси (масса время ^-1 , длина ^-1 )

= плотность непрерывной фазы (массовый объем ^-1 )

= плотность дисперсной фазы (массовый объем ^-1 )

= средняя плотность смеси (массовый объем ^-1 )

= диаметр рабочего колеса (длина)

= диаметр сосуда (длина)

= общая высота смесителя (длина)

= скорость вращения крыльчатки (время ^-1 )

= число мощности крыльчатки, считанное из Рис. 8-36 или Perry 15-54 (ниже) на основе значения (без единицы измерения)

= число Рейнольдса в непрерывной фазе = сила инерции / сила вязкости (без единиц измерения)

= мощность мешалки (время энергии ^-1 )

= объемный расход, непрерывная фаза (объемное время ^-1 )

= объемный расход, дисперсная фаза (объемное время ^-1 )

= объем сосуда (объем)

Размеры бака и рабочего колеса

(5.2)

Геометрия цилиндра

(5,3)

Общие правила

(5,4)

(5,5)

Потребляемая мощность крыльчатки:

(5,6)

(5,7)

(5,8)

(5,9)

Моделирование массопереноса в смесителях-отстойниках

= разница плотностей (абсолютное значение) между непрерывной и дисперсной фазами (массовый объем ^-1 )

= объемная доля, занятая непрерывной фазой

= объемная доля, занятая дисперсной фазой

= вязкость непрерывной фазы (масса время ^-1 , длина ^-1 )

= вязкость дисперсной фазы (масса время ^-1 длина ^-1 )

= вязкость смеси (масса время ^-1 , длина ^-1 )

= плотность непрерывной фазы (массовый объем ^-1 )

= плотность дисперсной фазы (массовый объем ^-1 )

= средняя плотность смеси (массовый объем ^-1 )

= межфазное натяжение между непрерывной и дисперсной фазами
(время массы ^-2 )

= площадь поверхности раздела между двумя фазами на единицу объема (объем площади ^-1 )

, = концентрация растворенного вещества во входящих или исходящих диспергированных потоках (массовый объем ^-1 )

= концентрация растворенного вещества в дисперсной фазе, если она находится в равновесии с исходящей непрерывной фазой (массовый объем ^-1 )

= коэффициент диффузии растворенного вещества в непрерывной фазе (время площади ^-1 )

= коэффициент диффузии растворенного вещества в дисперсной фазе (время площади ^-1 )

= диаметр рабочего колеса (длина)

= диаметр сосуда (длина)

= средний диаметр капли по Саутеру; фактический размер капли должен быть в диапазоне от (длина)

= Эффективность дисперсной фазы Мерфри для экстракции

= гравитационная постоянная (время длины ^-2 )

= общая высота смесителя (длина)

= коэффициент массопереноса растворенного вещества в непрерывной фазе (время ^-1 )

= коэффициент массопереноса растворенного вещества в дисперсной фазе (время ^-1 )

= общий коэффициент массопереноса, рассчитанный на основе дисперсной фазы (продолжительность ^-1 )

= коэффициент распределения растворенного вещества, (без единицы измерения)

= скорость вращения крыльчатки (время ^-1 )

= число Этвоша = сила тяжести / сила поверхностного натяжения (без единицы измерения)

= число Фруда в непрерывной фазе = сила инерции / сила тяжести (безразмерная)

= минимальная скорость вращения рабочего колеса, необходимая для полного диспергирования одной жидкости в другой

= число Рейнольдса в непрерывной фазе = сила инерции / сила вязкости (без единиц измерения)

= число Шервуда в непрерывной фазе = скорость массопереноса / скорость диффузии (без единицы измерения)

= число Шмидта в непрерывной фазе = коэффициент диффузии импульса / массы (без единиц измерения)

= число Вебера = сила инерции / поверхностное натяжение (без единицы измерения)

= объемный расход дисперсной фазы (объемное время ^-1 )

= объем сосуда (объем)

Расчет

(6.1)

(6,2)

(6,3)

Оценка эффективности Мерфри для предлагаемой конструкции

Средний диаметр по Саутеру

(6,4)

(6,5)

(6,6)

Коэффициент массопереноса растворенного вещества в каждой фазе

(6,7)

(6,8)

(6,9)

(6,10)

(6,11)

(6,12)

(6,13)

Общий коэффициент массопереноса растворенного вещества

(6.14)

Эффективность Мерфри

(6,15)

(6,16)

Экспериментальная оценка эффективности

(6,17)

1000 кг / час 30 мас.% Ацетона и 70 мас.% Воды экстрагируют 1000 кг / час чистого МИБК. Предположим, что экстракт представляет собой непрерывную фазу, время пребывания в емкости для смешивания 5 минут, стандартные размеры емкости для смешивания и рабочего колеса. Найдите потребляемую мощность и КПД Мерфри, если система работает на уровне 1 об / с.Не обращайте внимания на влияние растворенного вещества и сорастворителя на физические свойства каждой фазы.

• МИБК
  • плотность = 802 кг м ^-3
  • вязкость = 0,58 сП
  • коэффициент диффузии с ацетоном при 25 ° C = 2,90 × 10 ^-9 м ² с ^-1
• Вода
  • плотность = 1000 кг м ^-3
  • вязкость = 0,895 сП
  • коэффициент диффузии с ацетоном при 25 ° C = 1,16 × 10 ^-9 м ² с ^-1
• Межфазное натяжение воды и МИБК при 25 ° C = 0.0157 кг с ^-2 . Используйте тройную фазовую диаграмму, чтобы найти.

Колонны для экстракции жидкости-жидкости

= разница плотностей (абсолютное значение) между непрерывной и дисперсной фазами (массовый объем ^-1)

= вязкость непрерывной фазы (масса время ^-1 , длина ^-1 )

= плотность непрерывной фазы (массовый объем ^-1 )

= плотность дисперсной фазы (массовый объем ^-1 )

= межфазное натяжение между непрерывной и дисперсной фазами
(время массы ^-2 )

= диаметр колонны (длина)

= общая высота колонны (длина)

= высота ступени равновесного переноса (длина)

= массовый расход входящей непрерывной фазы (массовое время ^-1 )

= массовый расход входящей дисперсной фазы (массовое время ^-1 )

= необходимое количество ступеней равновесия

= характерная скорость подъема капли дисперсной фазы (время ^-1 )

= приведенная скорость фазы (C = непрерывная, нисходящая; D = диспергированная, восходящая) (длина, время ^-1 )

= объемный расход фазы (объемное время ^-1 )

(7.1)

определение приведенной скорости

(7,2)

(7,3)

для работы при 50% затопления

(7,4)

для колонок с вращающимся диском от 8 до 42 дюймов с одной водной фазой

(7,5)

(7,6)

1000 кг / час 30 мас.% Ацетона и 70 мас.% Воды должны быть экстрагированы 1000 кг / час чистого МИБК в двухступенчатом колонном процессе.Предположим, что экстракт представляет собой дисперсную фазу. Игнорируя вклад растворенного вещества и сорастворителя в физические свойства каждой фазы, найдите требуемый диаметр и высоту колонки.

• МИБК
  • плотность = 802 кг м ^-3
  • вязкость = 0,58 сП
• Вода
  • плотность = 1000 кг м ^-3
  • вязкость = 0,895 сП
• Межфазное натяжение воды и МИБК при 25 ° C = 0.0157 кг с ^-2 .

7.7: Экстракция жидкость-жидкость — Химия LibreTexts

Экстракция жидкость-жидкость — важный метод разделения для экологических, клинических и промышленных лабораторий. Стандартный экологический аналитический метод иллюстрирует важность жидкостно-жидкостной экстракции. Муниципальные управления водоснабжения регулярно контролируют коммунальные системы водоснабжения на предмет тригалометанов (CHCl ₃ , CHBrCl ₂ , CHBr ₂ Cl и CHBr ₃ ), поскольку они являются известными или предполагаемыми канцерогенными веществами.Перед анализом с помощью газовой хроматографии тригалометаны отделяют от их водной матрицы с помощью жидкостно-жидкостной экстракции пентаном [«Анализ тригалометанов в питьевой воде путем жидкостной экстракции», EPAMethod501.2 (EPA 500-Series, ноябрь 1979 г.)].

Агентство по охране окружающей среды (EPA) также публикует два дополнительных метода для тригалометанов. Метод 501.1 и Метод 501.3 используют продувку и ловушку для сбора тригалометанов перед газохроматографическим анализом с помощью детектора, специфичного для галогенидов (Метод 501.1) или масс-спектрометр в качестве детектора (Метод 501.3). Более подробную информацию о газовой хроматографии, включая детекторы, вы найдете в главе 12.

При простой жидкостно-жидкостной экстракции растворенное вещество разделяется между двумя несмешивающимися фазами. Одна фаза обычно представляет собой водный растворитель, а другая фаза представляет собой органический растворитель, такой как пентан, используемый для экстракции тригалометанов из воды. Поскольку фазы не смешиваются, они образуют два слоя с более плотной фазой на дне. Первоначально растворенное вещество присутствует в одной из двух фаз; после экстракции он присутствует в обеих фазах. Эффективность экстракции — то есть процент растворенного вещества, которое перемещается из одной фазы в другую, — определяется константой равновесия для распределения растворенного вещества между фазами и любыми другими побочными реакциями, в которых участвует растворенное вещество. Примеры других реакций, влияющих на эффективность экстракции, включают кислотно-основные реакции и реакции комплексообразования.

Коэффициенты разделения и коэффициенты распределения

Как мы узнали ранее в этой главе, разделение растворенного вещества между двумя фазами описывается коэффициентом разделения, K _D .Если экстрагировать растворенное вещество из водной фазы в органическую фазу

\ [S_ {a q} \ rightleftharpoons S_ {o r g} \ nonumber \]

, то коэффициент разделения равен

.

\ [K _ {\ mathrm {D}} = \ frac {\ left [S_ {org} \ right]} {\ left [S_ {a q} \ right]} \ nonumber \]

Большое значение для K _D указывает на то, что извлечение растворенного вещества в органическую фазу является благоприятным.

Чтобы оценить эффективность экстракции, мы должны учитывать общую концентрацию растворенного вещества в каждой фазе, которую мы определяем как коэффициент распределения , D .

\ [D = \ frac {\ left [S_ {org} \ right] _ {\ text {total}}} {\ left [S_ {aq} \ right] _ {\ text {total}}} \ nonumber \ ]

Коэффициент распределения и коэффициент распределения идентичны, если растворенное вещество имеет только одну химическую форму в каждой фазе; однако, если растворенное вещество существует в более чем одной химической форме в любой фазе, то K _D и D обычно имеют разные значения. Например, если растворенное вещество существует в двух формах в водной фазе, A и B , только одна из которых, A , разделяется между двумя фазами, тогда

\ [D = \ frac {\ left [S_ {org} \ right] _ {A}} {\ left [S_ {aq} \ right] _ {A} + \ left [S_ {aq} \ right] _ {B}} \ leq K _ {\ mathrm {D}} = \ frac {\ left [S_ {org} \ right] _ {A}} {\ left [S_ {aq} \ right] _ {A}} \ nonumber \]

Это различие между K _D и D важно.Коэффициент распределения представляет собой термодинамическую константу равновесия и имеет фиксированное значение для распределения растворенного вещества между двумя фазами. Однако значение коэффициента распределения изменяется в зависимости от условий решения, если изменяются относительные количества A и B . Если мы знаем равновесные реакции растворенного вещества в каждой фазе и между двумя фазами, мы можем вывести алгебраическое соотношение между K _D и D .

Экстракция жидкость-жидкость без вторичных реакций

При простой жидкостно-жидкостной экстракции единственная реакция, которая влияет на эффективность экстракции, — это разделение растворенного вещества между двумя фазами (рисунок \ (\ PageIndex {1} \)).

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \). Схема простой жидкостной экстракции, в которой разделение растворенного вещества зависит только от равновесия K _D .

В этом случае коэффициент распределения и коэффициент разделения равны.

\ [D = \ frac {\ left [S_ {org} \ right] _ {\ text {total}}} {\ left [S_ {aq} \ right] _ {\ text {total}}} = K_ \ текст {D} = \ frac {[S_ {org}]} {[S_ {aq}]} \ label {7.1} \]

Предположим, растворенное вещество изначально присутствует в водной фазе, и мы хотим извлечь его в органическую фазу.Сохранение массы требует, чтобы количество молей растворенного вещества, первоначально присутствующего в водной фазе, равнялось объединенным молям растворенного вещества в водной фазе и органической фазе после экстракции.

\ [\ left (\ operatorname {mol} \ S_ {aq} \ right) _ {0} = \ left (\ operatorname {mol} \ S_ {aq} \ right) _ {1} + \ left (\ operatorname {mol} \ S_ {org} \ right) _ {1} \ label {7.2} \]

, где нижние индексы указывают номер извлечения, где 0 представляет систему до извлечения, а 1 — систему после первого извлечения.После экстракции концентрация растворенного вещества в водной фазе составляет

\ [\ left [S_ {aq} \ right] _ {1} = \ frac {\ left (\ operatorname {mol} \ S_ {aq} \ right) _ {1}} {V_ {aq}} \ label {7.3} \]

, а его концентрация в органической фазе

\ [\ left [S_ {org} \ right] _ {1} = \ frac {\ left (\ operatorname {mol} \ S_ {org} \ right) _ {1}} {V_ {org}} \ label {7.4} \]

, где V _aq и V _org — объемы водной фазы и органической фазы.Решив уравнение \ ref {7.2} для (моль S _org ) ₁ и подставив в уравнение \ ref {7.4}, мы получим

\ [\ left [S_ {org} \ right] _ {1} = \ frac {\ left (\ operatorname {mol} \ S_ {aq} \ right) _ {0} — \ left (\ operatorname {mol} \ S_ {aq} \ right) _ {1}} {V_ {org}} \ label {7.5} \]

Подстановка уравнения \ ref {7.3} и уравнения \ ref {7.5} в уравнение \ ref {7.1} дает

\ [D = \ frac {\ frac {(\ text {mol} S_ {aq}) _ 0 — (\ text {mol} S_ {aq}) _ 1} {V_ {org}}} {\ frac {(\ текст {mol} S_ {aq}) _ 1} {V_ {aq}}} = \ frac {\ left (\ operatorname {mol} \ S_ {aq} \ right) _ {0} \ times V_ {aq} — \ left (\ operatorname {mol} \ S_ {aq} \ right) _ {1} \ times V_ {aq}} {\ left (\ operatorname {mol} \ S_ {aq} \ right) _ {1} \ times V_ {org}} \ nonumber \]

Перегруппировка и решение для фракции растворенного вещества, которое остается в водной фазе после одной экстракции, ( q _водн. ) ₁ , дает

\ [\ left (q_ {aq} \ right) _ {1} = \ frac {\ left (\ operatorname {mol} \ S_ {aq} \ right) _ {1}} {\ left (\ operatorname {mol } \ S_ {aq} \ right) _ {0}} = \ frac {V_ {aq}} {D V_ {org} + V_ {aq}} \ label {7.6} \]

Доля, присутствующая в органической фазе после одной экстракции, ( q _org ) ₁ , составляет

\ [\ left (q_ {org} \ right) _ {1} = \ frac {\ left (\ operatorname {mol} S_ {org} \ right) _ {1}} {\ left (\ operatorname {mol} S_ {aq} \ right) _ {0}} = 1- \ left (q_ {aq} \ right) _ {1} = \ frac {D V_ {org}} {D V_ {org} + V_ {aq} } \ nonumber \]

Пример \ (\ PageIndex {1} \) показывает, как мы можем использовать уравнение \ ref {7.6} для расчета эффективности простой экстракции жидкость-жидкость.

Пример \ (\ PageIndex {1} \)

Растворенное вещество имеет K _D между водой и хлороформом 5,00. Предположим, мы извлекаем образец 0,050 М водного раствора растворенного вещества объемом 50,00 мл, используя 15,00 мл хлороформа. а) Какова эффективность извлечения при разделении? б) Какой объем хлороформа нам нужен, если мы хотим извлечь 99,9% растворенного вещества?

Решение

Для простой экстракции жидкость – жидкость коэффициент распределения D и коэффициент распределения K _D идентичны.

(a) Доля растворенного вещества, которая остается в водной фазе после экстракции, определяется уравнением \ ref {7.6}.

\ [\ left (q_ {aq} \ right) _ {1} = \ frac {V_ {aq}} {D V_ {org} + V_ {aq}} = \ frac {50.00 \ \ mathrm {mL}} {(5,00) (15,00 \ \ mathrm {mL}) + 50,00 \ \ mathrm {mL}} = 0,400 \ nonumber \]

Доля растворенного вещества в органической фазе составляет 1–0,400, или 0,600. Эффективность экстракции — это процент растворенного вещества, переходящего в фазу экстракции; таким образом, эффективность извлечения составляет 60.0%.

(b) Для извлечения 99,9% растворенного вещества ( q _водн. ) ₁ должно быть 0,001. Решение уравнения \ ref {7.6} для V _org и выполнение соответствующих замен для ( q _aq ) ₁ и V _aq дает

\ [V_ {org} = \ frac {V_ {aq} — \ left (q_ {aq} \ right) _ {1} V_ {aq}} {\ left (q_ {aq} \ right) _ {1} D} = \ frac {50.00 \ \ mathrm {mL} — (0.001) (50.00 \ \ mathrm {mL})} {(0.001) (5.00 \ \ mathrm {mL})} = 999 \ \ mathrm {mL} \ nonumber \]

Это большой объем хлороформа. Ясно, что однократная экстракция в этих условиях нецелесообразна.

В примере \ (\ PageIndex {1} \) одно извлечение обеспечивает эффективность извлечения только 60%. Если мы проведем вторую экстракцию, доля растворенного вещества, остающегося в водной фазе, ( q _водн. ) ₂ , составит

\ [\ left (q_ {aq} \ right) _ {2} = \ frac {\ left (\ operatorname {mol} \ S_ {aq} \ right) _ {2}} {\ left (\ operatorname {mol } \ S_ {aq} \ right) _ {1}} = \ frac {V_ {aq}} {D V_ {org} + V_ {aq}} \ nonumber \]

Если V _вод. и V _org одинаковы для обеих экстракций, то совокупная доля растворенного вещества, которое остается в водном слое после двух экстракций, ( Q _{водн. {n} \ label {7.7} \]}

Пример \ (\ PageIndex {2} \)

Для экстракции, описанной в примере \ (\ PageIndex {1} \), определите (а) эффективность экстракции для двух идентичных экстракций и для трех идентичных экстракций; и (б) количество экстракций, необходимое для извлечения 99,9% растворенного вещества.

Решение

(a) Доля растворенного вещества, остающегося в водной фазе после двух экстракций и трех экстракций, составляет

.

\ [\ left (Q_ {aq} \ right) _ {2} = \ left (\ frac {50.{n} \ nonumber \]

Взять бревно с обеих сторон и решить для n

\ [\ начало {выровнено} \ log (0,001) & = n \ log (0,400) \\ n & = 7,54 \ конец {выровнено} \ nonumber \]

мы находим, что необходимо как минимум восемь экстракций.

Последние два примера предоставляют нам важное наблюдение — для любой эффективности экстракции нам нужно меньше растворителя, если мы выполняем несколько экстракций с использованием меньших порций растворителя вместо одной экстракции с использованием большего объема растворителя.Для условий в Примере \ (\ PageIndex {1} \) и Примере \ (\ PageIndex {2} \) эффективность экстракции 99,9% требует одной экстракции 9990 мл хлороформа или 120 мл при использовании восьми 15-мл порции хлороформа. Хотя эффективность извлечения резко возрастает с несколькими первыми кратными, эффект быстро уменьшается, когда мы увеличиваем количество извлечений (рисунок \ (\ PageIndex {2} \)). В большинстве случаев после пяти или шести экстракций наблюдается небольшое улучшение эффективности экстракции.Для условий в Примере \ (\ PageIndex {2} \) мы достигаем эффективности извлечения 99% после пяти экстракций и нуждаемся в трех дополнительных экстракциях, чтобы получить дополнительное увеличение эффективности экстракции на 0,9%.

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \). График эффективности экстракции в зависимости от количества экстракций для жидкостно-жидкостной экстракции в примере \ (\ PageIndex {2} \).

Упражнение \ (\ PageIndex {1} \)

Чтобы спланировать жидкостно-жидкостную экстракцию, нам необходимо знать коэффициент распределения растворенного вещества между двумя фазами.Один из подходов заключается в проведении экстракции раствором, который содержит известное количество растворенного вещества. После экстракции мы изолируем органическую фазу и даем ей испариться, оставляя растворенное вещество. В одном из таких экспериментов 1,235 г растворенного вещества с молярной массой 117,3 г / моль растворяли в 10,00 мл воды. После экстракции 5,00 мл толуола 0,889 г растворенного вещества извлекается в органической фазе. а) Каков коэффициент распределения растворенного вещества между водой и толуолом? (b) Если мы извлечем 20.00 мл водного раствора, содержащего растворенное вещество, с использованием 10,00 мл толуола, какова эффективность экстракции? (c) Сколько экстракций нам потребуется, чтобы извлечь 99,9% растворенного вещества?

Ответ

(a) Коэффициент распределения растворенного вещества между водой и толуолом составляет

\ [D = \ frac {\ left [S_ {org} \ right]} {\ left [S_ {aq} \ right]} = \ frac {0.889 \ \ mathrm {g} \ times \ frac {1 \ \ mathrm {mol}} {117.3 \ \ mathrm {g}} \ times \ frac {1} {0.00500 \ \ mathrm {L}}} {(1.235 \ \ mathrm {g} -0.889 \ \ mathrm {g}) \ times \ frac {1 \ \ mathrm {mol}} {117.3 \ \ mathrm {g}} \ times \ frac {1} {0,01000 \ \ mathrm {L}}} = 5.14 \ nonumber \]

(b) Доля растворенного вещества, остающегося в водной фазе после одной экстракции, составляет

.

\ [\ left (q_ {aq} \ right) _ {1} = \ frac {V_ {aq}} {D V_ {org} + V_ {aq}} = \ frac {20.00 \ \ mathrm {mL}} {(5.14) (10,00 \ \ mathrm {mL}) + 20,00 \ \ mathrm {mL}} = 0,280 \ nonumber \]

Эффективность извлечения, таким образом, равна 72.{n} \ nonumber \]

\ [\ начало {выровнено} \ log (0,001) & = n \ log (0,280) \\ n & = 5,4 \ конец {выровнено} \ nonumber \]

минимум шесть экстракций.

Экстракции жидкость-жидкость при кислотно-щелочном равновесии

Как видно из уравнения \ ref {7.1}, при простой экстракции жидкость-жидкость коэффициент распределения и коэффициент распределения идентичны. В результате коэффициент распределения не зависит от состава водной фазы или органической фазы.Например, изменение pH водной фазы не повлияет на эффективность экстракции растворенного вещества, если K _D и D имеют одинаковое значение.

Если растворенное вещество участвует в одной или нескольких дополнительных равновесных реакциях внутри фазы, то коэффициент распределения и коэффициент распределения могут не совпадать. Например, на рисунке \ (\ PageIndex {3} \) показаны равновесные реакции, которые влияют на экстракцию слабой кислоты, HA, органической фазой, в которой ионные частицы не растворимы.

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \). Схема жидкостно-жидкостной экстракции слабой кислоты, HA. Хотя слабая кислота растворима в обеих фазах, ее сопряженное слабое основание, A ^—, растворимо только в водной фазе. Реакция K _a для HA, которая называется вторичной равновесной реакцией , влияет на эффективность экстракции слабой кислоты, поскольку она определяет относительное содержание HA в растворе.

В данном случае коэффициент распределения и коэффициент распределения равны

.

\ [K _ {\ mathrm {D}} = \ frac {\ left [\ mathrm {HA} _ {org} \ right]} {\ left [\ mathrm {HA} _ {aq} \ right]} \ label {7.{-5}} = 2,97 \ nonumber \]

Доля растворенного вещества, которое остается в водной фазе, составляет

\ [\ left (Q_ {aq} \ right) _ {1} = \ frac {50,00 \ \ mathrm {mL}} {(2,97) (50,00 \ \ mathrm {mL}) + 50,00 \ \ mathrm {mL} } = 0,252 \ nonumber \]

Таким образом, эффективность экстракции составляет почти 75%. Тот же расчет при pH 5,00 дает эффективность экстракции 60%. При pH 7,00 эффективность экстракции составляет всего 3%.

Эффективность экстракции в примере \ (\ PageIndex {3} \) выше при более кислых уровнях pH, поскольку HA является преобладающей формой растворенного вещества в водной фазе.При более щелочном pH, где преобладающей формой растворенного вещества является A ^—, эффективность экстракции ниже. График зависимости эффективности экстракции от pH показан на рисунке \ (\ PageIndex {4} \). Обратите внимание, что эффективность экстракции по существу не зависит от pH для более кислых уровней pH, чем у HA p K _a , и что она практически равна нулю для уровней pH более основных, чем HA p K _a . Наибольшее изменение эффективности экстракции происходит при уровнях pH, где преобладают как HA, так и A ^–.Релейная диаграмма для высокой доступности вдоль оси графика x помогает проиллюстрировать этот эффект.

Рисунок \ (\ PageIndex {4} \). График зависимости эффективности экстракции от pH водной фазы для экстракции в примере \ (\ PageIndex {3} \). Лестничная диаграмма для HA наложена вдоль оси x , которая делит шкалу pH на области, где HA и A ^— являются преобладающими частицами водной фазы. Наибольшее изменение эффективности экстракции происходит, когда pH перемещается через буферную область HA.{-4}} \ end {array} \ nonumber \]

Выведите уравнение для коэффициента распределения D и рассчитайте эффективность экстракции, если 25,0 мл 0,025 М раствора B, забуференного до pH 9,00, экстрагируют 50,0 мл органического растворителя.

Ответ

Поскольку слабое основание существует в двух формах, только одна из которых экстрагируется в органическую фазу, коэффициент распределения K _D и коэффициент распределения D не идентичны.{-4}} = 0,455 \ nonumber \]

После одной экстракции доля B, остающаяся в водной фазе, составляет

\ [\ left (q_ {aq} \ right) _ {1} = \ frac {25,00 \ \ mathrm {mL}} {(0,455) (50,00 \ \ mathrm {mL}) + 25,00 \ \ mathrm {mL} } = 0,524 \ nonumber \]

Таким образом, эффективность экстракции составляет 47,6%. При pH 9 большая часть слабого основания присутствует в виде HB ⁺ , что объясняет, почему общая эффективность экстракции настолько низкая.

Жидкостно-жидкостная экстракция комплекса металл-лиганд

Одним из важных применений жидкостно-жидкостной экстракции является селективная экстракция ионов металлов с использованием органического лиганда.К сожалению, многие органические лиганды плохо растворяются в воде или подвергаются реакциям гидролиза или окисления в водных растворах. По этим причинам лиганд добавляют к органическому растворителю вместо водной фазы. На рисунке \ (\ PageIndex {5} \) показаны соответствующие реакции равновесия (и константы равновесия) для экстракции M ^{n +} лигандом HL, включая экстракцию лиганда в водную фазу ( K _{D , HL} ), реакция кислотной диссоциации лиганда ( K _a ), образование комплекса металл – лиганд (\ (\ beta_n \)) и экстракция комплекса в органическую фазу ( K _{D , с} ).{n}} \ label {7.12} \]

, где C _HL — начальная концентрация лиганда в органической фазе. Как показано в Примере \ (\ PageIndex {4} \), эффективность извлечения ионов металлов показывает заметную зависимость от pH.

Пример \ (\ PageIndex {4} \)

Жидкостно-жидкостная экстракция иона двухвалентного металла, M ²⁺ , использует схему, показанную на рисунке \ (\ PageIndex {5} \). Коэффициенты распределения для лиганда K _{D, HL} и комплекса металл – лиганд K _{D, c} равны \ (1.{2}} \ nonumber \]

или D 0,0438. Доля иона металла, остающегося в водной фазе, составляет

.

\ [\ left (Q_ {aq} \ right) _ {1} = \ frac {100.0 \ \ mathrm {mL}} {(0.0438) (10.00 \ \ mathrm {mL}) + 100.0 \ mathrm {mL} } = 0,996 \ nonumber \]

При pH 1,00 мы извлекаем только 0,40% металла в органическую фазу. Однако изменение pH до 3,00 увеличивает эффективность экстракции до 97,8%. На рисунке \ (\ PageIndex {6} \) показано, как pH водной фазы влияет на эффективность экстракции M ²⁺ .

Рисунок \ (\ PageIndex {6} \). График зависимости эффективности экстракции от pH для экстракции иона металла M ²⁺ в примере \ (\ PageIndex {4} \).

Одним из преимуществ использования лиганда для экстракции иона металла является высокая степень селективности, которую он обеспечивает экстракции жидкость-жидкость. Как видно на рисунке \ (\ PageIndex {6} \), эффективность извлечения иона двухвалентного металла увеличивается примерно с 0% до 100% в диапазоне 2 единиц pH. Поскольку способность лиганда образовывать комплекс металл-лиганд существенно варьируется от иона металла к иону металла, возможна значительная селективность, если мы тщательно контролируем pH.В таблице \ (\ PageIndex {1} \) показан минимальный pH для извлечения 99% иона металла из водного раствора с использованием равного объема 4 мМ дитизона в CCl ₄ .

Таблица \ (\ PageIndex {1} \). Минимальный pH для извлечения 99% иона металла из водного раствора с использованием 4,0 мМ дитизона в \ (\ text {CCl} _4 \) \ (V_ {aq} = V_ {org} \)

ион металла	минимум pH
Hg 2 +	–8.7
Ag +	–1,7
Cu 2+	–0,8
Би 3 +	0,9
Zn 2+	2,3
КД 2+	3,6
Ко 2+	3.6
Пб 2+	4,1
Ni 2+	6,0
Tl +	8,7

Пример \ (\ PageIndex {5} \)

Используя таблицу \ (\ PageIndex {1} \), объясните, как мы можем разделить ионы металлов в водной смеси Cu ^{2 +} , Cd ²⁺ и Ni ^{2 +} путем извлечения с равным объемом дитизона в CCl ₄ .

Решение

Из таблицы \ (\ PageIndex {1} \), количественное отделение Cu ^{2 +} от Cd ^{2 +} и от Ni ^{2 +} возможно, если подкисить водную фазу до pH меньше 1. Этот pH больше минимального pH для извлечения Cu ^{2 +} и значительно меньше минимального pH для извлечения Cd ^{2 +} или Ni ^{2 +} .После завершения экстракции Cu ^{2 +} мы сдвигаем pH водной фазы до 4,0, что позволяет нам экстрагировать Cd ^{2 +} , оставляя Ni ^{2 +} в водной фазе. .

Извлечение агрегатов — документация RapidMiner

attribute_filter_type

Этот параметр позволяет выбрать фильтр для фильтра выбора атрибутов временного ряда; метод, которым вы хотите выбрать атрибуты, которые содержат значения временного ряда.В качестве атрибутов временного ряда можно выбрать только числовые атрибуты. Различные типы фильтров:

• все: Эта опция выбирает все атрибуты ExampleSet как атрибуты временного ряда. Это вариант по умолчанию.
• одиночный: Эта опция позволяет выбрать один атрибут временного ряда. Обязательный атрибут выбирается параметром attribute.
• подмножество: Эта опция позволяет выбрать несколько атрибутов временных рядов через список (см. Атрибуты параметров). Если метаданные ExampleSet известны, все атрибуты присутствуют в списке, и требуемые атрибуты могут быть легко выбраны.
• регулярное_выражение: Этот параметр позволяет указать регулярное выражение для выбора атрибута временного ряда. Фильтр регулярного выражения настраивается параметрами регулярное выражение, используйте except expression и except expression.
• value_type: Эта опция позволяет выбрать все атрибуты определенного типа в качестве атрибутов временного ряда. Следует отметить, что типы иерархичны. Например, действительный и целочисленный типы принадлежат к числовому типу. Фильтр типа значения конфигурируется типом значения параметров, исключение использования типа значения, кроме типа значения.
• block_type: Эта опция позволяет выбрать все атрибуты определенного типа блока в качестве атрибутов временного ряда.Следует отметить, что типы блоков могут быть иерархическими. Например, типы блоков value_series_start и value_series_end оба принадлежат к типу блока value_series. Фильтр типа блока настраивается параметрами типа блока, используйте исключение типа блока, кроме типа блока.
• no_missing_values: Эта опция выбирает все атрибуты ExampleSet в качестве атрибутов временных рядов, которые не содержат пропущенного значения ни в одном примере.Атрибуты, для которых отсутствует хотя бы одно значение, не выбираются.
• numeric_value_filter: Все числовые атрибуты, все примеры которых соответствуют заданному числовому условию, выбираются как атрибуты временного ряда. Условие определяется числовым параметром условия.

Диапазон:

атрибут

В этой опции можно выбрать требуемый атрибут.Имя атрибута можно выбрать из раскрывающегося списка параметра, если известны метаданные.

Диапазон:

атрибутов

В этой опции можно выбрать необходимые атрибуты. Это открывает новое окно с двумя списками. Все атрибуты присутствуют в левом списке. Их можно переместить в правый список, который представляет собой список выбранных атрибутов временного ряда.

Диапазон:

регулярное_выражение

Будут выбраны атрибуты, имена которых соответствуют этому выражению. Выражение можно указать в меню редактирования и предварительного просмотра регулярного выражения . Это меню дает хорошее представление о регулярных выражениях, а также позволяет одновременно пробовать разные выражения и предварительно просматривать результаты.

Диапазон:

use_except_expression

Если включено, можно указать исключение для первого регулярного выражения.Это исключение определяется параметром , за исключением параметра регулярного выражения .

Диапазон:

except_regular_expression

Этот параметр позволяет указать регулярное выражение. Атрибуты, соответствующие этому выражению, будут отфильтрованы, даже если они соответствуют первому выражению (выражение, которое было указано в параметре регулярного выражения ).

Диапазон:

value_type

Эта опция позволяет выбрать тип атрибута.Можно выбрать один из следующих типов: числовой, целочисленный, действительный.

Диапазон:

use_value_type_exception

Если включено, можно указать исключение для выбранного типа. Это исключение определяется параметром , за исключением параметра типа значения .

Диапазон:

except_value_type

Атрибуты, соответствующие этому типу, будут удалены из окончательного вывода, даже если они соответствуют ранее выбранному типу, указанному параметром value type .Здесь можно выбрать один из следующих типов: числовой, целочисленный, действительный.

Диапазон:

block_type

Эта опция позволяет выбрать тип блока атрибута. Можно выбрать один из следующих типов: value_series, value_series_start, value_series_end.

Диапазон:

use_block_type_exception

Если включено, можно указать исключение для выбранного типа блока.Это исключение определяется параметром , за исключением параметра типа блока .

Диапазон:

except_block_type

Атрибуты, соответствующие этому типу блока, будут удалены из окончательного вывода, даже если они соответствуют ранее выбранному типу с помощью параметра тип блока . Здесь можно выбрать один из следующих типов блоков: value_series, value_series_start, value_series_end.

Диапазон:

numeric_condition

Числовое условие, используемое типом фильтра числового условия.Числовой атрибут выбирается, если все примеры соответствуют указанному условию для этого атрибута. Например, числовое условие ‘> 6’ сохранит все числовые атрибуты, имеющие значение больше 6 в каждом примере. Возможна комбинация условий: ‘> 6 && <11' или '<= 5 || <0 '. Но && и || нельзя использовать вместе в одном числовом условии. Условия вроде '(> 0 && <2) || (> 10 && <12) 'недопустимы, потому что они используют как &&, так и ||.

Диапазон:

invert_selection

Если для этого параметра установлено значение true, выбор отменяется. В этом случае все атрибуты, не соответствующие указанному условию, выбираются как атрибуты временного ряда. Специальные атрибуты не выбираются независимо от параметра invert selection , так как для параметра include special attributes не задано значение true. В таком случае условие также применяется к специальным атрибутам, и выбор отменяется, если этот параметр отмечен.

Диапазон:

include_special_attributes

Специальные атрибуты — это атрибуты с особыми ролями. Это: идентификатор, метка, прогноз, кластер, вес и партия. Также атрибутам могут быть назначены пользовательские роли. По умолчанию специальные атрибуты не выбираются в качестве атрибутов временных рядов независимо от условий фильтрации. Если для этого параметра установлено значение true, специальные атрибуты также проверяются на соответствие указанным условиям, и выбираются те атрибуты, которые соответствуют условиям.

Диапазон:

add_time_series_name

Если для этого параметра установлено значение true, имя атрибута временного ряда добавляется в качестве префикса к имени атрибутов объекта. Результирующий ExampleSet будет иметь один пример и n атрибутов, где n = <количество временных рядов> x <количество функций>. Если для этого параметра установлено значение false, добавляется дополнительный атрибут с именем временной ряд с именем временного ряда.Результирующий ExampleSet будет иметь n примеров и m + 1 атрибутов, где n = <количество временных рядов> и m = <количество функций>. Роль атрибута временного ряда установлена ​​на id .

Диапазон:

сум

Если для этого параметра установлено значение true, вычисляется сумма значений временного ряда. Если недопустимые значения не игнорируются, сумма отсутствует, если отсутствует какое-либо значение временного ряда.Сумма равна положительной / отрицательной бесконечности, если во временном ряду есть хотя бы одно значение положительной / отрицательной бесконечности. Если во временном ряду есть положительные и отрицательные значения бесконечности, сумма отсутствует.

Диапазон:

среднее

Если для этого параметра установлено значение true, вычисляется среднее значение временного ряда. Если недопустимые значения не игнорируются, среднее значение отсутствует, если отсутствует какое-либо значение временного ряда, положительная или отрицательная бесконечность.

Диапазон:

geometry_mean

Если для этого параметра установлено значение true, вычисляется среднее геометрическое значений временного ряда. Если недопустимые значения не игнорируются, среднее геометрическое отсутствует, если какое-либо значение временного ряда отсутствует или отрицательная бесконечность. Среднее геометрическое — это положительная бесконечность, если во временном ряду есть хотя бы одно значение положительной бесконечности.

Диапазон:

first_quartile

Если для этого параметра установлено значение true, вычисляется первый квартиль значений временного ряда.Если недопустимые значения не игнорируются, эти значения перечисляются так же, как конечные значения для определения первого квартиля.

Диапазон:

(медиана)

Если для этого параметра установлено значение true, вычисляется медиана значений временного ряда. Если недопустимые значения не игнорируются, эти значения перечисляются так же, как конечные значения для определения медианы.

Диапазон:

third_quartile

Если для этого параметра установлено значение true, вычисляется третий квартиль значений временного ряда.Если недопустимые значения не игнорируются, эти значения перечисляются так же, как конечные значения для определения третьего квартиля.

Диапазон:

мин

Если для этого параметра установлено значение true, вычисляется минимум значений временного ряда. Если недопустимые значения не игнорируются, отрицательная и положительная бесконечность учитываются для определения минимума, а отсутствующие значения игнорируются.

Диапазон:

макс.

Если для этого параметра установлено значение true, вычисляется максимальное из значений временного ряда. Если недопустимые значения не игнорируются, отрицательная и положительная бесконечность учитываются для определения максимума, а отсутствующие значения игнорируются.

Диапазон:

std_deviation

Если для этого параметра установлено значение true, рассчитывается стандартное отклонение значений временного ряда.Если недопустимые значения не игнорируются, стандартное отклонение отсутствует, если отсутствует какое-либо значение временного ряда, положительная или отрицательная бесконечность.

Диапазон:

эксцесс

Если для этого параметра установлено значение true, вычисляется эксцесс значений временного ряда. Если недопустимые значения не игнорируются, эксцесс отсутствует, если отсутствует какое-либо значение временного ряда, положительная или отрицательная бесконечность.

Диапазон:

асимметрия

Если для этого параметра установлено значение true, вычисляется асимметрия значений временного ряда.Если недопустимые значения не игнорируются, эксцесс отсутствует, если отсутствует какое-либо значение временного ряда, положительная или отрицательная бесконечность.

Диапазон:

ignore_invalid_values

Если для этого параметра установлено значение true, недопустимые значения (пропущенная, положительная и отрицательная бесконечность) игнорируются при вычислении функций.

Диапазон:

Настройки извлечения функций — tsfresh 0.18.1.dev21 + g28dff2b документация

При запуске нового проекта по науке о данных, включающего временные ряды, вы, вероятно, захотите начать с извлечения исчерпывающий набор функций.Позже вы сможете определить, какие функции имеют отношение к поставленной задаче. На заключительных этапах вы, вероятно, захотите точно настроить параметры функций для точной настройки ваших моделей.

Вы можете делать все это с помощью tsfresh. Итак, вам нужно знать, как контролировать, какие функции рассчитываются с помощью tsfresh. и как можно настроить параметры. В этом разделе мы проясним это.

Для ленивых: позвольте мне вычислить некоторые характеристики¶

Итак, чтобы просто рассчитать полный набор функций, вызовите tsfresh.extract_features () без передача объекта default_fc_parameters или kind_to_fc_parameters , что означает, что вы используете параметры по умолчанию (который будет использовать все калькуляторы функций в этом пакете для того, что мы считаем нормальными параметрами по умолчанию).

Для продвинутых: как установить параметры для всех видов временных рядов? ¶

После более глубокого изучения ваших данных вы, возможно, захотите вычислить больше одного типа объекта и меньше другого. тип.Итак, вам нужно использовать пользовательские настройки для экстракторов функций. Чтобы сделать это с помощью tsfresh, вам нужно будет использовать объект пользовательских настроек:

 >>> from tsfresh.feature_extraction import ComprehensiveFCParameters
>>> settings = ComprehensiveFCParameters ()
>>> # Задайте здесь параметры объекта настроек, как показано в абзацах ниже
>>> # ...
>>> from tsfresh.feature_extraction import extract_features
>>> extract_features (df, default_fc_parameters = настройки)
 

Ожидается, что default_fc_parameters будет словарем, который отображает имена калькуляторов функций (названия функций вы можете найти в файле tsfresh.feature_extraction.feature_calculators файл) в список словарей, которые являются параметрами, с которыми функция будет вызываться (в виде пар ключ-значение). Каждая функция Комбинация параметров, содержащаяся в этом слове, будет вызвана во время извлечения и создаст функцию. Если функция не принимает никаких параметров, значение должно быть установлено на Нет .

Например,

 fc_parameters = {
    "длина": Нет,
    "large_standard_deviation": [{"r": 0,05}, {"r": 0.1}]
}
 

будет производить три функции: одна путем вызова tsfresh.feature_extraction.feature_calculators.length () функция без параметров и две путем вызова tsfresh.feature_extraction.feature_calculators.large_standard_deviation () с r = 0,05 и r = 0,1 .

Таким образом, вы можете контролировать, какие функции будут извлечены, путем добавления / удаления ключей или параметров из этого dict. Это так просто. Если вы решите не рассчитывать здесь объект длины, вы удалите его из словаря:

 del fc_parameters ["длина"]
 

А теперь вычисляются только две другие характеристики.

Для удобства предопределены три словаря, которые можно использовать сразу:

Теоретически вы можете рассчитать неограниченное количество функций с помощью tsfresh, добавляя запись после записи в толковый словарь.

Для амбициозных: как установить параметры для разных типов временных рядов? ¶

Также возможно индивидуальное управление извлекаемыми характеристиками для различных типов временных рядов. Вы можете сделать это, передав другой словарь в функцию извлечения как

kind_to_fc_parameters = {«kind»: fc_parameters}

параметр.Этот dict должен быть отображением имен видов (в виде строки) на объекты fc_parameters , который вы обычно передаете в качестве аргумента для параметра default_fc_parameters .

Так, например, используя

 kind_to_fc_parameters = {
    "temperature": {"mean": нет},
    "давление": {"максимум": нет, "минимум": нет}
}
 

извлечет «среднее» из временного ряда «температура» и «минимум» и «максимум» из «давление» временных рядов.

Аргумент kind_to_fc_parameters частично переопределит default_fc_parameters . Итак, если вы включите вид в параметре kind_to_fc_parameters , его значение будет использоваться для этого типа. Другие типы по-прежнему будут использовать default_fc_parameters .

Удобный трюк: действительно ли мне нужно создавать словарь вручную? ¶

Не обязательно. Предположим, у вас есть DataFrame с функциями tsfresh. Используя алгоритмы выбора функций, вы обнаруживаете, что релевантна только подгруппа функций.

Затем мы предоставляем метод tsfresh.feature_extraction.settings.from_columns () , который создает kind_to_fc_parameters словарь из имен столбцов этой отфильтрованной матрицы функций, чтобы убедиться, что извлекаются только релевантные функции.

Это может сэкономить огромное количество времени, потому что вы предотвратите расчет ненужных функций. Проиллюстрируем это на примере:

 # X_tsfresh содержит извлеченные функции tsfresh
X_tsfresh = extract_features (...)  # которые теперь отфильтрованы, чтобы содержать только релевантные функции
X_tsfresh_filtered = some_feature_selection (X_tsfresh, y, ....)  # мы можем легко построить соответствующий объект настроек
kind_to_fc_parameters = tsfresh.
No related posts.