Расчет света для аквариума (немного математики)

[oltrew]

Допис від Starcomputer

При минерализации воды ее прозрачность увеличивается. Не помню уж где я это вычитал, но это так.

Читал прямо противоположное - что любая минерализация увеличивает поглощение. И что пресная вода при прочих равных (загрязненность, окрашенность и др.) поглощает меньше морской. А наименьшее поглощение - у двойного дистиллята. Мне это показалось само собой разумеющимся.
Тоже не помню где читал.

Допис від Starcomputer

света корралам нужно больше, а вот ламп ставят меньше по сравнению с травниками.

Возможно, это связано с тем, что в обычном аквариуме боковые и задняя стенки, а иногда частично и поверхность воды закрыты растениями, полноценно отражает свет лишь фронтальное стекло. А в морском все открыто и кораллов достигает гораздо больше света.

[oltrew]

Посчитал немного, какими должны быть пропорции отражателя, чтобы весь свет попадал на дно аквариума.
До угла альфа 61,8 градусов весь свет отразится от вертикальных стекол. tg(61,8) = 1,865 Для полной ширины отражателя (два треугольника) умножаем на два = 3,73. Пропорция ширина/высота до лампы отражателя не должна быть больше 3,73.
Например, если известна высота a от лампы до края отражателя, то ширина отражателя должна быть не больше a*3,73. Или если известна ширина отражателя b, то расстояние от плоскости его краев до лампы не должно превышать b/3,73.

Простенькая пропорция, но, надеюсь, аквариумистам, изготавливающим самодельные отражатели, пригодится. И в несамодельном тоже пригодится - иногда лучше поднять лампу в рефлекторе повыше, чтобы свет из воды не уходил, а расфокусировка в аквариуме несущественна, аквариум сам отражатель.

[Artemij]

Вот расчёты в первом посте - это самые справедливые, которые я видел на этом сайте. Только в конце я бы для далёких от физики людей написал большими буквами, что 2 лампы по 20Вт не дают 40Вт! А то люди ставят кучу мелких ламп и говорят потом, что у них 1Вт на литр и непонятно почему растения чахнут!
Starcomputer, вы как человек, не одну собаку на это деле съевший, может составите простенькую формулу зависимости Вт от высоты акваса. Или даже не формулу а таблицу для высот акваса типа:
20-25см - 9Вт
25-30см - 15Вт
30-35см - 20Вт
И человеку сразу понятно - у него аквас 32 см высоты, к примеру, значит надо брать 20Вт лампочки, а сколько это уже в зависимости от площади дна...

Хотя тут бы и не помешал коэфициент зависимости от типа лампы (спираль, Т5, МГ), наличие отражателя и т.д. Но это уже знающий человек и сам прикинет при надобности.

[oltrew]

Допис від Artemij

2 лампы по 20Вт не дают 40Вт!

Разумеется, не дают. Они их потребляют. А чем короче лампы, тем ниже их световая эффективность.

К одной лишь высоте привязать нельзя, от длины-ширины аквариума тоже много зависит.
Здесь уже упоминались амановские "Вт/м2" и гибридный параметр Эрик Олсона "Ватт на оценочную площадь поверхности".
Могу предложить еще один оригинальный вариант расчета света. Зачем вообще пытаться параметры аквариума сложить в одну единицу? При выборе света достоверной выглядит, например, такая рекомендация:
10 лм на 1 см длины
+10 лм на 1 см ширины
+30 лм на 1 см высоты.
Но это НЕПРАВИЛЬНО - освещенность убывает нелинейно. Точка.

[oltrew]

Как сделать или установить готовый отражатель, чтобы он не светил в глаза?
Дополню расчет пропорций в посте 122 для многоламповых или подвесных светильников. Для неиндивидуальных отражателей, когда лампа расположена не по центру, берем не ширину отражателя, а расстояние от нормали лампы до дальнего края отражателя (бОльшую половину). Чтобы весь свет отразился от вертикальных стенок, отношение полуширины к высоте (0,5b/a на той схеме) должно быть не более 1,865.
А если поднимать отражатель повыше над водой, то уже актуальна задача попадания всего светового потока на поверхность воды. Для того, чтобы весь свет в проекции с торца попадал в аквариум, бОльшая полуширина отражателя должна быть не более:
, где
b - бОльшая полуширина отражателя;
a - расстояние от нормали лампы к поверхности до края аквариума;
c - расстояние от отражателя до поверхности воды;
h - расстояние от лампы до края отражателя;

Ну и производные из формулы: если b известно (отражатель уже есть), то можно узнать расстояние до воды c:
c <= h*(a-b)/b

или, если ширина отражателя задана или ограничена, то высоту h:
h >= b*c /(a-b)

[oltrew]

В копилку световой аквамудрости еще немного математики.
Возник вопрос: как рассчитать длину параболы для самостоятельного выгибания?

Сделал такую формулу с гиперболическим арксинусом в Excel (скопировать и вставить в любую ячейку):
=(2*B2*A2*(4*B2^2*A2^2+1)^0,5+ASINH(2*B2*A2))/4/B2

A2 - полуширина параболического отражателя; B2 - коэффициент k. Все для функции y=kx^2.
Результат - длина отрезка параболы (половинка отражателя).

За основу взял неинтегральный расчет по первой ссылке Гугла, но там для (x,y) и без k, поэтому немного переработан.

[ВасилийМетролог]

Допис від Starcomputer

Угловой коэффициент можно посчитать, зная угол от центра лампы к краям аквариума, допустим этот угол равен 120 грд, тогда Ку = 120 / 360 = 0,33, а световой поток лампы должен быть равен:
Fл = 817 / 0,33 = 2476 Lm

Нам вполне хватит лампы FHO 39W. При аквариуме 78 * 40 * 40 (124 литра) это будет 0,31 ватт/литр. В принципе то-же самое, что и при подборе эмпирическим путем.

вот я себе тоже посчитал, только я не понял как Вы определяете какая мощность лампы нужна???

[oltrew]

Тем, кто уже забыл теорему Пифагора (как я).
Чтобы светодиоды не светили мимо и чтобы свет не выходил из аквариума, нужно использовать светодиоды с углом свечения не более 123 градусов и поднимать на высоту не более h по простенькой формуле
h ≤ b*ctgα

α - половина угла свечения СД;
b - расстояние до края;
h - высота до поверхности воды.

В Excel такая формула:
h =1/TAN(А1*ПИ()/180)*А2
где А1 - угол α , А2 - расстояние до края b.

Если высота фиксирована (крышка), то можно рассчитать расстояние до края, чтобы не налепить диодов слишком близко или далеко.
b ≥ h*tgα

[пень]

Ну если так высоко лампы ставить...
Обычно у меня лампы Т8 стоят ДО 3-х сантиметров от уровня воды

[oltrew]

пень, совсем не высоко. Например, для обычных 120-градусных СД, если они стоят в 10 см от края, высота от воды должна быть не более 5,77 см.
Высоко ставить линзы нужны.

[пень]

Допис від oltrew

пень, совсем не высоко. Например, для обычных 120-градусных СД, если они стоят в 10 см от края, высота от воды должна быть не более 5,77 см.
Высоко ставить линзы нужны.

По рисунку так они с пол метра от поверхности

[Саня_78]

вот наткнулся на калькулятор и решил пощитатся
моя банка: 69см длина, 33см ширина, 40см водяной столб, 10см от ламп до воды, отражатели трапеция.
мои лампы Т8 3шт*18ВТ (всего=54Вт), выдают 1300Лм+1300Лм+550Лм = 3150Лм

по калькулятору получается, что освещённость на дне должна достигать около 2500Люкс при имеющемся у меня освещени. (то есть задав освещённость 2600Люкс я получил что требуется световой поток 3013Лм и 38Вт мощности, которые у меня в наличии)
если ветить вот этому

Вот немного сведений по освещенности для разных растений (по данным "Укропа"):
Слабый свет, < 500 люкс:
Cryptocoryne affins, Cryptocoryne nevillii, Cryptocoryne wendtii, Vesicularia dubyana
Умеренный свет, 500-1000:
Acorus sp., Anubias nana, Aponogeton madagascariensis, Echinodorus sp., Lagenandra sp., Nomaphila stricta, Sagittaria sp.
Яркий, 1000-1500:
Aponogeton sp., Bacopa caroliniana, Ceratopterus thalictroides, Egeria densa, Ludwigia sp., Marsilea sp., Nymphoides aquatica
Очень яркий, > 1500:
Camomba sp., Heteranthera zosterifolia, Hygrophilia polysperma, Limnobium laevigatum, Limnophilia aquatica, Microsorium pteropus, Myriopyllum sp., Nuphar sagittifolium, Nymphaea maculata, Pistia stratiotes, Riccia fluitans, Salvinia auriculata, Synnema triflorum, Vallinsneria ap.

ТО получается что моего света достаточно для любых требовательных к свету растений???

[пень]

Допис від Саня_78

ТО получается что моего света достаточно для любых требовательных к свету растений???

С избытком.
... для зелёных... "друзей"

[Саня_78]

Допис від пень

С избытком.
... для зелёных... "друзей"

"друзей"-водорослЕй? так что предлагаете, свет экономить - одну лампочку выкрутить?
зелёные "друзья" переборчивы в спектре мне кажется. Как я заметил, им нравится когда много света ближе к ультрафиолету (880 лампа для них самое ТО)


Калькулятор похоже результат сильно заниженный выдаёт (в плане необходимой силы света ламп). Без Люксометра канешно не разберёшся , но мне кажется что-бы на дне моей банки было 2500Люкс реально надо что бы лампы выдавали 5000Лм+.

[пень]

Выкидывать ненадо. Ну а на счёт Цвета... у меня сейчас все 770. Совсем голубой. И ни слуху ни духу "друзей".
Количество... считай. стандартный 450 литров с наружи и 6 ламп по 36 ват.
Токо я освещаю по 3,5 + 3,5 часа в сутки.
Растения выкидываю, т.к. уже некому отдавать.