К основному контенту

Улей для пчел

На основании выводов заметки На пути к улью для пчел предлагаю следующую конструкцию:


Серым цветом показаны ПИР-плиты толщиной 30 мм, желтым - деревянные рейки сечением 5×30 мм. На нижнем рисунке крышка снята.

В середине конструкции - гнездовой корпус. Для минимизации площади ограждения его желательно сделать в форме цилиндра, но я сделал в форме шестигранной призмы, так легче изготавливать. Допускаю четырехугольную призму - малоформатник 300×300 мм - чтобы облегчить переход для желающих. При толщине стенки 300 мм внешняя  грань - 210 мм, внутренняя - 175.4 мм; высота (вместе с рейками обвязки) - 600 мм. При таких габаритах внутренний объем равен 47.9 литра, площадь поперечного сечения - примерно 8 дм². Если его полностью застроить сотами, оставив внизу 20 мм свободными, получится 139 дм² двусторонних сот - более, чем достаточно для сильной семьи (больше, чем у 12-рамочного дадана объемом 63 литра). Для устойчивости сот необходимо предусмотреть снозы, как в колоде. Леток круглый диаметром 60 мм в центре одной из шести граней, разделен горизонтальной деревянной перегородкой толщиной 20 мм и площадью 60×60мм на два летка по 8 см² каждый. Центр летка по высоте расположен на 200 мм от пола.

Гнездовой корпус помещен в корпус-ограждение в виде четырехугольной призмы с внутренними размерами 450×450мм. Размер выбран из соображений достаточности и совместимости со стандартными корпусами, которые можно будет использовать при переходе. Леток - такой же как в гнездовом корпусе, но на высоте 100 мм от пола (возможны другие варианты).

Таким образом, улей имеет двойное ограждение. Между стенками ограждения ставятся ПЭТ-бутылки с водой в качестве теплового аккумулятора; заполняются неполностью (примерно на 80%) для предотвращения разрыва при замерзании. Бутылки могут плотно приникать к гнездовому корпусу, а с внешним должны иметь зазор 10-20 мм. Общий объем воды 20-30 литров.

Пол - квадрат 580×580 мм из того же материала с дренажными отверстиями для выхода конденсата или воды при аварийном повреждении теплового аккумулятора. Имеются бортики для установки и устойчивости корпусов.

Крыша вальмовая состоит из потолка 580×580 мм с наклеенной на него четырехугольной пирамидой высотой 290 мм; надевается в нахлобучку.

Рассчитаем термическое сопротивление, теплоемкость и постоянную времени предложенной конструкции.

1. Термическое сопротивление гнездового корпуса $$ R_{in} = \frac{1}{\Sigma \frac{A_i}{R_i}}$$
Площадь боковой грани: Aгр = 2.1×6=12.6 дм² = 0.126 м², сопротивление Rгр = 0.9 м²·K/Вт. Площадь пола (потолка) Aп = 11.5 дм² = 0.115 м², сопротивление минимум в два раза больше, чем у боковых граней, т.к. над  потолком - крыша, а под полом - земля: Rп = 1.8 м²·K/Вт. Общий коэффициент теплопотерь: \(\Sigma \frac{A_i}{R_i}\) = 6×0.126/0.9 + 2×0.115/1.8 = 0.97 Вт/К, соответnвенно, \(R_{in}\) = 1.2 K/Вт.
2. Теплоемкость гнездового корпуса с сотами, пчелами и медом:
Теплоемкость корпуса возьмем 1.2 кДж/К, сот - 108 кДж/К, пчел -7 кДж/К, меда - 25 кДж/К.
Итого: \(C_{in}\) =1.2 + 108 + 7 + 25 = 141 кДж/К.
3. Термическое сопротивление наружного корпуса считаем аналогично: 
общий коэффициент теплопотерь \(4×(0.6×0.5)/0.9 + 2×(0.5×0.5)/1.8 = 1.6 Вт/К\), величина обратная - \(R_{out}= 0.62 Вт/К\).
4. Теплоемкость ограждения:
складывается из теплоемкости материала корпуса ограждения и теплоемкости водяного аккумулятора. Теплоемкость ограждения можно оценить в 2.5 кДж/К, а воды 20 л - в 84 кДж/К. Итого \(C_{out}\)~ 87 кДж/К.
5. Постоянная времени
не может быть посчитана, как, например, сумма постоянных времени \(\tau_{in}\) (35 часов) и \(\tau_{out}\) (12 часов), она находится из следующей эквивалентной схемы: 
Характеристическое уравнение: $$s²(R_{in}C_{in}R_{out}C_{out})+s(R_{in}C_{in}+R_{out}C_{out}+R_{in}C_{out})+1=0$$
Если задать начальные условия в виде температуры в гнезде +20°С и температуры снаружи -10°С, и предположить, что пчелы не греют, а вода не совершает фазовый переход (не превращается в лед при охлаждении ниже нуля градусов по Цельсию), то переходной процесс остывания выглядел бы так:
🐝 Python-скрипт

  """ Остывание двухслойного улья """
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# --- УТОЧНЕННЫЕ ДАННЫЕ ---
Ci = 141000   # Гнездо (Дж/К)
Ri = 0.9      # Внутренняя стенка (К/Вт)
Co = 87000    # Вода (Дж/К)
Ro = 0.5      # Внешняя стенка (К/Вт)

T_start = 20.0  # Начальная температура (°C)
T_env = -10.0   # Температура на улице (°C)

# --- МАТЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ---
a = Ri * Ci * Ro * Co
b = (Ri * Ci) + (Ro * Co) + (Ri * Co)
roots = np.roots([a, b, 1])
t1, t2 = -1/roots  # Постоянные времени (tau_slow, tau_fast) в секундах

t_hours = np.linspace(0, 300, 1000)
t_sec = t_hours * 3600

# Коэффициенты для Гнезда (Nest)
An = t1 / (t1 - t2)
# Расчет фактической температуры T(t) = T_env + (T_start - T_env) * Response
Tn = T_env + (T_start - T_env) * (An * np.exp(-t_sec/t1) + (1 - An) * np.exp(-t_sec/t2))

# Коэффициенты для Воды (Water)
Aw = (t1 - Ri*Ci) / (t1 - t2)
Tw = T_env + (T_start - T_env) * (Aw * np.exp(-t_sec/t1) + (1 - Aw) * np.exp(-t_sec/t2))

# Поиск времени достижения 63% падения (до температуры ~1.1°C при старте 20 и финише -10)
T_target = T_env + (T_start - T_env) * 0.368
idx_n = np.argmin(np.abs(Tn - T_target))
idx_w = np.argmin(np.abs(Tw - T_target))

# --- ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ---
plt.figure(figsize=(10, 6))
plt.plot(t_hours, Tn, 'r-', lw=2.5, label=f'Гнездо (63% через {t_hours[idx_n]:.1f} ч)')
plt.plot(t_hours, Tw, 'b--', lw=2, label=f'Вода (63% через {t_hours[idx_w]:.1f} ч)')

plt.axhline(T_env, color='black', linestyle=':', label='Улица (-10°C)')
plt.axhline(0, color='gray', lw=1, alpha=0.5, label='Ноль градусов')
plt.axhline(T_target, color='green', linestyle=':', alpha=0.5, label='Уровень 63% остывания')

plt.title('Остывание двухслойного улья')
plt.xlabel('Время (часы)')
plt.ylabel('Температура (°C)')
plt.legend()
plt.grid(True, which='both', alpha=0.2)
plt.ylim(T_env - 2, T_start + 2)

print(f"Эффективная tau гнезда: {t_hours[idx_n]:.1f} ч")
print(f"Эффективная tau воды: {t_hours[idx_w]:.1f} ч")
plt.show()
    
До уровня 0.632 гнездо остывало бы около 69.4 часа, т.е. почти трое суток - в полтора раза дольше, чем рассмотренный ранее теплый клей из 40 мм ЭППС, но, заметим, быстрее, чем гнездо в дупле дерева (там постоянная времени составила 167 часов). Температура в гнезде опустится до нуля примерно через 75 часов. Обратите внимание, что 20 литров воды достигли температуры 0°С примерно за сутки. После этого начинается превращение ее в лед с выделением теплоты плавления, и она будет иметь температуру 0°С пока вся не застынет:
🐝 Python-скрипт

  """ Остывание при замерзании """
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# --- УТОЧНЕННЫЕ ДАННЫЕ (ваши значения) ---
Ci = 141000  # Гнездо (Дж/К)
Ri = 0.9  # Внутренняя стенка (К/Вт)
Co = 87000  # Вода (Дж/К)
Ro = 0.5  # Внешняя стенка (К/Вт)

Mass_water = 20  # кг (20 литров)
Lambda = 334000  # Удельная теплота плавления льда (Дж/кг)
Q_ice_total = Mass_water * Lambda

T_start = 20.0  # Начальная температура (°C)
T_env = -10.0  # Улица (°C)

dt = 60  # Шаг 1 минута
hours = 500  # Длительность (около 20 суток)
steps = int(hours * 3600 / dt)

# Массивы для данных
time_arr = np.zeros(steps)
T_nest_arr = np.zeros(steps)
T_water_arr = np.zeros(steps)
Ice_percent = np.zeros(steps)

Ti, Tw = T_start, T_start
Q_frozen = 0.0

for i in range(steps):
    # 1. Потоки тепла
    flow_nest_to_water = (Ti - Tw) / Ri
    flow_water_to_env = (Tw - T_env) / Ro

    # 2. Изменение температуры гнезда
    Ti -= (flow_nest_to_water / Ci) * dt

    # 3. Логика аккумулятора (вода/лед)
    net_flow_water = flow_nest_to_water - flow_water_to_env  # Отрицательный при остывании

    if Tw > 0.01:
        # Обычное охлаждение воды до 0
        Tw += (net_flow_water / Co) * dt
    elif Q_frozen < Q_ice_total and net_flow_water < 0:
        # ФАЗОВЫЙ ПЕРЕХОД: температура замерзла на 0
        Tw = 0.0
        Q_frozen -= net_flow_water * dt  # Энергия уходит наружу
    elif Q_frozen >= Q_ice_total:
        # Вода полностью стала льдом, охлаждаем лед ниже 0
        # Теплоемкость льда ~2100 Дж/кг*К (в 2 раза меньше воды)
        Tw += (net_flow_water / (Co * 0.5)) * dt
    else:
        Tw += (net_flow_water / Co) * dt

    time_arr[i] = i * dt / 3600
    T_nest_arr[i] = Ti
    T_water_arr[i] = Tw
    Ice_percent[i] = (Q_frozen / Q_ice_total) * 100

# --- ПОИСК КРИТИЧЕСКИХ ТОЧЕК ---
# Когда гнездо достигнет 0 градусов?
idx_zero = np.where(T_nest_arr <= 0)[0]
time_to_zero = time_arr[idx_zero[0]] if len(idx_zero) > 0 else 0

# --- ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ---
fig, ax1 = plt.subplots(figsize=(12, 7))

ax1.plot(time_arr, T_nest_arr, 'r-', label='Температура в гнезде', lw=2.5)
ax1.plot(time_arr, T_water_arr, 'b--', label='Температура воды/льда', lw=1.5)
ax1.axhline(0, color='black', lw=1, alpha=0.5)
ax1.axhline(T_env, color='gray', linestyle=':', label='Улица (-10°C)')

ax1.set_xlabel('Время (часы)')
ax1.set_ylabel('Температура (°C)')
ax1.set_title('Остывание при замерзании 20 литров воды')
ax1.grid(True, alpha=0.2)

# Вторая ось для льда
ax2 = ax1.twinx()
ax2.fill_between(time_arr, 0, Ice_percent, color='cyan', alpha=0.15, label='Процент льда')
ax2.set_ylabel('Замерзание воды (%)')
ax2.set_ylim(0, 105)

# Аннотация
if time_to_zero > 0:
    ax1.annotate(f'Гнездо достигло 0°C через {time_to_zero:.0f} ч',
                 xy=(time_to_zero, 0), xytext=(time_to_zero + 20, 5),
                 arrowprops=dict(facecolor='black', shrink=0.05))

ax1.legend(loc='upper right')
ax2.legend(loc='lower right')
plt.show()
Время остывания гнезда до 0°С увеличилось практически вдвое и составило 176 часов. И можно сказать, что эквивалентная постоянная времени фактически сравнялась с постоянной времени гнезда в живом дереве.
Но если в гнезде есть пчелы, то они не дожидаются полного замерзания и генерируют тепло. Предположим, мощность термогенеза составляет 10 Вт:
🐝 Python-скрипт

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# --- УТОЧНЕННЫЕ ДАННЫЕ (параметры из вашего запроса) ---
Ci, Ri = 141000, 0.9  # Гнездо
Co, Ro = 87000, 0.5  # Вода
P_bees = 10.0  # Тепловая мощность пчел (Вт)
Mass_water = 20.0  # кг (литров)
Lambda = 334000  # Дж/кг

T_start = 20.0  # Начальная температура внутри (°C)
T_env = -10.0  # Температура снаружи (°C)

dt = 60  # Шаг 1 минута
hours = 600  # Длительность 25 суток
steps = int(hours * 3600 / dt)

# Подготовка массивов
time_arr = np.zeros(steps)
T_nest_arr = np.zeros(steps)
T_water_arr = np.zeros(steps)
Ice_percent = np.zeros(steps)

Ti, Tw = T_start, T_start
Q_frozen = 0.0
Q_ice_total = Mass_water * Lambda

for i in range(steps):
    # 1. Тепловые потоки (Ватты)
    flow_in = (Ti - Tw) / Ri  # Из гнезда в воду
    flow_out = (Tw - T_env) / Ro  # Из воды на улицу

    # 2. Гнездо: приток от пчел минус потери в стенку
    Ti += ((P_bees - flow_in) / Ci) * dt

    # 3. Аккумулятор: баланс тепловых потоков
    net_flow = flow_in - flow_out  # Положительно, если вода греется

    if Tw > 0.01:
        # Вода остывает до нуля
        Tw += (net_flow / Co) * dt
    elif Q_frozen < Q_ice_total and net_flow < 0:
        # ФАЗОВЫЙ ПЕРЕХОД: замерзание
        Tw = 0.0
        Q_frozen -= net_flow * dt
    elif Q_frozen > 0 and net_flow > 0:
        # ФАЗОВЫЙ ПЕРЕХОД: оттаивание
        Tw = 0.0
        Q_frozen -= net_flow * dt
    elif Q_frozen >= Q_ice_total:
        # Лёд остывает ниже нуля (Cp льда ~2100)
        Tw += (net_flow / (Co * 0.5)) * dt
    else:
        Tw += (net_flow / Co) * dt

    time_arr[i] = i * dt / 3600
    T_nest_arr[i] = Ti
    T_water_arr[i] = Tw
    Ice_percent[i] = (max(0, Q_frozen) / Q_ice_total) * 100

# --- ВИЗУАЛИЗАЦИЯ (Две шкалы на одном графике) ---
fig, ax1 = plt.subplots(figsize=(12, 7))

# Температурные кривые
ax1.plot(time_arr, T_nest_arr, 'r-', label='Температура в гнезде', lw=2.5)
ax1.plot(time_arr, T_water_arr, 'b--', label='Температура аккумулятора', lw=1.5)
ax1.axhline(0, color='black', lw=1, alpha=0.4)
ax1.axhline(T_env, color='gray', linestyle=':', label='Улица (-10°C)')

ax1.set_xlabel('Время (часы)')
ax1.set_ylabel('Температура (°C)', color='black')
ax1.set_ylim(T_env - 2, T_start + 2)
ax1.grid(True, alpha=0.2)

# Правая шкала для льда
ax2 = ax1.twinx()
ax2.fill_between(time_arr, 0, Ice_percent, color='cyan', alpha=0.15, label='Процент льда')
ax2.set_ylabel('Замерзание воды (%)', color='darkcyan')
ax2.set_ylim(0, 100)

# Финальное оформление
plt.title(f'Динамика улья: подогрев {P_bees}Вт, мороз {T_env}°C, вода 20л')
ax1.legend(loc='upper right', bbox_to_anchor=(0.95, 0.95))
ax2.legend(loc='lower right', bbox_to_anchor=(0.95, 0.05))

plt.show()
Как видим, в этом случае полное замерзание льда произойдет примерно за 10 суток. 
Однако пчелы не держат уровень термогенеза на одном уровне, они его регулируют для поддержания температуры. Предположим, что они поддерживают температуру на уровне 10°С:
🐝 Python-скрипт

  import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# --- УТОЧНЕННЫЕ ДАННЫЕ ---
Ci, Ri = 141000, 0.9
Co, Ro = 87000, 0.5
Mass_water = 20.0
Lambda = 334000
Q_ice_total = Mass_water * Lambda

# Параметры пчел (Термостат)
T_target = 10.0  # Целевая температура в гнезде
P_max = 20.0  # Макс. мощность клуба (Вт)
P_min = 2.0  # Мин. мощность (метаболизм покоя)

T_start = 20.0  # Начало
T_env = -10.0  # Усилиммороз для наглядности

dt = 60
hours = 800  # 33 суток
steps = int(hours * 3600 / dt)

time_arr = np.zeros(steps)
T_nest_arr = np.zeros(steps)
T_water_arr = np.zeros(steps)
P_bees_arr = np.zeros(steps)
Ice_percent = np.zeros(steps)

Ti, Tw = T_start, T_start
Q_frozen = 0.0

for i in range(steps):
    # 1. Расчет необходимой мощности пчел (ПИ-регулятор не нужен, достаточно пропорционального)
    # Пчелы пытаются компенсировать потери в воду, чтобы удержать T_target
    p_req = (T_target - Tw) / Ri
    current_P = np.clip(p_req, P_min, P_max)

    # 2. Тепловые потоки
    flow_in = (Ti - Tw) / Ri
    flow_out = (Tw - T_env) / Ro

    # 3. Динамика гнезда
    Ti += ((current_P - flow_in) / Ci) * dt

    # 4. Динамика аккумулятора (с фазовым переходом)
    net_flow = flow_in - flow_out

    if Tw > 0.01:
        Tw += (net_flow / Co) * dt
    elif Q_frozen < Q_ice_total and net_flow < 0:
        Tw = 0.0
        Q_frozen -= net_flow * dt
    elif Q_frozen > 0 and net_flow > 0:
        Tw = 0.0
        Q_frozen -= net_flow * dt
    elif Q_frozen >= Q_ice_total:
        Tw += (net_flow / (Co * 0.5)) * dt
    else:
        Tw += (net_flow / Co) * dt

    time_arr[i] = i * dt / 3600
    T_nest_arr[i] = Ti
    T_water_arr[i] = Tw
    P_bees_arr[i] = current_P
    Ice_percent[i] = (max(0, Q_frozen) / Q_ice_total) * 100

# --- ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ---
fig, ax1 = plt.subplots(figsize=(12, 8))

# Левая ось: Температуры и Мощность
ax1.plot(time_arr, T_nest_arr, 'r-', label='Температура в гнезде (°C)', lw=2.5)
ax1.plot(time_arr, T_water_arr, 'b--', label='Температура воды/льда (°C)', lw=1.5)
ax1.plot(time_arr, P_bees_arr, 'g-', label='Мощность пчел (Вт)', lw=2, alpha=0.8)

ax1.axhline(T_target, color='red', linestyle=':', alpha=0.5, label='Цель +10°C')
ax1.axhline(0, color='black', lw=1, alpha=0.3)
ax1.set_xlabel('Время (часы)')
ax1.set_ylabel('Температура (°C) / Мощность (Вт)')
ax1.set_ylim(min(T_env, -5), max(P_max, T_start) + 5)
ax1.grid(True, alpha=0.2)

# Правая ось: Лед
ax2 = ax1.twinx()
ax2.fill_between(time_arr, 0, Ice_percent, color='cyan', alpha=0.15, label='Замерзание льда (%)')
ax2.set_ylabel('Замерзание воды (%)', color='darkcyan')
ax2.set_ylim(0, 100)

plt.title(f'Адаптивный термогенез пчел (T_target={T_target}°C, T_env={T_env}°C)')
ax1.legend(loc='upper left')
ax2.legend(loc='upper right')

plt.show()
В этом случае полное замерзание воды происходит еще дольше - примерно за 270 часов. Пока лед застыл не весь (температура аккумулятора 0°С) пчелы генерируют около 11.5 Вт, а после его застывания - около 14 Вт, это позволяет им поддерживать температуру на уровне 10°С.
Во время термогенеза пчелы потребляют мед и отдают влагу. Если, например 80% ее вновь конденсируется внутри улья, то возвращается теплота парообразования, а если эта метаболическая вода застынет - то и теплота плавления льда:
🐝 Python-скрипт

  """ Эффект конденсации """
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# --- ДАННЫЕ ---
Ci, Ri = 141000, 0.9
Co, Ro = 87000, 0.5
Mass_water_acc = 20.0  # кг (в бутылках)
Lambda_ice = 334000
L_cond = 2260000  # Теплота конденсации (Дж/кг)

# Параметры пчел
T_target = 10.0
P_max, P_min = 50.0, 2.0
Honey_energy = 13000000  # Дж/кг меда
Water_per_honey = 0.67  # кг воды / кг меда
Eta_cond = 0.2  # 30% влаги конденсируется в межкорпусном пространстве

T_start, T_env = 20.0, -10.0  # Суровый мороз для проверки

dt = 60
hours = 800
steps = int(hours * 3600 / dt)

# Массивы
time_arr, T_nest_arr, T_water_arr = np.zeros(steps), np.zeros(steps), np.zeros(steps)
P_bees_arr, Ice_percent, Honey_total = np.zeros(steps), np.zeros(steps), np.zeros(steps)

Ti, Tw = T_start, T_start
Q_frozen = 0.0
total_honey = 0.0
Q_ice_total = Mass_water_acc * Lambda_ice

for i in range(steps):
    # 1. Пчелы греют (Термостат)
    p_req = (T_target - Tw) / Ri
    current_P = np.clip(p_req, P_min, P_max)

    # 2. Расход меда и выход влаги
    honey_rate = current_P / Honey_energy  # кг/сек
    water_rate = honey_rate * Water_per_honey  # кг/сек

    # 3. Тепло от конденсации (идет в аккумулятор Co)
    # Считаем, что во дворе холодно и вся влага Eta_cond выпадает в росу/иней
    P_cond = water_rate * Eta_cond * L_cond
    if Tw <= 0:
        P_cond += water_rate * Eta_cond * Lambda_ice  # Доп. тепло от замерзания росы

    # 4. Потоки тепла
    flow_in = (Ti - Tw) / Ri
    flow_out = (Tw - T_env) / Ro

    # 5. Динамика
    Ti += ((current_P - flow_in) / Ci) * dt

    # Аккумулятор получает тепло из гнезда (flow_in) + ТЕПЛО КОНДЕНСАЦИИ
    net_flow_water = flow_in - flow_out + P_cond

    if Tw > 0.01:
        Tw += (net_flow_water / Co) * dt
    elif Q_frozen < Q_ice_total and net_flow_water < 0:
        Tw = 0.0
        Q_frozen -= net_flow_water * dt
    elif Q_frozen > 0 and net_flow_water > 0:
        Tw = 0.0
        Q_frozen -= net_flow_water * dt
    elif Q_frozen >= Q_ice_total:
        Tw += (net_flow_water / (Co * 0.5)) * dt
    else:
        Tw += (net_flow_water / Co) * dt

    total_honey += honey_rate * dt
    time_arr[i] = i * dt / 3600
    T_nest_arr[i], T_water_arr[i] = Ti, Tw
    P_bees_arr[i] = current_P
    Honey_total[i] = total_honey
    Ice_percent[i] = (max(0, Q_frozen) / Q_ice_total) * 100

# --- ГРАФИК ---
fig, ax1 = plt.subplots(figsize=(12, 8))

ax1.plot(time_arr, T_nest_arr, 'r-', label='Гнездо (°C)', lw=2)
ax1.plot(time_arr, T_water_arr, 'b--', label='Аккумулятор (°C)', lw=1.5)
ax1.plot(time_arr, P_bees_arr, 'g-', label='Мощность пчел (Вт)', alpha=0.7)

ax1.set_ylabel('Темп. (°C) / Мощность (Вт)')
ax1.set_xlabel('Время (часы)')
ax1.grid(True, alpha=0.2)

ax2 = ax1.twinx()
ax2.plot(time_arr, Honey_total, 'k:', label='Расход меда (кг)', lw=2)
ax2.fill_between(time_arr, 0, Ice_percent, color='cyan', alpha=0.1, label='Лед в бутылках (%)')
ax2.set_ylabel('Мед (кг) / Лед (%)')
ax2.set_ylim(0, max(Honey_total.max() * 1.2, 100))

plt.title(f'Эффект конденсации: Eta={Eta_cond * 100}%, T_env={T_env}°C')
ax1.legend(loc='upper left');
ax2.legend(loc='upper right')
plt.show()

print(f"Итого съедено меда за {hours} ч: {total_honey:.3f} кг")
    
Эффект возврата тепла фазовых переходов проявляется в том, что время полного застывания воды увеличивается примерно до 300 часов. Надо отметить, что и в застывшем состоянии водяной аккумулятор будет обеспечивать постоянную времени не менее исходных 69.4 часов, т.е. будет эффективно сглаживать резкие перепады температуры снаружи, снижая беспокойство пчел.

Таким образом, конструкция улья с двойным ограждением и тепловым аккумулятором позволит создать пчелам комфортные условия зимовки как по температуре и влажности, так и по их стабильности.


Комментарии

  1. Анонимный25.02.2026, 23:29

    Когда коту делать нечего.. он изобретает новую конструкцию улья.

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Ну не все коты от безделья изобретают, некоторые - тролят. :)

      Удалить

Отправить комментарий

Популярные сообщения из этого блога

Температура и мощность термогенеза пчелы

Введение Помню, в школе на уроках биологии рассказывали про теплокровных и холоднокровных животных; насекомых, а, значит, и пчелу относили к холоднокровным. Поэтому когда первый раз прочитал, что пчела - пойкилотермное животное, слегка насторожился. Оказалось - зря, это тоже, что холоднокровное, но "по-научному", ещё встречается "эктотермное". А теплокровные - гомойтермные или эндотермные; они способны сохранять постоянную температуру тела, независимо от температуры окружающей среды - это птицы и млекопитающие, остальные - холоднокровные. Итак, согласимся: пчела - пойкилотермное животное. Однако, "всё не так однозначно". Например голый землекоп - холоднокровное млекопитающее. А в мае 2015 года нашли  "полностью теплокровную рыбу"  . Оказалось, правда, на мой взгляд, не полностью - она способна держать температуру всего на 5°С выше окружающей. Выделяют отдельную группу гетеротермных животных, куда относят как некоторых холоднокровных, так и н...

Режим печки

Пчеле для полёта необходима температура торакса не ниже 27°C. Однако, если мы посмотрим на график температуры пчелы в покое в заметке Температура и мощность термогенеза пчелы , то увидим, что это условие обеспечивается в пасмурную погоду только при температуре воздуха выше 17°C, а на солнце - выше 10°С. Но первые очистительные облёты пчёлы делают и в пасмурную погоду уже при температуре 10-12°C. Для того, чтобы взлететь пчела разогревает торакс до рабочей температуры путем изометрического сокращения летательных мышц. При этом махания крыльями не происходит. Такой режим можно назвать режимом печки. Работа этих мышц осуществляется с КПД 4.4%, остальное идёт на нагрев, т.е. КПД такой печки составляет 95.6%!  В заметке про термогенез  была сделана попытка оценить какая дополнительная мощность нужна пчеле, чтобы поднимать свою температуру со скоростью 2°C в минуту, получилось - нужно 6.3 мВт. Сделано это было ещё до создания модели (по крайней мере без её применения). Но теперь-то...

Выступил на конференции АЕП-2025

  22.11.2025 состоялась ежегодная конференция Ассоциации естественного пчеловодства.  Она заняла весь день. Было много интересных докладов. Иван Пигарёв подвел итоги работы ассоциации за год и планах на будущий - в центре внимания новый проект в Окском государственном заповеднике по сохранению и восстановлению естественного ареала обитания (реинтродукции) темной лесной пчелы.  Александр Новик рассказал, как он занимается бортничеством в США - титаническая работа по сохранению гнезд в дуплах деревьев. Яна Тыжнова поведала о некоторых подробностях перевода очередной книги Томаса Сили "Пчелы. Апиология и жизнь. 20 раскрытых загадок поведения медоносных пчёл" - глубочайший анализ смыслов слов на разных языках. Здесь она превзошла самою себя, переводя уже, кажется,  практически с пчелиного языка. Андрей Богданов рассказал и показал, как он содержит пасеку из нескольких точков в лесах Псковской области на протяжении многих лет безо всякого лечения. Были и другие интересные...