Отчет. Защита унитаза от заморозки

Для тех, кто много "букав не асиливает" Вывод внизу...
Цель - не бояться, что унитаз лопнет на морозе (для еженедельных зимних посещений).
Прочитал на форуме о возможности защитить унитаз от лопанья на морозе путем засовывания в его сифон мягкого шланга.
Решил провести эксперимент на банке - если она не лопнет, то унитаз - точно выживет, т.к. он прочней. А гарантия все-таки нужна...
Взял шланг от душа, разрезав его пополам. t=-15оС.
Результат - неудача - банка лопнула.
Смотрите фото.
Визуально шланги сжались, но явно не везде...
Вообще-то т.к. вода при замерзании расширяется примерно на 10%, то объем пустоты в шлангах должен быть заведомо больше 10%-ов объема воды. А с учетом того, что шланги сжимаются не везде, то - с большим запасом. Если, конечно, нужна гарантия...
Эксперимент №2:
Вставил сложенный вдвое шланг в бутылку от пива, и вместе с контрольным экземпляром (без шланга) поставил на мороз -12-18оС.
Результат - ни одна бутылка не лопнула...
Опять неудача.
Тут народ нашел более удачливого экспериментатора - это наш коллега chicken-A.
Вот от него информация по удачному эксперименту:
"Трубку беру 3/4 [дюйма], мягкую, от нутра какой-то стиральной машины. Но можно любую резиновую, главное, чтобы диаметр ее внутренней полости был достаточным. Сифон сантехнического девайса параболической формы, гладкий. Поэтому вода при замерзании распирает в основном в направлении рогов этой параболы и если сила трения о стенки небольшая, то прибор и безо всяких приспособлений остается целым. Трубка просто страхует от такого афронта. Совать ее туда нужно поглубже, чтобы в идеале прошла весь изгиб сифона. Поливочный шланг из пластика, думаю, не лучший вариант - он жесткий и легко сплющивается до времени. Если стремно, то засуньте туда не одну, а две петли из трубки для страховки."
О него же:
"Раз 7-10 уже замерзало, оттаивает довольно быстро, если воздух в доме уже нагрелся и если налить сверху немного теплой воды (не горячей)."
Дискуссия по этой теме и куча мелких, но полезных идеек - здесь.
Теперь немного о "физике" замерзания воды:
Попытался разобраться почему не вся трубка сжимается в замерзшей воде, а только ее нижние 70-80% и, кажется, понял.
Когда я периодически наблюдал за замерзанием воды в бутылках, то видел, что сначала замерзла вода тонким диском сверху бутылки и снизу, и только потом все остальное.
Т.е. - когда замерзал этот диск, то давление смещало его вдоль банки вверх (там было куда смещаться по гладкому стеклу), но не к оси банки и поэтому трубки в диске не сжались.
А когда этот диск из-за трения (или из-за упирания в начало горлышка банки) уже не мог двигаться, то давление замерзающей воды сжало трубки, т.к. деваться "ему" было больше не куда.
Наверное, поэтому же и бутылки не лопнули - я с запасом не долил в них воды до сужения, и при замерзании, ледяная верхняя пробка-диск не доехали до препятствия, а с учетом большей прочности бутылки, сила трения диска о стенки, видимо, оказалась меньше прочности этих стенок.
А теперь о физике замерзания воды в унитазе:
Спасибо Vovochka !:
"Замерзание начинается сверху, т.к. плотность воды максимальна при Т=+4С, и самая холодная вода "всплывает", где и замерзает."
Это - верно, поэтому понятно, что (см. фото унитаза) замерзает сначала "пробка" в точке 1, потом в точке 3 (они затыкают отверстия), а потом все остальное.
Давление замерзающей воды жмет как на эти пробки, так и на стенки унитаза. Ну, и, кого первым выпрет, тот и "победил" .
Завершение теоретических изысканий:
На строй-рынке купил "поливинилхлоридную трубку" - мягкая, как резиновая трубка диаметром 18мм, толщ. стенки - 2мм. Цена - 22 руб/метр. См. фото. Это - то, что надо!
Очередной эксперимент и очередная неудача:
3-х литровая банка с шестью мягкими шлангами лопнула...
Любопытно:
1. Вода в банке замерзала не менее 32-х часов (!!!) Банка обнаружена лопнувшей через 39 часов.
t=-5 - -15оС.
2. Шланги (в отличие от предыдущих экспериментов) не были сжаты замерзающим льдом... Видимо, это и не дало защитить банку.
3. В процессе замораживания в банке создались странные "иголочки", видимо из воздушных пузырьков, но почему они не круглые, а длинные, я не понял. И идут строго от оси банки к ее стенкам... См. фото.
Родилась версия причины того, что шланги не сжались:
Вода замораживалась сначала по краям банки и в ней (в центре) перед полным замерзанием оставался овал (эллипсоид) не замерзшей воды.
А я зачем-то рассовал шланги ближе к стенкам банки, и они там при замерзании, видимо, и не должны были сжаться, т.к. когда шланги обмерзали, вода в центре банки была еще не замерзшей и давление еще не было большим.
А когда давление стало опасным для банки, шланги уже были вморожены в лед и сжаться уже никак не могли.
Теперь ясно - шланги надо располагать по центру защищаемой емкости. Причем, в идеале - с максимально возможным суммарным диаметром.
Вывод:
Чтобы унитаз при замерзании в нем воды не лопнул надо:
Тонкостенный шланг диаметром около 15-25мм складываете в несколько раз (чем больше, тем - лучше. Например в 6-8 раз), но так, чтобы после вставления в сифон унитаза в шланге не было воды, т.е. дырками - кверху. При замерзании расширение льда компенсируется за счет сжатия шланга.
В сифон его надо вставлять поглубже, до конца.