Fontanna. Rodzaje i urządzenia. Praca i kształt odrzutowca. Osobliwości

Fontanna. Rodzaje i urządzenia. Praca i kształt odrzutowca. Osobliwości

Fontanna to naturalne lub sztuczne zjawisko polegające na wypływie cieczy strumieniem pionowo w górę lub o niewielkim nachyleniu na bok, które powstaje w wyniku przyłożenia do niej ciśnienia. Naturalne fontanny nazywane są również gejzerami. Sztucznie tworzone są z reguły konstrukcje dekoracyjne instalowane w celu dekoracji krajobrazu lub wnętrza.

Jak fontanna jest zaaranżowana i działa

Schematycznie budowę i zasadę działania fontanny można opisać jako urządzenie ze zbiornikiem, z którego woda pod ciśnieniem podawana jest do dyszy rozpylającej. W rezultacie powstaje widoczny strumień o określonym kształcie, skierowany poziomo w górę lub ze spadkiem. Woda bijąca po utracie bezwładności od sił wypychających ją opada z powrotem i gromadzi się w misce urządzenia. Stamtąd spływa z powrotem do zbiornika, gdzie jest ponownie zasilany pod ciśnieniem przez dyszę. To ciągły proces, który dzieje się w tym samym czasie. Część objętości wody jest wtłaczana do strumienia i natychmiast wraca z powrotem, zanim ciecz się wyczerpie.

To jest mechanizm obiegu wody. Jako zbiornik może wykorzystać basen, zbiornik lub cały zbiornik wodny. Jeśli ciecz jest pobierana z izolowanego pojemnika, to w wyniku parowania objętość w nim stopniowo maleje. Ostatecznie spowoduje to zatrzymanie fontanny. W związku z tym pojemnik należy okresowo uzupełniać płynem.

Aby zapewnić dopływ wody, w konstrukcji fontanny przewidziano pompę. Pompuje wodę ze zbiornika do dyszy. Pompa pracuje na prąd. Opisany projekt fontanny jest uproszczony. Wiele urządzeń jest znacznie bardziej skomplikowanych. Na przykład ich pompa może mieć system sterowania programem. Dzięki temu zapewniona jest synchronizacja siły bijącego strumienia z muzyką lub jasnym oświetleniem dekoracyjnym.

Różnice między fontannami przepływowymi a cyrkulacyjnymi

krążenie fontanna jest w zasadzie klasykiem. Zapewnia pompowanie wody w kole za pomocą pompy obiegowej. Jest to system zamknięty, zwykle nie wyposażony w odpływ. Ponieważ ta sama objętość wody jest przez nią stale przepompowywana, szybko się brudzi. Nie nadaje się do picia. Czasami takie systemy zapewniają podłączenie do kanalizacji. Zapewnia to wygodne i szybkie opróżnianie zbiornika i miski. Jest to konieczne przy przygotowywaniu fontanny do zimowania.

Dzięki cyrkulacji tej samej objętości wody zapewnienie pracy fontanny cyrkulacyjnej jest znacznie tańsze. Po napełnieniu wszystkie koszty sprowadzają się tylko do okresowego uzupełniania objętości w celu skompensowania parowania, a także do opłacenia energii elektrycznej zużywanej przez pompę. Bardziej wyrafinowane urządzenia również zużywają energię elektryczną, aby zapewnić oświetlenie i muzykę w tle.

Płynący droższe pod względem świadczenia pracy. Przepychają świeżą wodę przez dyszę. W takim przypadku zużyta ciecz jest odprowadzana do kanalizacji lub zbiornika. To rozwiązanie najczęściej wykorzystywane jest do organizowania pracy poideł. Pompują czystą wodę, którą można pić. Z reguły siła strumienia w takich urządzeniach jest niewielka. Dzięki temu można z nich wygodnie i bezpiecznie pić, przestrzegając higienicznego reżimu.

Fontanny przepływowe mogą pobierać wodę z podziemnego źródła znajdującego się w bliskiej odległości. Może być naturalnym kluczem, studnią, studnią. Najczęściej są po prostu podłączone do scentralizowanego zaopatrzenia w wodę.

Systemy akcesoriów do fontann

Wprowadzenie do pracy fontann nowoczesnych technologii i różnych zasad fizycznych pozwala na dostosowanie ich pracy. Dzięki temu rozrywka z pracy fontanny wzrasta wielokrotnie.

W zależności od rozwiązania technicznego zastosowanego w projekcie, oprócz zwykłych klasycznych fontann, istnieją również bardziej złożone:

• Kolorowo-muzyczny.
• Awangarda.
• Krakers.
• Szwajcarski.
• Bez plusku.
• Z generatorem mgły.
• Z DU.

Kolorowa fontanna muzyczna to dość drogie i skomplikowane urządzenie. Wysokość i oświetlenie jego strumienia jest regulowane automatycznie, co jest kontrolowane przez oprogramowanie. Różnice w wysokości słupa wody, kolorze i jasności podświetlenia związane są z akompaniamentem muzycznym. W ten sposób wyposażonych jest wiele fontann miejskich. Jednak w tym trybie zwykle pracują wieczorem, ponieważ w dzień kolorowa iluminacja pozostaje niewidoczna.

awangarda wykorzystaj efekt unoszącego się strumienia wody. W tym celu stosuje się szkło o wysokiej przezroczystości. Podaje się do niego szeroki strumień i po odbiciu spokojnie spływa. Z tego powodu wydaje się, że z fontanny bije szeroki cienki pasek wody, który w pewnym momencie zamarzł. Ruch w nim daje tylko niewielkie fale. Jest to tańszy projekt, który można zastosować w przydomowych fontannach ogrodowych.

Krakers to zabawna fontanna kontaktowa. Strumienie wody w nim uderzają w różnych kierunkach i ciągle zmieniają kierunek w losowej kolejności. Z reguły jest instalowany na placach i parkach miejskich. Zazwyczaj urządzenie nie posiada wystającej naziemnej misy. Dzięki temu możliwe jest bezproblemowe podejście do strefy natrysku. Kraker rozpryskuje się na chętnych, zmienia siłę i kierunek strumienia. Dzięki temu służy jako rozrywka w upalne dni. Projekt takiej fontanny jest dość kosztowny w realizacji.

Szwajcarski Fontanny różnią się od zwykłych fontann tym, że jako misa i zbiornik wykorzystuje się cały zbiornik wodny. Może to być sztuczna konstrukcja, rzeka, jezioro itp. Pod powierzchnią wody zainstalowana jest pompa. Pobiera wodę bezpośrednio ze zbiornika i przepycha ją przez dyszę. W rezultacie nad wodą pojawia się wysoki strumień. Ponieważ sprzęt jest ukryty, wszystko wygląda jak naturalne zjawisko. Jednak przy wietrznej pogodzie z wystarczająco silnymi falami dysza jest nadal widoczna. Aby obniżyć koszt systemu, dysze można początkowo umieścić nieco powyżej poziomu wody w zbiorniku. Dzięki temu możliwe jest użycie mniej wydajnego sprzętu pompującego. Pompę można przymocować do stelaża zamontowanego na dnie zbiornika. Jeśli jest zbyt głęboko, wtedy takie fontanny unoszą się.

Fontanna bez plusku działa prawie na tej samej zasadzie co awangarda. To urządzenie nie jest przeznaczone do kontaktu, ponieważ w jego układzie widoczne są przezroczyste szklane nici lub rurki. Strumień dostarczany przez urządzenie pompujące obraca się pod niskim ciśnieniem i spływa z powrotem w dół szkła. Dzięki temu nie rozpryskuje się. Często takie urządzenia są zaprojektowane tak, aby woda była dostarczana przez przezroczystą rurkę, po czym spływa po jej zewnętrznych ścianach. Tworzy to iluzję wizualną. Z boku wydaje się, że przepływ pobierany jest znikąd z powietrza i opada z góry na dół, a nie jest początkowo wypychany z boku miski. Dość jasnym przedstawicielem takich fontann jest „magiczny kran”. W nim u góry rury zasilającej zamocowany jest kran. Dzięki temu wydaje się, że wypływa z niego woda, choć nie jest połączona z widocznymi rurami.

Fontanna z generatorem mgły wyposażony w sprzęt ultradźwiękowy. Tworzy najmniejsze krople, dzięki czemu główny strumień jest otulony mgłą. Wygląda bardzo imponująco. Gęsta mgła blokuje sprzęt natryskowy, całkowicie ukrywa techniczny element fontanny.

Przydomowe fontanny ogrodowe mogą być opcjonalnie wyposażone pilot. Dzięki temu można je włączać bezprzewodowo bez ręcznego zasilania pompy. Również takie urządzenia często zapewniają możliwość zmiany podświetlenia, siły uderzenia lub trybów automatycznych.

Rodzaje fontann w zależności od kształtu bijącego strumienia

Fontanny konwencjonalne mogą być wyposażone w różne rodzaje dysz zraszających. To zmienia kształt strumienia.

W zależności od formy, w jakiej powstaje strumień, rozróżnia się następujące główne typy fontann:

• Strumień.
• Dzwonek
• Tulipan.
• Rybi ogon.
• Muślin.
• Półkula.
• Ring.

В strumień stosuje się zwężającą się dyszę rurową. W rezultacie strumień wylotowy zwęża się i wychodzi pod wyższym ciśnieniem. Z tego powodu powstają niskie cienkie strumienie. Z reguły skierowane są pionowo w górę lub z lekkim nachyleniem w kierunku środka miski.

Strumień dzwon tworzy półkulę. Spada prawie jak solidny dzwon. Strumień tego typu jest niski. Zwykle używany w ogrodach lub jako centralna figura w dużych fontannach miejskich.

tulipan – bardzo podobny do dzwonu, ale ze względu na nieco inne nachylenie, po spryskaniu woda rozpryskuje się przed dotarciem do miski. W rezultacie powstaje pozory kwiatu.

Strumień ogon ryby implikuje podział głównego strumienia na kilka cienkich. Tworzą w nich kopułę z krat. Kształt takiej fontanny jest prawie jak półkulisty, ale powierzchnia wody nie jest ciągła.

Tiffany – To złożony odrzutowiec, który łączy w sobie zarówno dzwon, jak i rybi ogon. Ponadto do dyszy tworzącej półkulę przykładane jest wyższe ciśnienie.

fontanna odrzutowa półkula ma kształt dojrzałego mniszka lekarskiego. Osiąga się to dzięki ramie atomizerów, które tworzą kulę. Kiedy fontanna jest włączona, są prawie niewidoczne.

Pierścień zapewnia obecność opryskiwacza w postaci rury przyspawanej do pierścienia. Na jego obwodzie przyspawane są oddzielne wyjścia, z których każdy wyposażony jest w zwężającą się dyszę. W rezultacie, gdy woda jest dostarczana, powstaje wiele strumieni, ustawionych w okrąg i skierowanych do środka misy. Dzięki temu powstaje wizualne podobieństwo do pierścionka.

Jak działa fontanna?

CECHY DZIAŁANIA FONTANNY

1 Miejska instytucja edukacyjna „Szkoła średnia nr 16” okręgu miejskiego Kopejsk

1 Miejska instytucja edukacyjna „Szkoła średnia nr 16” okręgu miejskiego Kopejsk

Autor pracy otrzymał dyplom zwycięzcy II stopnia

Tekst pracy jest umieszczony bez obrazów i wzorów.
Pełna wersja pracy dostępna jest w zakładce „Pliki pracy” w formacie PDF

Wprowadzenie

Ogień, woda, ziemia, powietrze – całe życie kręci się wokół czterech żywiołów. Człowiek już dawno nauczył się wykorzystywać je na swoją korzyść. Szmer wody, tykanie zegara, tańczące płomienie czy unoszące się po niebie chmury każdy z nas odbiera ściśle indywidualnie. To zależy od temperamentu osoby, jej nastroju i samopoczucia. Dźwiękowa woda z reguły pozwala się zrelaksować i wyciszyć, naładować się nowymi siłami i pomyśleć.

Pewnego dnia dostałem książkę do przeczytania o fizyce. [3] Przeglądając to zauważyłem, że możesz zrobić fontannę w domu. Zainteresowały mnie dwa pytania: jak działa fontanna i czy ja sam, z pomocą dorosłych, dam radę zrobić w domu. Istotnych ten temat wynika również z tego, że obecnie popularne jest posiadanie ozdobnych fontann w domu.

Przedmiot badań: fontanna

Przedmiot badań: zasada działania różnych fontann

cel: identyfikacja cech działania fontanny przepływowej i fontanny Heron

Zadania:

1. przestudiować różne źródła informacji na ten temat;

2. zbadać zasadę działania fontanny przepływowej i fontanny Herona;

3. przeprowadzić eksperyment; analizować i wyciągać wnioski.

Hipoteza: jeśli wiemy, jak działa fontanna, to może zbudujemy makietę, aby to zademonstrować

Metody badawczeSłowa kluczowe: eksperyment, obserwacja, analiza, uogólnienie.

Rozdział 1. Ogólna charakterystyka fontann

1.1. Fontanny: historia występowania

Pierwsze fontanny powstały w starożytnym Egipcie i Mezopotamii, o czym świadczą obrazy na starożytnych nagrobkach. Początkowo służyły do ​​podlewania roślin uprawnych i roślin ozdobnych. Egipcjanie budowali fontanny w sadach w pobliżu domu, gdzie instalowano je na środku prostokątnego stawu.

Podobne fontanny były używane w Mezopotamii i Persji, słynącej z pięknych ogrodów. Tutaj na Wschodzie zdobyli jeszcze większą popularność.

Fontanny miały duże znaczenie w Chinach i Japonii. Mnisi buddyjscy uczestniczyli w tworzeniu słynnego ogrodu japońskiego w Kioto. Każdy element tego ogrodu ma szczególne znaczenie i wywołuje u zwiedzających określony nastrój i stan ducha.

Ogrody perskie służyły jako podstawa krajobrazowa i architektoniczna fontann i ogrodów w Europie. W średniowieczu ogrody pojawiły się przy klasztorach i podobnie jak ogród perski podzielono na cztery części – na kwiaty, zioła, warzywa i drzewa owocowe. Pośrodku ogrodu znajdowała się studnia lub fontanna – miejsce samotności, refleksji i modlitwy za nowicjuszki klasztorne. Ale w zasadzie, podobnie jak w starożytnym świecie, w średniowieczu fontanny służyły jako źródło zaopatrzenia w wodę – do nawadniania i picia.

Dopiero z początkiem renesansu fontanny w Europie stają się częścią zespołu architektonicznego, jego jasnym akcentem, a czasem głównym elementem.

Zaawansowane technologie i nowe wynalazki odgrywają znaczącą rolę w nowoczesnych fontannach. [5]

1.2. Jak działają fontanny?

Urządzenie fontanny oparte jest na zasadzie naczyń połączonych. (załącznik, rysunek 1) W naczyniach połączonych o dowolnym kształcie i przekroju powierzchnie jednorodnej cieczy są ustawione na tym samym poziomie.Woda gromadzona jest w zbiorniku umieszczonym nad basenem fontannowym. W takim przypadku ciśnienie wody na wylocie fontanny będzie równe różnicy wysokości wody. W związku z tym im większa różnica między tymi wysokościami, tym silniejsze ciśnienie i większy strumień fontanny. Średnica wylotu fontanny wpływa również na wysokość strumienia fontanny. Im jest mniejszy, tym wyżej uderza fontanna. (załącznik, rysunek 1)

Fontanna Czapli. (Załącznik, rys. 2) Urządzenie składa się z trzech naczyń umieszczonych bezpośrednio jeden nad drugim i komunikujących się ze sobą: dwa dolne są zamknięte, a górne ma kształt otwartej misy, do której również wlewa się wodę jak do naczynia środkowego, przez otwór w dnie miski , a następnie zamknąć. Przez otwartą rurkę, biegnącą od dna misy prawie do dna najniższego naczynia, woda spływa z misy i skompresując znajdujące się tam powietrze zwiększa jej elastyczność. Dolne naczynie połączone jest z naczyniem środkowym za pomocą otwartej rurki, która zaczyna się od jej górnego dna i przechodzi do górnego dna naczynia środkowego, dzięki czemu sprężane jest również powietrze nad powierzchnią wody. Powietrze wywierając nacisk na wodę unosi ją ze środkowego naczynia specjalną rurką, ciągniętą niemal od jej dna do górnej misy, gdzie fontanna tryska z końca tej rurki, który unosi się ponad powierzchnię wody . Wysokość fontanny w idealnych warunkach jest równa różnicy poziomów lustra wody w naczyniu środkowym i dolnym. Jednak tarcie cieczy poruszającej się w rurkach i inne przyczyny zmniejszają wysokość fontanny. Woda z fontanny, wpadając do misy, spływa z niej rurką do dolnego przedziału urządzenia, gdzie poziom wody stopniowo się podnosi, a co za tym idzie wysokość kolumny ciśnieniowej mierzona od wskazanego poziomu do poziomu woda w misce, stopniowo spada; poziom wody w naczyniu środkowym w miarę zużywania wody przez fontannę zmniejsza się. Z tych dwóch powodów wysokość fontanny stopniowo się zmniejsza, a w końcu ruch wody ustaje.

Słup wody w górnym naczyniu na jego powierzchnię w dolnym wytwarza nadciśnienie w dolnym naczyniu. Sprężone powietrze z dolnego naczynia przenosi powstałe ciśnienie do naczynia środkowego. (załącznik, rysunek 2)

1.3. Rodzaje fontann

Naturalny. Znane są naturalnie uformowane fontanny, zwane gejzerami – jak na przykład na Kamczatce.

Stworzone przez człowieka. Sztucznie stworzona fontanna to płynący szyb naftowy. Do jej chłodzenia w elektrowniach cieplnych wykorzystywane są baterie z wielu fontann z gorącą wodą. Dekoracyjny. W życiu codziennym specyficzna konstrukcja hydrauliczna nazywana jest z reguły fontanną, pełniącą funkcję dekoracyjną. mieć funkcję użytkową Poidła, co pozwala zapewnić zwiększone bezpieczeństwo higieniczne podczas gaszenia pragnienia przez masowego konsumenta. Poidła służą do zapewnienia reżimu picia w placówkach edukacyjnych, w warsztatach produkcyjnych. Musical. Fontanna muzyczna to rodzaj fontanny, która ma estetyczny wygląd i tworzy, w połączeniu z muzyką, spektakl artystyczny. Efekt uzyskuje się poprzez przecięcie fal wodnych i efektów świetlnych tworzonych przez reflektory lub lasery. [2]

1.4. Fontanny w życiu codziennym

Piękna fontanna to doskonałe lekarstwo na stres, zgiełk codziennego życia mieszkańców, oaza spokoju i radości, miejsce relaksu i kontemplacji siebie. [5]

Rozdział 2. Eksperymentalne podstawy projektu

Z zaproponowanych zasad fontann zbudowaliśmy fontannę płynącą, działającą na prawie naczyń połączonych, a także fontannę Czapli.

2.1 Stworzenie układu „Miasto Fontann” (na podstawie naczyń połączonych)

Wyposażenie (załącznik, ryc. 3; fot. 1-6)

Pojemnik na wodę, 2 plastikowe butelki tej samej wielkości (zbiorniki na wodę), rurka kroplowa, rurka akwariowa,

2 końcówki pióra helu, 2 końcówki zakraplacza, karton, klej, kolorowy papier, pojemnik na fontannę, dekoracja.

Rozwój procesu

1. Przygotowanie miejsca pracy, narzędzi, materiałów.

2. Zamocuj dwie plastikowe butelki (zbiorniki na wodę) na wspornikach.

3. Dołącz do nich w pierwszym przypadku – 2 rurki z zakraplacza, w drugim przypadku – 2 rurki z akwarium.

4. Przeprowadź rurki przez zbiornik na wodę

5. Przymocuj do rurek w pierwszym przypadku końcówkę z zakraplacza, w drugim końcówkę z helu pena.

6. Nadaj konstrukcji estetyczny wygląd.

7. Przeprowadź eksperyment.

Badania: Doświadczenie #1 (aplikacja, zdjęcie 7, 8, 9, 10)

„Zależność wysokości strumienia w fontannie od względnego położenia naczyń połączonych”

postęp: zmieniając wysokość zbiornika, przy stałej średnicy otworu, zmierzyliśmy wysokość strumienia fontanny.