Устройство Фонтана — Краткий Обзор Работы
Материалы
Фонтаны придают красоту городским площадям, улицам, садам и паркам, а также украшают дома и загородные участки. Почти каждый человек, хотя бы время от времени, видит эти сооружения и может описать, как они выглядят. Однако лишь немногие способны объяснить, как функционируют фонтаны.
Устройство фонтана
В абсолютном большинстве случае фонтан представляет собой устройство, которое работает по принципу круговорота воды: она выходит из источника (как правило, под напором), затем опадает в чашу, стекает в специальный резервуар, где очищается и снова направляется к источнику. Таким образом, строительство фонтанов предполагает создание такой замкнутой системы, а также декоративных элементов, окружающих ее.
Реже встречаются модели открытого типа, в которых используется проточная вода. Но они менее популярны, так как требует более сложных коммуникаций и растрачивают очень много воды.
Резервуар
Основой любого фонтана становится резервуар с водой. Это может быть искусственный или природный водоем, а также большая чаша или бассейн.
Если вы хотите купить фонтан для сада, в котором есть пруд или озеро, можно использовать их в качестве резервуара. Если нет, то можно создать фонтан на суше, установив на специальном фундаменте бассейн.
Насос
Очень важный конструктивный элемент любого изделия – насос. Без него струе невозможно будет придать напор (разве что использовать сложную систему естественного перепада высот). Насос обычно устанавливают на дне резервуара, надежно закрепляют там и защищают от влаги.
Форсунки
За создание определенного рисунка струй отвечают форсунки. Их можно расположить по-разному, например, по периметру бассейна, в самом верху декоративной композиции, вывести из рта, пасти или других декоративных элементов скульптурной группы.
При желании со временем можно добавить или изменить форсунки, чтобы скорректировать водный рисунок.
Фильтры
Если вода не будет проходить процедуру очистки, то насос очень быстро сломается. Поэтому важно предусмотреть надежную систему фильтрации, которая на каждом круге будет улавливать мельчайшие загрязнения, а также крупные объекты, вроде опавшей листвы или случайно погибших в фонтане насекомых.
Подсветка
Для того, чтобы изделие отлично смотрелось не только днем, но и ночью, используется специальное осветительное оборудование – надежно защищенное от попадания воды, чтобы его можно было разместить внутри бассейна.
Декоративные элементы
Составные элементы фонтана
У любого изделия есть два обязательных элемента:
— чаша, которая прячет под слоем воды конструктивные элементы, а также в некоторой степени выполняет функцию разводки водных струй по разным направлениям;
— насос, который обеспечивает разбрызгивание воды.
Помимо этого, современные модели, будь то фонтаны во двор загородного дома или в городской парк, имеют и другие конструктивные элементы:
— система подпитки, которая обеспечивает необходимый уровень воды в устройстве;
— система слива, позволяющая целиком или частично слить воду, этот элемент особенно важен во время подготовки изделия к зиме;
— система насадок, которые отвечают за создание водного рисунка;
— система трансформаторов и другие устройства для управления насосами и подсветкой.
Замкнутая система работы фонтана
Теоретически фонтаны бывают как замкнутого, так и открытого типа. Но в современном мире чаще всего встречаются именно замкнутые.
Их главная особенность заключается в том, что вода в них движется по кругу, проходя через систему фильтров, разбрызгиваясь, а затем заново возвращаясь в круговорот.
Сейчас такими делают и фонтаны в сквер, и изделия для частных резиденций, и даже домашние модели, хотя их чаще других подключают к системе водопровода. Основные преимущества таких моделей:
— простота установки, они требуют менее сложного подключения и подведения коммуникаций;
— экономия воды, что положительно сказывается как на экологии в общем, так и на тратах владельца в частности;
— автономность и независимость;
— более выгодная цена.
Принцип работы фонтана
Практически все фонтаны работают по одному и тому же принципу:
— вода из резервуара, которым в большинстве случаев становится чаша, проходит через фильтры, очищается и попадает в трубу;
-с помощью насоса вода подается вверх, проходит через систему труб и разбрызгивателей и выходит наружу в виде рисунка струй, задуманного дизайнером;
— и наконец она снова возвращается в резервуар.
Для правильной работы изделия нужно грамотно выбрать насос, его мощность напрямую связана с количеством и величиной водных струй.
Научное определение фонтана звучит приблизительно так: это гидротехническое сооружение, в котором водные массы движутся по замкнутому или открытому контуру. Если говорить о фонтанах, возводимых на загородных участках, то это небольшие архитектурные сооружения разнообразной формы, которые строятся вровень с поверхностью грунта на участке или в виде надстройки над ним. В этой статье не будем рассказывать о формах и дизайнерском наполнении, нас будет интересовать устройство фонтана, из каких частей и узлов он состоит, на что необходимо обратить внимание, подходя к решению задачи возведения гидротехнического сооружения.
Основные части фонтана
Состоит фонтан из двух частей: кессона и фонтанной чаши. Первый – это резервуар, где накапливается вода, которую используют для перемещения и создания водяного столба. Объем кессона определяется требуемым количеством воды. Изготавливают его из разных материалов. На рынке он представлен емкостями из бетона, металла, пластика, бутилкаучуковой пленки и прочих. Установка кессона и его подключение к фонтанному комплексу – процесс наисложнейший, поэтому этим занимаются специализированные организации.
Фонтанная чаща – это емкость, которую сооружают по разным технологиям. Выбор здесь невелик: бетонное сооружение, стальное, пластиковое или из композитных материалов. Если бюджет на возведение фонтана большой, то чащу можно построить из мрамора, бронзы и других дорогих материалов.
Система перемещения воды
Необходимо отметить, что перемещение воды в фонтанной конструкции – наиважнейший критерий эффективной работы гидротехнического сооружения. Поэтому к этому вопросу надо подходить с профессиональной стороны. Вообще, излив воды, то есть состояние самого фонтана, зависит в основном от насадки, из которой под давлением водные массы и будут изливаться. Здесь достаточно широкий выбор, где часто используемые – каскад или колокол, как самые сложные, или ручеек или родник, как самые простые.
Но принцип работы фонтана зависит от одного самого важного элемента – привода, он же насосная установка. Именно насос создает давление внутри системы перемещения воды. И чем больше напор, тем сильнее вода будет выталкиваться из насадки, тем выше она будет взлетать над поверхностью водной глади.
Второй вариант требует к себе более тщательного отношения. Во-первых, насос подбирают по требуемому объему перекачиваемой воды и напору. Во-вторых, для него сооружают отдельное помещение или нишу рядом с кессоном. Поэтому выбор второго варианта приведет к большему вложению денежных средств. Но именно он дает возможность реализовать достаточно сложные решения.
Итак, подводим итог по разделу – основные части фонтана. Состоит он из кессона, в котором накапливают требуемое количество воды, насоса и насадки, формирующей излив водных масс. Все остальное – это всего лишь декоративное наполнение фонтанной конструкции.
Как работает фонтанная схема
В первую очередь заполняется именно кессон. Наполнение может производиться разными способами из разных источников: открытые водоемы, централизованный водопровод, колодец или скважина. В данном случае для заполнения используется любой из бытовых насосов. Чем больше его производительность, тем быстрее кессон будет заполняться водой.
Между собой бассейн и кессон соединены двумя трубами: подачи воды и обратки, по которой самотеком вода стекает снова в кессон. В контур подачи монтируется насос, обеспечивающий перемещение водных масс. Есть в кессоне и еще одна трубная разводка, которая соединяет его с канализационной системой. Она необходима для того, чтобы сливать воду на зиму, когда проводится консервация фонтана.
Понятно, что все трубные разводки снабжены элементами запорной арматуры. Особенно важны два из них: перед и после насосного оборудования. Обычно это или вентили, или шаровые краны. Их назначение – отсечь подачу воды, если требуется провести ремонт самого насоса или его замену на новый.
То есть схема устройства фонтана достаточно проста: это две емкости, соединенные между собой двумя трубами, в одной из которых установлен насос.
Простейшие системы
Вышеописанное устройство является достаточно сложным. Обычно его используют для возведения фонтанов со сложной архитектурной формой, где используется большой объем воды. На дачах можно обойтись небольшими денежными вложениями. Тем более производители сегодня предлагают пластиковые чащи для воды разного декоративного оформления. Они полностью герметичны, главное – правильно провести установку.
В фонтанах этого типа используют специальные насосы, но можно и погружные бытового типа. Все будет зависеть от объема используемой чаши. Самый простой вариа6 монтажа показан на фото ниже. Обратите внимание, что насос установлен на дне бассейна, а вверх от него проведена труба, на конце которой установлена насадка. То есть насос качает воды, которой чаща фонтана заполнена. Она же тут же попадает обратно в резервуар. То есть потери практически отсутствуют, при этом нет надобности устанавливать рядом кессон или другую емкость.
Добавим, что от насоса можно отвести несколько контуров, замыкая их на разных типах устройства излива воды. На той же фотографии показано, как один насос, установленный на дне чаши фонтана, снабжает водой три источника излива.
Хотелось бы обратить внимание, что именно этот вариант строения фонтана самый часто используемый на дачных участках. Это недорого, это надежно, потому что насосы погружного типа изготавливают по технологии, которая обеспечивает стопроцентную герметичность оборудования. То есть такие насосные агрегаты выдерживают большое давление воды, плюс – изготавливают их из материалов, которые не подергаются коррозии: нержавеющая сталь, пластик.
Добавим, что сегодня производители предлагают уже полный комплект оборудования для фонтана, в который входят насос, регулятор подачи воды, насадки. В паспорте изделия обязательно указывают максимальный напор воды, по которому можно выбрать высоту подъема водных масс.
Есть предложения и по потребляемому напряжению. То есть некоторые модели насосного оборудования работают только от сети напряжением 220 вольт, другие от 12 или 24 вольт. И это немаловажный критерий выбора. К примеру, для разбрызгивающих фонтанов лучше устанавливать насосы с большим напором, но с небольшой производительностью, работающих с напряжением 220В. А для гидротехнических сооружений с изливом воды в виде каскада или водопада лучше устанавливать приборы, работающих от низкого напряжения. Но у них напор должен быть небольшим, а производительность — высокой.
Видео описание
Система фильтрации воды
Фильтровать воду даже в небольшом по размеру фонтане надо обязательно. Производители предлагают огромный ассортимент фильтров, которые подключают к насосному прибору. Это могут быть простые сетчатые конструкции, устанавливаемые на всасывающем патрубке насоса. Или более сложная конструкция, которая соединяется с насосным агрегатом посредству труб или шлангов. Задача такого фильтра – не только задержать мусор, но и мелкий песок.
Некоторые модели фильтров проводят биологическую очистку воды. Сегодня в магазинах можно приобрести установки, очищающие воду ультрафиолетом, превращая ее практически в питьевую. То есть научно-технический прогресс в плане очистки водных масс достиг достаточно больших высот. Дело опять упирается в возможности хозяина фонтана, то есть, сколько денежных средств он готов вложить в гидротехническое сооружение.
Полезные советы
На что обратить внимание, приобретая насос для фонтана:
- Лучше покупать полный комплект с насадками, шлангами, с регулятором напора, распылителями и прочей мелочевкой.
- Насос должен быть изготовлен из материалов, которые не подвергаются коррозии.
- Погружные насосы стоят дороже поверхностных.
- Хорошо, если в комплектацию будут входить: тройник, который поможет распределить водяной поток на два контура, запорный вентиль, устанавливаемый на контуре подачи, переходной патрубок. С помощью последнего появляется возможность изменять давление на подающем контуре.
- Приобретайте разбрызгивающие головки, укомплектованные светодиодами.
Видео описание
В видео специалист рассказывает о насосах для фонтанов, о системе фильтрации воды, как все это соединяется между собой:
Заключение по теме
На самом деле фонтан – сооружение несложное. Но компоновка узлов требует к процессу профессионального отношения. Особенно это касается гидротехнических сооружения с чашей большого объема. Здесь не обойтись без кессона и установки насосного агрегата большой мощности. Но даже небольшой фонтан не стоит сооружать самостоятельно. Ведь высокое качество конечного результата всегда зависит от квалификации производителя работ. И это в независимости от того, какую конструкцию требуется установить или смонтировать.
ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ ФОНТАНОВ
1 Муниципальное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №16» Копейского городского округа
1 Муниципальное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №16» Копейского городского округа
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF
Введение
Огонь, вода, земля, воздух- вокруг четырех природных стихий вращается вся жизнь. Человек давно научился использовать их себе на пользу. Каждый из нас воспринимает журчание воды, так же как тиканье часов, пляшущие языки пламени или плывущие по небу облака, строго индивидуально. Это зависит от темперамента человека, его настроения и самочувствия. Звукводы, как правило, позволяет расслабиться и успокоиться, зарядиться новыми силами и задуматься.
Однажды мне в руки попала книга для чтения по физике. [3] Листая её, я увидела, что в домашних условиях можно сделать фонтан. Меня заинтересовали два вопроса: как работает фонтан и смогу ли я сама при помощи взрослых сделать его дома. Актуальна эта тема еще и потому, что сейчас популярно иметь дома декоративные фонтаны.
Объект исследования: фонтан
Предмет исследования: принцип работы различных фонтанов
Цель: выявление особенностей работы проточного фонтана и фонтана Герона
Задачи:
1. изучить различные источники информации по данной теме;
2. изучить принцип работы проточного фонтана и фонтана Герона;
3. провести эксперимент; проанализировать, сделать выводы.
Гипотеза: если мы узнаем, как работает фонтан, то, возможно, сможем построить макет для его демонстрации
Методы исследования: эксперимент, наблюдение, анализ, обобщение.
Глава 1. Общая характеристика фонтанов
1.1. Фонтаны: история возникновения
Первые фонтаны возникли в Древнем Египте и Месопотамии, о чем свидетельствуют изображения на древних надгробиях. Изначально они использовали для полива выращиваемых культур и декоративных растений. Египтяне сооружали фонтаны во фруктовых садах возле дома, где они устанавливались посреди прямоугольного пруда.
Подобные фонтаны использовали и в Месопотамии и Персии, славившимися своими прекрасными садами. Здесь на Востоке они получали еще большую популярность.
Огромные значения фонтаны имели в Китае и Японии. В создание знаменитого японского сада Киото участвовали монахи буддисты. Каждый элемент этого сада – несет в себе особое значение и вызывает у посетителей определенное настроение и состояние души.
Ландшафтной и архитектурной основой фонтанов и садов в Европе послужили персидские сады. В средние века сады появлялись при монастырях и подобно персидскому саду делились на четыре части – для цветов, трав, овощных культур и фруктовых деревьев. В середине сада был расположен колодец или фонтан – место уединения, размышления и молитвы для послушников монастыря. Но в основном, как и в Древнем мире, в Средневековье фонтаны использовались как источники водоснабжения – для полива и питья.
Только с началом Эпохи Возрождения фонтаны в Европе становятся частью архитектурного ансамбля, его ярким акцентом, а порой главным элементом.
В современных фонтанах значительную роль играют передовые технологии, новые изобретения. [5]
1.2. Как работают фонтаны?
Устройство фонтана основано на принципе сообщающихся сосудов. (приложение, рисунок 1) В сообщающихся сосудах любой формы и сечения поверхности однородной жидкости устанавливаются на одном уровне.Воду собирают в емкость расположенную выше бассейна фонтана. При этом давление воды на выходе из фонтана будет равно разнице высот воды. Соответственно чем больше разница этих высот, тем сильнее давление и выше бьет струя фонтана. Так же на высоту струи фонтана влияет диаметр выходного отверстия фонтана. Чем оно меньше, тем выше бьет фонтан. (приложение, рисунок 1)
Фонтан Герона. (Приложение, рисунок 2)Прибор состоит из трёх сосудов, помещённых прямо один над другим и сообщающихся между собой: два нижних закрытые, а верхний имеет форму открытой чаши, в которую наливается вода, а также и в средний сосуд, через отверстие в дне чаши, потом закрываемое. По открытой трубке, идущей от дна чаши почти до дна самого нижнего сосуда, вода течёт из чаши вниз и, сжимая находящийся там воздух, увеличивает тем его упругость. Нижний сосуд сообщён со средним посредством открытой трубочки, начинающейся в верхнем дне его и идущей до верхнего дна среднего сосуда, так что находящийся здесь над поверхностью воды воздух также сжимается. Производя давление на воду, воздух заставляет её подниматься из среднего сосуда по особой трубке, проведённой почти от его дна в верхнюю чашу, где из конца этой трубки, возвышающейся над поверхностью воды, и бьёт фонтан. Высота фонтана, в идеальных условиях, равна разнице уровней поверхности воды в среднем и нижнем сосудах. Но трение жидкости, движущейся в трубках, и другие причины уменьшают высоту фонтана. Вода фонтана, падающая в чашу, течёт из неё по трубке в нижнее отделение прибора, где уровень воды постепенно повышается, и потому высота давящего столба, измеряемая от названного уровня до уровня воды в чаше, постепенно уменьшается; уровень же воды в среднем сосуде, по мере расходования воды фонтаном, понижается. По этим двум причинам высота фонтана постепенно убывает и, наконец, движение воды прекращается.
Столб воды в верхнем сосуде до её поверхности в нижнем, создает избыточное давление в нижнем сосуде. Сжатый воздух из нижнего сосуда передает полученное давление в средний сосуд. (приложение, рисунок 2)
1.3. Виды фонтанов
Естественные. Известны естественно образовавшиеся фонтаны, называющиеся гейзерами — как, например, на Камчатке.
Техногенные. Искусственно созданным фонтаном является фонтанирующая нефтяная скважина. Батареи из множества водяных фонтанов горячей воды используются для её охлаждения на тепловых электростанциях. Декоративные. В обиходе фонтаном называют специфическое гидротехническое сооружение, как правило, выполняющее декоративную функцию. Утилитарную функцию имеют питьевые фонтанчики, позволяющие обеспечить повышенную гигиеническую безопасность при утолении жажды массовым потребителем. Питьевые фонтаны используются для обеспечения питьевого режима в учебных заведениях, в производственных цехах. Музыкальные. Музыкальный фонтан — тип фонтанa, имеющий эстетический дизайн и создающий, в соединении с музыкой, художественное представление. Эффект достигается с помощью пересечения волн воды и световых эффектов, создаваемых прожекторами или лазерами. [2]
1.4. Фонтаны в повседневной жизни
Красивый фонтан — это прекрасное лекарство от стрессов, от суеты повседневной жизни горожан, оазис покоя и радости, место для отдыха и самосозерцания. [5]
Глава 2. Экспериментальные основы проекта
Из предложенных принципов работы фонтанов, мы построили проточный фонтан, работающий на законе сообщающихся сосудов, а также фонтан Герона.
Оборудование: (приложение, рис. 3; фото 1-6)
Ёмкость для сбора воды, 2 пластиковых бутылки одинакового размера (резервуары для воды), трубка от капельницы, трубка для аквариума,
2 наконечника от гелиевой ручки, 2 наконечника от капельницы, картон, клей, цветная бумага, ёмкость для фонтана, декоративное оформление.
Разработка технологического процесса
1. Подготовка рабочего места, инструментов, материалов.
2.Закрепить две пластиковых бутылки (резервуары для воды) на опорах.
3. Прикрепить к ним в первом случае – 2 трубочки от капельницы, во втором случае – 2 трубочки от аквариума.
4. Вывести трубочки через ёмкость для сбора воды
5. Прикрепить к трубочкам в первом случае наконечник от капельницы, во втором случае – наконечник от гелиевой ручки.
6. Придать эстетичный вид сооружению.
7. Провести эксперимент.
Исследования: Опыт №1 (приложение, фото 7, 8, 9, 10)
Ход работы: меняя высоту резервуара, при постоянном диаметре отверстия мы измеряли высоту струи фонтана.
Читайте также:
- Какие роли выполняют растения животные грибы и бактерии в природном сообществе 5 класс кратко
- Где можно использовать древесину с пороками кратко
- Какой на вкус винегрет кратко
- Принципы обновления деятельности доу
- Нимфа это кто в современном мире кратко
Для чего был создан фонтан?
Фонтаны были созданы в разных культурах и эпохах для различных целей. Одним из основных назначений фонтанов являлась демонстрация могущества, богатства и роскоши правителей и владельцев замков и дворцов. Фонтаны были часто устанавливаемыми на центральных площадях, перед зданиями и в парках, чтобы служить визуальным украшением и привлекать внимание прохожих.
Кроме декоративных функций, фонтаны также использовались для питьевой воды, орошения растений и животных, а также для обеспечения охлаждения в жаркие дни. В истории известны фонтаны, которые служили для обеспечения водой жителей городов, например, фонтаны в Риме или Стамбуле.
Фонтаны также могут иметь религиозное значение. В разных религиях фонтаны использовались для омовения, очищения, и для подчеркивания святости места или памятника. В некоторых случаях, фонтаны становились объектами паломничества.
В современном мире фонтаны продолжают использоваться для различных целей, в том числе для украшения городов и парков, для создания атмосферы в ресторанах и гостиницах, для праздничных мероприятий, и как объекты искусства.