Как долго работает фонтан герона

Вечный фонтан Герона – это реально

Вечный фонтан Герона своими руками из бутылок

Вечный фонтан Герона – это реально! Такое интересное и уникальное изобретение, которое удивляет и детей, и взрослых. Его можно сделать в домашних условиях из отработанной пластиковой тары. Главное, произвести подготовку в требуемом количестве расходные материалы, а также следовать простейшей инструкции. Если сделанный своими руками фонтан станет украшать сад, территорию около дома, то его можно с эффективностью задекорировать.

Принцип действия фонтана из пластиковых бутылок

Чтобы производить сборку фонтана при домашних условиях из пластиковых отработанных бутылок, требуется обязательно ознакомиться с его принципом работы, а также особенностям устройства. Базой в подобном случае будет механизм гидпропневматики, где выталкивание воды струей кверху будет происходить за счет работы воздуха, а также самой жидкости. Более того, тут далеко не последнюю роль будет играть гравитация, которая создает в фонтанной системе требуемую степень давления.

В качестве составляющих подобной конструкции будут выступать сразу 3 емкости:

1. Чаша, которую можно обозначить, как стартовое место, откуда вода будет начинать свое перемещение по водной системе. Она представляет собой резервуар открытого типа, который по внешнему виду напоминает тарелку или даже маску. Из подобной чаши жидкость по тоненьким требам будет направлять в пустую тару, которая установлена внизу фонтанной конструкции.
2. Пустой нижний резервуар требуется для создания давления из стекающей жидкости из чаши, которая будет сжимать воздух, находящийся в нем. Как результат, вода будет выталкиваться струей наверх. Более того, в такой пустой емкости станет собираться жидкость, которая создает то самое требуемое давление. Вода будет оставаться тут до новой системной перезарядки.
3. Резервуар сверху, который в заряженном состоянии заполнен водой. Это именно та жидкость, что будет выходить наружу в виде тончайшей струи. Процесс выталкивания будет произведена за счет воздуха сжатого типа – давления, которое образовалось в емкости, стоящей снизу. Поступая по тоненькой трубке в верхнюю тару, воздух будет выталкивать оттуда воду. А вот она в виде фонтана снова начнет поступать в чашу, из которой перетекает в нижнюю емкость.

Изготовленный собственноручно фонтан из пластиковых бутылок не бесконечный, его время от времени требуется перезаряжать. Ничего сложного тут нет – нижнюю полную емкость требуется монтировать на место пустой чаши, которая будет расположена сверху, а пустой на место заполненного. Чтобы запускать фонтан Герона, будет достаточно доливать немного жидкости в верхнюю чашу. Ниже представлено схематическое изображение Герона.

Подробности

Какие материалы и инструменты нужны

Для сборочного процесса собственноручного фонтанчика из трубочек и бутылок требуется произвести подготовку таких расходных материалов, а также инструментов:

• Наждачная абразивная бумага.
• Маркер.
• Ножницы.
• Острый ножик.
• Плоскогубцы.
• Электрическая дрель.
• Элементы крепления, к примеру, саморезы.
• Элементы от толстого стержня шариковой ручки или даже коннекторы от капельницы (при использовании гибкого шланга).
• Гвоздь или сверло для создания отверстий.
• Герметик или термический клеевой состав.
• Трубочки для коктейлей или гибкий шланг.
• Тара из пластика (из-под газированной воды, напитков и йогуртов).

Когда все будет в наличии, можно приступать к изготовлению.

Как изготовить фонтан Герона собственноручно

Есть разные варианты того, как сделать фонтан Герона своими руками из бутылок. У каждого из них есть определенные особенности конструкции, которые крайне важно учесть, чтобы системы работала эффективно и долго.

Как изготовит фонтан из одной бутылки

Собирать фонтан из отработанных бутылок можно, если придерживаться такой технологии:

1. Проделывайте в пробке от тары из пластика отверстие, просверливая его электрической дрелью, или посредством применения раскаленных на плите гвоздей. Главное, чтобы трубочка или соломинка входила крайне туго.
2. Наполняйте емкость чистой водой, но не до конца.
3. Вставляйте пробку в горлышко, в сделанное отверстие – трубочку, причем нижний конец должен оказаться в воде, достигая в полной мере дня.

Чтобы самодельный фонтан, изготовленный собственноручно из трубочки и бутылки стал работать, требуется сжимать воздух, находящийся внутри емкости. Для подобных целей прекрасно подойдет насос, используемый для накачивания мячиков. Если нет насоса, можно применять такой метод – дуньте через трубку со всех сил. Чтобы не травмировать губы, ее конец не должен быть с зазубринами, заостренностями. При применении элемента из стекла можно оплавлять конец при помощи парафиновой свечки, а также горелки. Если это соломинка из металла, то требуется опиливать ее конец мелкофракционным напильником. Фонтан из одной бутылки будет работать до тех пор, пока в нем есть сжатый воздух. При попытке расширения он начнет вытеснять жидкость из емкости.

Первый вариант будет работать при условии весьма большого количества сжатого воздуха внутри емкости. С учетом этого момента можно продлить эффект, если получится время от времени подкачивать воздух. Требуется обустраивать в пробке дополнительное отверстие, через которое устанавливают дополнительную соломинку или трубку. Погружать ее в воду не требуется – отгибайте верхний конец, и дуньте в него, или накачивайте воздух посредством насоса с вентилем, подойдет и компрессор для аквариума. Работа фонтана из такой бутылки будет продолжаться в том случае, пока жидкость не закончится.

Как делать фонтан из пары бутылок

Данную модель из пары пластиковых бутылок, которую можно без труда собирать своими руками, делают по такой схеме.

• Подготовьте пару емкостей и в пробках просверлите по паре отверстий для трубочек. Во втором резервуаре обязательно должны быть пару коротких соломинок.
• Соединяйте две бутылки при помощи резиновой трубки, а также установить на разной высоте.

Если дуть в соломинку первой бутылки, то запустится процесс водного движения из нее во вторую емкость из пластика. Даже если перестать дуть, то вода все равно будет течь. Тут самое главное, что одно отверстие было на определенном расстоянии от иного, а еще удалось сохранить разность высот. Если постараться заглушить пальцем выходную трубку второй емкости, то вы ощутите давление воздуха. Это называют «героновый компрессор». Если стыковать аквариумный распылитель и состыковать шланг, то этот своеобразный продув станет функционировать до момента, пока жидкость из первой емкости не окажется во втором. Чтобы компрессор работал долго, а не 1 час, потребуется резервуар с большим объемом и тонкую трубочку.

Интересно, что в действительности фонтан является разработкой инженера древних времен Ктезебея. Он, а также Александрийский Герон (механик и математик) смогли изобрести много необычных устройств, среди которых есть распылитель двухцилиндрового типа однократного действия, а также автоматический механизм для открывания двери в храме.

Фонтан Герона из трех бутылок

По схеме вечного фонтана Герона понятно, что он работает из 3 пластиковых бутылок достаточно бесшумно, эффективно, отлично помогает освежать воду внутри аквариума, а еще повышать степень влажности в помещении. Инструкция по выполнения работ такова:

1. Требуется для начала разрезать одну емкость из пластика напополам, причем верхняя часть (с горлышком) будет играть роль резервуара для фонтанчика.
2. Следующий этап – проделывание отверстий в крышечках. Через них будут проходить соломинку или трубочки от коктейлей, можно применять и капельницу.
3. Требуется выполнить стыкование средней и нижней емкости, склеивания между собой пробки, их заблаговременно фиксируют на горловину.
4. Чашу, где будет сам фонтан, требуется приклеивать на дно второго резервуара из пластика. В днище и пробке обязательно проделывайте отверстия с подходящим диаметром. Все участки для стыкования требуется как можно лучше загерметизировать.
5. Заполняйте верхнюю емкость при помощи воды, причем резервуар должен быть равен объему второй бутылки. Она будет стекать в нижнюю часть, а возвращать в центр фонтана воду получится, просто переворачивая систему.

Как только вся вода будет в основном резервуаре, необычайное устройство станет действовать, не требуя дополнительных источников питания. Изготовить трубки и бутылки под силу всем, если соблюдать определенные действия в правильном последовательности.

При доливании воды в верхнюю емкость вы поспособствуете запуску очередного цикла:

• Вода из верхней емкости начинает поступать в нижнюю, провоцируя тем самым отвод воздуха в следующую бутылку.
• За счет имеющегося давления масс воздуха во второй емкости жидкость начинает находить выходит в виде пластиковой трубки.
• Вода поступает в трубочку, направляется вверх и появляется в виде фонтанчика.

За счет оборудованного своими руками фонтанчика в комнате вы повысите уровень комфорта, микроклимат станет намного лучше, количество сухого воздуха уменьшится, а влажность будет в приемлемом диапазоне, от 40 до 60%. Это крайне важно для человеческого здоровья, комнатных культур и домашних животных. Такое устройство дает возможность поддерживать влажность воздуха в сезон отопления, когда показатели составляют 22%. Подобный тип увлажнителя, который собран из пластиковой тары, поспособствует очищению воздуха от пылевых частиц, а также эффективно его смягчает. Фонтан из пластиковых бутылок станет полезен еще и для рыбок в аквариуме.

Заключение

Бутылочный фонтан Герона – достаточно интересная конструкция, которая точно пригодится в доме или квартире. Это и украшение, и своеобразный увлажнитель воздуха. Для изготовления не требуются ощутимые трудовые и финансовые траты, а если действовать по схеме, то можно быстро и легко собирать такое оригинальное устройство. Крайне интересен фонтан из пластиковых бутылок детям.

Источник

Вечный фонтан Герона

Все современные фонтаны устанавливаются с насосным оборудование. Или не все? Конечно, нет, так как существует несколько способов заставить воду течь и даже фонтанировать без агрегатов принудительного действия. Использовать эти методы можно и в строительстве дачного фонтана Герона из бутылок, который будет функционировать без насоса.

Ели высота конструкции большая, то можно получить хороший напор

Как заставить течь воду без постороннего вмешательства

Если вы посещали школьные уроки физики, то уже должны представлять, за счет какой силы проще все заставить что-то двигаться. Конечно же, речь идет о гравитации или, по-другому, силе тяжести.

Для ее задействования вещь нужно поднять на некоторую высоту и отпустить. То же самое происходит и с водой. Если резервуар с ней поднять над землей и открыть пробку, то она за некоторое время вытечет.

Насос закачивает воду в бак, после чего она стекает по трубе вниз

Сила тяжести будет изначальным двигателем, который запустит наш фонтан.

• Присоединяем теперь к нашей гипотетической емкости трубку, которая будет уходить вниз – там мы направим воду строго в определенную точку.
• Если эту трубку внизу загнуть кверху, то вода начнет вылетать из нее с напором. Вот, в принципе, простейшее строение фонтана.
• Чем выше поднимается резервуар с водой, и чем шире диаметр трубы, тем сильнее будет напор. Давление в этом случае выражается в высоте водяного столба.

Подобным образом можно организовать фонтан для дачи, если есть какой-то источник, из которого основная емкость будет постоянно пополняться.

Например, можно задействовать ручей. В этом случае, помимо подачи следует побеспокоиться и о водоотведении.

Такой фонтанчик без насоса не сделаешь

Так как ручьи отыщутся далеко не на каждом участке, да еще и особенности рельефа могут не соответствовать, рассматривать подобный способ устройства фонтана не стоит.

Но для наполнения бака можно использовать и другие источники – тот же летний водопровод. Однако где-то там далеко воду в него также нагнетает насосное оборудование.

Так как же сделать постоянно работающий фонтан без насоса? Для этого одной силы тяжести недостаточно. Решение проблемы кроется в ее совместном действии с давлением. По этому принципу работает древний фонтан Герона.

Источник

Как долго работает фонтан герона

Фонтан Герона

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Древние Арабские рукописи донесли до нас рассказ об удивительных творениях античного изобретателя Герона Александрийского. Одно из них — красивая чудо-чаша в храме, из которой бил фонтан. Нигде не было видно никаких подводящих труб, а внутри — механизмов.Удивительное творение античного изобретателя Герона Александрийского — вечный фонтан. Где его можно применить в современной жизни?

Цель исследования: изучить принцип работы фонтана Герона и найти практическое применение в современной жизни.

Изучить литературу про фонтан Герона;

Изучить принцип его работы;

Изготовить фонтан Герона;

Найти практическое применение в жизни.

Продуктом исследования является собственный фонтан Герона.

Глава 1. Теоретическая часть

Земля покрыта воздушной оболочкой, которая называется атмосферой. В переводе с греческого «атмос» — пар, воздух, «сфера» — шар. Атмосфера простирается на высоту несколько тысяч километров. Атмосфера состоит из молекул разных газов (азот, кислород, углекислый газ), которые не имеют собственной формы и постоянного объёма[1].

На воздух, как и на всякое тело, находящиеся на Земле, действует сила тяжести, и, следовательно, воздух обладает весом. Верхние слои воздуха сжимают нижние слои, т.е. оказывают на них давление согласно закону Паскаля, одинаково по всем направлениям [2].

Каждый слой атмосферы испытывает давление со стороны всех верхних слоёв, а следовательно, земная поверхность и тела, находящиеся на ней, испытывают давление всей толщи воздуха, или, как обычно говорят, испытывают атмосферное давление, и, согласно закону Паскаля, это давление передаётся одинаково по всем направлениям.[3]

Атмосферное давление – давление, оказываемое атмосферой Земли на все находящиеся на ней предметы.

Существованием атмосферного давления можно объяснить многие явления, действие многих медицинских инструментов. Рассмотрим как набирают жидкость в шприц:

Надавливают на поршень шприца, выдавливая воздух.

Иголку шприца опускают в жидкость.

Поршень поднимают, за ним поднимается жидкость.

Объяснение эту явлению очень простое, когда опустили поршень между ним и жидкостью образовалось пространство, давление которого меньше атмосферного. В результате этого под действием атмосферного давления жидкость поднимается за поршнем.

1.2. УСТРОЙСТВО ФОНТАНА

Каждая емкость фонтана служит для определенной цели. Фонтан Герона начинается с чаши. Она представляет собой миску, наполненную водой, из которой отходит тонкая трубка, направленная в нижнюю емкость. Именно по ней вода начинает свое движение. Эта емкость пуста. В ней накапливается вода, которая, поднимаясь вверх, создает давление воздуха, поднимающегося по тонкой трубке, и попадает в верхнюю емкость, наполненную водой. Отсюда воздух выталкивает воду, которая движется по трубке в чашу с водой и создает струю, что видна над поверхностью жидкости. Фонтан Герона может работать очень долго, но емкости приходится менять местами. Потому что нижняя постепенно наполняется водой, а верхняя — воздухом, а значит, перестает создаваться нужное давление . (Приложение А)

Возможно, вы удивитесь, прочитав сейчас о том, как можно сделать фонтан своими руками. Ведь в этой модели используется пластмасса, а 200 лет назад ее еще не изобрели. Греческий изобретатель использовал стеклянные емкости. Для начала он провел эксперимент. Налил воду в стеклянную бутылку, затем заткнул ее пробкой, в которой проделал отверстие. В это отверстие он вставил трубку, доходящую до дна бутылки. Поставив эту конструкцию на солнце, Герон принялся наблюдать за ней. Солнце начало нагревать бутылку, и вода устремилась по трубочке вверх. Причем, чем сильнее грело солнце, тем больше вытекало воды. Тогда Герон взял увеличительное стекло и направил его на бутылку, чтобы усилить действие солнечных лучей. Нагретая вода высокой струей вырвалась по трубке из бутылки. Это натолкнуло Герона на мысль о том, что вода может двигаться по кругу, поднимаясь из бутылки и возвращаясь в нее. Тогда он стал думать над тем, как сделать так, чтобы вода самостоятельно возвращалась обратно в емкость. [7, 9]

Фонтан Герона состоит из трех стеклянных сосудов – наружный, средний и внутренний, помещенных один внутри другого. Наружный сосуд имеет форму открытой чаши, в которую наливается вода, так что вода скрывает два сосуда склеенных между собой, таким образом, чтобы образовался вакуум и термоизоляция между водой из первого сосуда и воздухом в третьем сосуде. Также третий сосуд является рабочей емкостью. В сосуде находятся два отверстия — сверху, куда плотно вставляется трубка, до дна сосуда и снизу, где расположен клапан. Вода из наружного сосуда, под атмосферным давлением, через клапан поступает во внутренний третий сосуд и сжимает, находящийся между трубкой и наружными стенками сосуда воздух, до тех пор пока не уровняется атмосферное давление в первом сосуде и давление воздуха в третьем сосуде. Солнечные лучи проходят через первый и второй сосуды, образующих водяную лупу (две стеклянные линзы наполненные водой), усиливаются и через вакуум между вторым и первым сосудами нагревают стенки третьего сосуда и воздух в сосуде. Воздух в третьем сосуде расширяется и выталкивает воду из третьего сосуда по трубке, образуя фонтан. Уровень воды в первом сосуде повышается и соответственно повышается атмосферное давление воды в первом сосуде, таким образом, как только нарушается равенство атмосферного давления в первом сосуде и давления воздуха в третьем сосуде, вода через клапан поступает в чашу, охлаждает и сжимает воздух в третьем сосуде, процесс повторяется. Таким образом, в данном изобретении, энергия солнечных лучей преобразуется в движение воды. Фонтан работает каждый день, без видимых механизмов и подводящих труб. Преимуществом является то, что сосуды не надо переставлять или переворачивать. Фонтан работает каждый день без видимых механизмов и подводящих труб, и в любом месте, куда попадают солнечные лучи. Через первый сосуд заполненного водой стеклянный трудно разглядеть внутренние стеклянные сосуды и создается эффект вечного двигателя, который не мог повторить ни один ученный в течение 2000 лет. (Приложение Б) [8, 11]

Глава 2. Практическая часть

2.1 ИЗГОТОВЛЕНИЕ ФОНТАНА ГЕРОНА

МАТЕРИАЛЫ: пластиковая бутылка (2 л) и две бутылки от питьевого йогурта; соломинки для коктейля; стержень от гелиевой ручки; трубка от капельницы, коннекторы от капельницы (можно вместо них использовать отрезки от гелиевого стержня); гвоздь, колпачок от клея.

ОБОРУДОВАНИЕ: спиртовка, нож, плоскогубцы, ножницы, маркер, наждачная бумага, клеевой пистолет (или любой другой водостойкий клей).

Шаг 1. Зачищаем наждачной бумагой пробки от бутылок и склеиваем их клеевым пистолетом. Разогретым на спиртовке гвоздем проделываем два отверстия в склеенных пробках. Вставляем в отверстия коннекторы от капельницы.

Шаг 2. Ко дну бутылки от йогурта приклеиваем пробку от 2 л бутылки. Проделываем в ней два отверстия горячим гвоздем.

Шаг 3. В отверстия вставляем трубку от капельницы (

40 см) и соломинку без гофрированной части. Удлиняем соломинку с другой стороны, чтобы она доставала до горлышка бутылки. В конец трубки от капельницы вставляем отрезок стержня от гелиевой ручки для жесткости и герметизируем щели вокруг обеих трубок клеем.

Шаг 4. Вставляем второй конец трубки от капельницы к центральному коннектору в склеенных пробках. Ко второму коннектору присоединяем трубочку от коктейля. Обрезаем конец трубочки, чтобы она доставала до дна бутылки.

Шаг 5. Отрезаем от 2 л бутылки верхнюю часть и присоединяем ее к приклеенной пробке.

Шаг 6. Изготавливаем из отрезка трубки от капельницы и соединительной части гелиевого стержня (или колпачка от клея) сопло для нашего фонтана. Присоединяем сопло к желтой трубочке при помощи коннектора от капельницы и отрезка оранжевой трубочки. Главное назначение сопла – получение тонкой высокой струи. Можно обойтись и обрезком трубочки от капельницы без сопла – тогда вода из фонтана будет просто выливаться вниз как водопад.

Шаг 7. Присоединяем ко второй стороне двойной пробки трубочку к центральному коннектору.

Шаг 8. Собираем все части фонтана вместе

Шаг 9. При необходимости делаем подставку к фонтану для его большей устойчивости.

Обрезаем нижнюю часть 2 л бутылки. Приклеиваем эту подставку ко дну нижней бутылки фонтана.

Шаг 10. Фонтан готов. Можно приступать к испытанию. (Приложение В) [6, 16, 19]

2.2. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ФОНТАНА ГЕРОНА В ЖИЗНИ

Важным фактором, который определяет комфортность микроклимата помещения, является влажность воздуха. Оптимальный уровень влажности воздуха для человека, его домашних питомцев и комнатных растений составляет 40 – 60 %. В частности, во время отопительного сезона в квартирах влажность воздуха составляет, в среднем 22%. Это очень негативно отражается на здоровье людей. Одним из способов это исправить — это использовать увлажнители, к которым можно отнести и фонтаны. Они имеют не только эстетическое значение, но и практическое. А именно:

— очищение воздуха: фонтан очищает воздух от пыли, рядом с ним даже дышится легче.

— увлажнение: фонтан способен качественно увлажнять воздух, что положительно сказывается на здоровье.

Докажем это на практике. Определим относительную влажность воздуха в помещении.

Для этого я использовала 2 термометра для воздуха. Один из них обвязала кусочком марли, погруженным в воду. Испарение воды с поверхности влажного термометра приводит к понижению его температуры. Второй же, сухой термометр, показывает обычную температуру воздуха.

— Измерила температуру воздуха ртутным термометром и записала показание. Это показание сухого термометра.
— Плотно обернула головку термометра мокрой марлей, и через 10 минут сняла показания мокрого термометра. Термометр должен быть подвешен так, чтобы его головка ни с чем не соприкасалась.
— Из первой цифры вычла вторую. По разности показаний сухого и влажного термометров определила по таблице относительную влажность воздуха. (Приложение Г)

Показания снимали в течение 7 дней

Итак, влажность воздуха в среднем за эти дни составила 33%.

Если провести такое определение в день, когда в квартире тепло, а на улице солнечно и стоит легкий морозец, результаты потрясут: в квартире влажность воздуха примерно 25%, а то и ниже — точно такая же, как в пустыне Сахара. Налицо все признаки низкой влажности: шерстяные вещи «стреляют», пыль прилипает к вертикальным поверхностям полированной мебели, белье сохнет мгновенно.

Исследование влажности воздуха с действующим изготовленным в домашних условиях фонтаном.

Фонтан, изготовленный самостоятельно из пластиковых бутылок, работал с 9 часов утра до 21 часа. С 10 минутным перерывом на перемену местами бутылок, Один цикл работы фонтана длится 40 минут. Результат – достигнута влажность воздуха 50%.

Растения, находящиеся в комнате чувствуют себя просто прекрасно, а вместе с ними и мы.

Влажность в комнате увеличивается в среднем в отопительный сезон на 5%

Влажность, увеличиваясь, благотворно влияет на самочувствие и тонус человека, подтверждённый исследованиями учёных

Улучшается экологическая обстановка в комнате, т.к. комнатные растения растут лучше и дают больше кислорода.

Фонтан Герона – великое открытие. Его систему можно использовать в быту и в научных презентациях. Это открытие помогло улучшить жизнь некоторых людей.

В ходе исследования выявлено, что наиболее подходящими по конструктивным особенностям для расположения в квартире являются Героновы фонтаны. Созданы модели фонтанов. В исследовательской работе приводятся рекомендации и инструкции для самостоятельного создания фонтана у себя дома для улучшения климатической обстановки и состояния здоровья человека в целом. Таким образом, мною были выполнены следующие задачи:

Изучена литература про фонтан Герона;

Изучен принцип его работы;

Изготовлен фонтан Герона;

Найдено практическое применение в жизни, а именно, фонтан Герона является прекрасным средством для увеличения влажности воздуха.

Успехи физических наук Е. И. Несис 1965 г. Декабрь Том 87 Выпуск 4 http://ufn.ru/ufn65/ufn65_12/Russian/r6512c.pdf

Гальперштейн Л. Забавная Физика :учеб.пособие / Л. Гальперштейн , 1993. – 255 с.

Перельман Я.И. Занимательная физика / Я.И. Перельман– М.: Центрполиграф, 2010 г.

Источник