Как устроены фонтаны для детей

Принцип работы фонтана

Устройство фонтана: виды, принцип работы, необходимое оборудование и водоснабжение

Декоративные конструкции в зависимости от техники исполнения бывают следующих разновидностей:

Стационарный фонтан часто устанавливают в городском парке. Однако его можно построить и на приусадебном участке, украсив декоративными элементами: мраморными статуями, скульптурами, природными камнями и другими дизайнерскими предметами. При возведении этих сооружений используется полимербетон — прочный и морозоустойчивый материал. В результате конструкция получится легкой, долговечной и защищенной от гниения.

Простым в исполнении считается погружной водопад, который состоит из насоса, приемного резервуара, трубопровода и насадки. Цель последнего конструктивного элемента заключается в том, чтобы струя воды распылялась в разных композициях. Конструкцию можно украсить натуральным камнем и цветами, а ее строительство обходится дешево. Кроме того, устройство фонтана и водопада на дачном участке оптимизирует показатели влажности и температуры близлежащей приусадебной территории.

Конструкция каскадного типа чем-то напоминает пирамиду. В этом случае вода падает сверху вниз, при этом образуется непрерывный поток, омывающий каждую ступень.

Принцип работы

В зависимости от техники устройства фонтаны бывают:

Для организации первого варианта необходимо оборудовать конструкцию водопроводом и дренажной системой. Фонтаны этого типа работают по такому принципу: вода поднимается, а после падает и уходит в канализацию. Главное преимущество — сооружение выполняет полезную функцию: проточные конструкции иногда применяют для полива огорода, газонов и клумб.

Для устройства работы фонтана циркуляционного вида необходимо обеспечить круговорот воды, которая будет заполнять резервуар. После этого жидкость при помощи насоса поднимается к специальной насадке, которая уже разбрызгивает воду. Достоинство этого сооружения в том, что для его работы не требуется проводить водоснабжение и канализацию. Однако иногда надо пополнять резервуары, поскольку жидкость постепенно испаряется.

Если фонтан оборудован насосом, то благодаря этому механизму вода будет подниматься.

Как правило, небольшие эстетические сооружения делают без упомянутого агрегата.

Возведение декоративной конструкции своими руками — трудоемкий и затратный процесс, но оно того стоит: устройство на даче фонтана придаст саду незабываемый вид.

Необходимое оборудование

Детали для фонтана и водопада бывают основными, дополнительными и декоративными.

К первым относится следующее оборудование:

1. Чаша — водный резервуар конструкции.
2. Электронасос (выносной или погружной) — двигатель водного потока.
3. Насадки — детали, с помощью которых регулируется форма струи.
4. ПВХ-трубы, тройники, краны, задвижки, муфты и переходники — элементы для устройства водоснабжения фонтанов и водопадов.

От качества основных деталей зависит срок службы и производительность конструкции. Однако простые сооружения могут быть выполнены без некоторых элементов (например, для одноярусного мини-фонтана насос не нужен). Но обязательной деталью является чаша, а вот к дополнительному оборудованию можно отнести такие комплектующие:

1. Очистительный фильтр.
2. Датчик контроля воды.
3. Расширительный бак.
4. Датчик скорости ветра.
5. Звуковое оборудование.
6. Фонари и водонепроницаемые лампы для подсветки.
7. Шкаф управления.

Выбор насоса

Этот элемент считается так называемым сердцем фонтана. Насос работает таким образом: агрегат забирает и очищает воду благодаря специальному фильтру, а после выбрасывает чистую жидкость в чашу через насадки. При покупке надо обратить внимание на его рабочее напряжение, мощность и производительность. Технологическое устройство насоса для декоративного фонтана бывает двух типов:

1. Погружное (поршневое).
2. Выносное (поверхностное).

Поршневой насос — низковольтное устройство для малогабаритных фонтанов. Его необходимо монтировать на дно водного резервуара.

Поверхностное оборудование применяется для многоуровневых садовых фонтанов. Устанавливать его надо возле конструкции, но предварительно электроприбор надо обезопасить от попаданий осадков и солнечных лучей. Для этого можно использовать специальную защитную пленку либо поставить насос в пластиковый ящик. Подобное дорогое оборудование шумно работает, но это качественный насос, который прослужит долгие годы.

Дополнительное оборудование

Чтобы сделать фонтан с визуальными эффектами, можно использовать различные распылители. Благодаря этим деталям будет легко регулировать водяную струю, которой можно придать вид водяной стены, гейзера или пузырьков.

Фонтан можно дополнить декоративной подсветкой, которая бывает следующих видов:

1. Надводная (фонари устанавливаются по периметру конструкции).
2. Плавающая (работает на солнечных батарейках).
3. Подводная подсветка, при которой используются влагостойкие лампы.

Часто для этих целей применяются цветные 12-вольтовые светодиодные ленты.

Устройство фонтана

Устройство фонтана с большим объемом чаши

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.

Фонтанная чаща – это емкость, которую сооружают по разным технологиям. Выбор здесь невелик: бетонное сооружение, стальное, пластиковое или из композитных материалов.

Принцип работы фонтана зависит от насосной установки.

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.

Для создания давления внутри систему перемещения воды можно использовать обычные насосы (даже бытовые), к примеру, погружной типа «Малыш» или «Ручеек», или более сложные насосные установки типа поверхностных.

Первый вариант – простой, но с небольшой производительностью и напором.

При этом погружные насосы легко устанавливать. То есть их просто опускают в воду (частично или полностью) в колодец или открытый водоем.

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.

Фонтан, работающий от поверхностного насоса

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.

Полный комплект фонтанного насоса

Источник

Исследовательская работа «Мир фантанов»

Разделы: Физика

Класс: 7

Ключевые слова: исследовательская деятельность , фонтаны

Витченко Екатерина,
ученица 7 класса

Руководитель:
Казарцева Анна Викторовна,
учитель математики и физики

Введение

Актуальность

Волнующее море, тихое глубокое горное озеро, ручей — все это излюбленные места отдыха многих людей. Водопады, фонтаны, водоемы обладают завораживающим эффектом. К сожалению, мы не всегда можем позволить себе отправиться на берег ручья или горного водопада, поэтому любую возможность воссоединения с природой необходимо воплощать.

Недавно я изучила тему «Сообщающиеся сосуды», и возникла идея, которую я решила воплотить в реальность, создав свой собственный фонтан. История возникновения и создания фонтанов началась еще в Древней Греции, и продолжается по сей день. Фонтаны повсеместно встречаются в нашей жизни, они украшают площади, улицы, парки, внутренние и внешние помещения зданий. Тема моего исследовательского проекта «Мир фонтанов». Созданную нами в ходе выполнения проекта модель можно будет использовать в кабинете физики для демонстрации работы фонтана.

Цель: создать и исследовать модель фонтана для демонстрации применения закона сообщающихся сосудов.

Задачи:

• изучить историю возникновения фонтанов
• рассмотреть назначение и виды фонтанов;
• изучить физические основы работы фонтана;
• сконструировать фонтан своими руками;
• исследовать зависимость высоты струи от уровня воды и положения резервуара.

Объект исследования: фонтан.

Предмет исследования: зависимость высоты струи от уровня воды и положения резервуара.

Гипотеза: высота струи воды зависит от уровня воды и положения резервуара.

Методы исследования: Поисковый (сборы информации по теме), систематизация, анализ информационных ресурсов, практическая работа (изучение зависимости высоты струи от положения резервуара), ИКТ (создание презентации).

Глава 1. Теоретическая часть

1.1. История возникновения фонтанов

Фонтан — природное или искусственно вызванное явление, заключающееся в истечении жидкости (обычно воды), под действием оказываемого на неё давления, вверх или в сторону. Или можно так же сказать фонтан – устройство, в котором вода бьет из источника, попадает в чашу какого-либо вида и, как правило, используется вновь. Фонтан – латинского слова «Fons» , что означает источник, родник, начало, первопричина.

Почти вся история человечества связана с фонтанами. На заре цивилизации они не были предметом роскоши или украшения быта. Например, жители Месопотамии оборудовали садовые фонтаны и использовали их в качестве ирригационных систем. Особой славой овеяны и фонтаны Древнего Египта. Документально это подтверждено надгробной живописью. Египтяне придавали фонтанам как практическую, так и декоративную значимость. Очень популярны были садовые фонтаны в древней Персии IV тыс. до н.э., давшие пищу для творчества мастеров ковроткачества. Как персидские сады – подобие рая на Земле, так и непревзойденные персидские ковры призваны были воссоздавать 4 сущности – воду, растения, цветы и музыку.

Персидским садам и фонтанам исторически суждено было оказать заметное влияние на европейскую архитектуру. Солдаты Рима, принимавшие участие в восточных походах, по-видимому, так ярко живописали устройство персидских садов и фонтанов, что некое их подобие вскоре появилось и в Древнем Риме. Римляне хорошо поработали над их усовершенствованием. Из обожженной глины они изготавливали трубы, внутреннюю поверхность фонтанных чаш выкладывали плиткой, а струи уже не просто так взмывали и ниспадали, но били из пасти экзотических животных или фантастических рыб. Кстати, римляне первыми начали применять в устройстве фонтанов насосы.

В период Эпохи Возрождения фонтаны в Европе украшают собою архитектурные ансамбли. Мало того, нередко на них делается основной упор, они становятся ключевой деталью. Главенствует римский стиль. Истинной законодательницей моды в архитектуре и, в частности, в искусстве создания так называемых регулярных парков (т.е. симметричных, имеющих геометрически правильные планы) с целыми фонтанными системами, стала Франция. Классический пример – Версаль XVII в. Фонтаны Версаля возникли в одно время с городом. Их строили, вооружившись последними научными достижениями того времени, одновременно обеспечивая изящество исполнения. Именно версальские фонтаны подвигли Петра I на замысел Петергофа:

Забил Петродворец из всех своих фонтанов.
Воды хоть отбавляй у золотых титанов.
Им заменяют мысль, слова и поцелуи
Летящие из уст сверкающие струи.

Надо признать, что фонтаны Петергофа в чем-то превзошли свой французский прототип. В них представлено множество одно- и многоструйных фонтанов, солирующих, парных, сгруппированных в ряды, фонтанов в виде водяных колоколов и столпов. Рисунки струй не повторяются, это веера, букеты, завесы и т.д. Различны Петергофские фонтаны и по звучанию – от чуть слышимого шелеста до оглушительного торжествующего гула.

1.2 Фонтаны нашего времени

Современные фонтаны многолики: одни, словно отдавая дань веку техники и машин, вобрали в себя сложность инженерии и конструктивизма, другие, напротив, – стремятся к естественности, дикой природе.

• Самый знаменитый фонтан в Риме — фонтан Треви. Он завершает собой акведук Аква Вирго, построенный еще до рождества Христова. Центральная фигура фонтанной композиции – Нептун, бог моря у древних римлян. Он управляет колесницей в форме морской раковины, в которую запряжены морские коньки.
• Фонтаны, построенные в Италии, знамениты на весь мир, в том числе и благодаря своей древности. «Фонтан Дракона», расположенный в «вилле д»Эсте», к примеру, был построен в 1572-м году. Парки и фонтаны Тиволи являются прародителями для многих фонтанов по всему свету, но и сейчас остаются одними из красивейших на всей планете.
• О фонтанах Санкт-Петербурга можно говорить бесконечно, без них сложно представить северную столицу. Центральное место в композиции большого каскада занимает знаменитый фонтан Самсон, раздирающий пасть льву. День святого Самсона, победившего льва совпал с разгромом шведов под Полтавой 27 июня 1709 года Большой каскад составляют 64 фонтана, 255 скульптур, барельефов, маскаронов и других декоративных архитектурных деталей, что позволяет считать это фонтанное сооружение одним из самых крупных в мире.
• Высокий Женевский фонтан стал символом города довольно быстро. Его высота 140 метров, а скорость выброса воды составляет 200 км/ч. Изначально фонтан располагался выше по реке Роны и был мало известен, но стоило властям города перенести его поближе к центру города и сделать из него туристический аттракцион, и теперь без этого фонтана Женеву представить невозможно.
• Фонтан Дубай — музыкальный фонтан, расположенный рядом с небоскрёбом Бурдж-Халифа. Это один из самых больших и высоких фонтанов в мире. Высота его струй достигает 150 метров, примерно высоты 50-го этажа. И тем не менее, это всего лишь одна пятая высоты небоскрёба. Фонтан подсвечен 50 цветными прожекторами и 6000 источниками освещения.
• Один из самых знаменитых фонтанов Америки расположен в Лас Вегасе – это фонтан «Bellagio», который дает представления каждый вечер. Именно так – на шоу, которое дает этот фонтан на берегу большого искусственного озера, съезжаются туристы со всего мира. Фонтан «танцует» под музыку известных певцов.

1.3. Назначение и виды фонтанов

В знойную погоду фонтан освежает воздух и создаёт положительный психологический эффект, он очищает воздух от пыли, способствуя облегчению дыхания.

Защищает от постороннего шума, так как звуки журчащей воды приятно заглушают посторонние раздражающие звуки. Фонтан способен качественно увлажнять воздух, что хорошо сказывается на здоровье.

Естественно, фонтан – это развлечение: изменяющиеся фонтанные композиции способны развлекать человека (особенно цветомузыкальными водными шоу). Фонтаны являются превосходной забавой как для детей, так и для взрослых. И, наконец, фонтаны будучи частью ландшафтного или архитектурного дизайна служат средством привлечения внимания.
Существует несколько видов фонтанов:

• Естественные (естественно образовавшиеся фонтаны, называющиеся гейзерами).
• Техногенные (батареи из множества водяных фонтанов горячей воды используются для её охлаждения на тепловых электростанциях)
• Искусственные (фонтанирующая нефтяная скважина).
• Декоративные (специфическое гидротехническое сооружение, как правило, выполняющее декоративную функцию).

В нашем городе тоже действует декоративные фонтаны, которые находится на бульваре Гагарина «Каменный цветок», на площади у Ледового дворца «Подмосковья» «Каскадный», на площади у бассейна «Дельфин», в микрорайонах: Красный строитель, Цемгигант, Лапатинский.

Глава 2. Практическая часть

2.1 Зависимость высоты струи от уровня воды в резервуаре относительно расположения бассейна фонтана

Сосуд с водой находится на одной и той же высоте H, диаметр пластиковой трубочки d один и тот же, d₁ стеклянного наконечника постоянен.

H = 81cм – высота дна резервуара; высота воды в сосуде H₂= 17 см;
d = 4мм – внутренний диаметр пластиковой трубочки;
d₁= 1,1мм – внутренний диаметр стеклянного наконечника

Таблица 1.
Результаты зависимости высоты струи от уровня воды в резервуаре

Источник