Как работает фонтан?

Устройство фонтана

Фонтан – гидротехническое сооружение, предназначенное для перемещения водных масс в замкнутом или открытом цикле. Примерно так, звучит научное определения понятия «фонтан», которое характеризует основные функции данной архитектурной формы. В большинстве случаев, это небольшой искусственный водоём, выполняемый как вровень с поверхностью, так и виде надстроек.

Основные составляющие фонтана

Для обеспечения функционирования фонтана и выполнения основной его задачи (перемещение водных масс) необходимо наличие достаточного количества воды. Для этих целей, используются специальные водные резервуары (кессоны) пополняемые из природных (озеро, река, пруд) или искусственных источников водоснабжения (центральный водопровод).

Обустройство данных сооружений относится к задачам высокой сложности и выполняется специализированными организациями. Материал кессона достаточно разнообразен и зависит от возможностей Заказчика – бутилкаучуковая пленка, формовочная глина, бетонные кольца, полихлорвиниловые или стальные ёмкости (нержавейка). Что касается самой фонтанной чаши, то здесь выбор невелик и ограничивается технологией – бетон, композитные материалы или нержавеющая сталь. В редких случаях, при неограниченном бюджете, могут использоваться мрамор, бронза или её сплавы.

Перемещение воды

Перемещение воды – важный вопрос, требующий серьёзного и профессионального подхода. В данном случае, вариантов может быть несколько, от наиболее простых – имитация естественных родников или ручейков, до сложных архитектурных форм – колокол или каскад. В данном случае всё определяется типом выбранной фонтанной насадки, которая и формирует общий водный поток. Однако не стоит забывать о таком немаловажном моменте, как «привод» – насосная станция, которая обеспечивает достаточное давление в системе при использовании тех или иных типов распылителей.

Наиболее простой, но менее эффективный вариант – погружной насос, оборудованный непосредственно в самом фонтане. Преимущества – простота монтажа, недостаток – низкая производительность. Более сложный, но и более производительный тип установок – центробежная насосная станция. Устанавливается в специально отведённых местах, обычно – вблизи кессона. Несмотря на то, что данный проект будет значительно дороже его эффективность в разы выше, что позволяет реализовывать достаточно сложные проекты.

Итак, подведём итог. Фонтан – водный резервуар, насосы для фонтана и насадки для фонтана. Всё остальное, не что иное, как оболочка и полезные дополнения, позволяющие реализовать эстетическую и технологическую стороны проекта.

Деталировка (подробное описание) фонтана

Бассейн

Небольшие чаши изготавливаются из самых разнообразных материалов и по различным технологиям – композитные, пластиковые, металлические и даже деревянные. Что до больших сооружений, для них существует единая технология – ЖБИ конструкции. К слову, проектируя большие архитектурные формы, Вам не обойтись без помощи профессионалов. Только опытные проектировщики смогут обеспечить корректное положение всех составляющих, скрывая технические моменты архитектурными дополнениями.

Насосная станция

В данном случае, речь идёт о помещении для насоса, установленного вне пределов водного бассейна. По технологии, это должно быть подземное помещение, расположенное ниже уровня воды в фонтане. Желательно, оборудование собственной системы канализации и отвода воды, в случае возникновения аварийной ситуации.

Насадки и дополнения

Поскольку фонтанная насадка не всегда есть произведение искусства, но является неизменной частью в создании единой композиции, некоторые типы распылителей могут инсталлироваться в другие архитектурные и ландшафтные формы. Данный элемент тесно связан со всей структурой (мощность насосной станции, диаметры труб, общая архитектурная структура).

Насос

Насос для фонтана – это «сердце». Именно он определяет функциональность всей формы и обеспечивает корректное исполнение заданных параметров. В частности, обеспечивает стабильное давление в системе, позволяющее гарантировать целостность водной композиции.

Фильтрующий элемент

Фильтр – важнейшая составляющая, позволяющая продлить срок эксплуатации насосной станции и фонтанных насадок. Дабы продлить срок службы самого фильтра, а также увеличить интервалы между плановыми очистками, рекомендуется увеличить общую площадь водозабора.

Фитинги

В миру – «гильзы». Специальные втулки, позволяющие завести трубопровод через дно или боковые стенки бассейна. Выполняются из материалов, устойчивых к коррозии (нержавейка, томбак и т.д.), что позволяет вмуровывать их непосредственно в бетон. Для бассейнов из пластика, применяются специальные зажимные фланцы.

Всасывающий трубопровод

Часть трубопровода, обеспечивающая подачу воды из кессона к насосной установке. Выбор диаметра трубы, осуществляется путём расчётов и подбирается в соответствии с производительностью насоса, при этом скорость проходящего потока не должна превышать 2м/с.

Задвижка

Запорная арматура, предназначенная для отсечки воды на всасывающий или питающий трубопровод в период проведения ремонтных работ.

Питающий трубопровод

Обеспечивает подачу воды от насоса к фонтанным насадкам. Диаметр трубопровода рассчитывается для насосной установки и должен обеспечивать стабильный проток воды, со скоростью движения до 2м/с.

Распределитель

Узел распределения. Обеспечивает перенаправление водного потока к отдельным фонтанным насадкам.

Дренажная арматура

Система водоотвода, позволяющая контролировать уровень воды в фонтане, обеспечивая отток дождевых вод, а также обеспечивает полное опорожнение бассейна на период зимних заморозков.

Донный слив, оборудованный системой грязеочистки

Сливная канализация, работающая в паре с дренажом. Предназначена для аварийного или сезонного спуска воды. Оборудована фильтром, который предотвращает засорение системы канализации.

Арматура для автоматического контроля уровня воды

Встраивается в боковую стенку бассейна и позволяет, как добавлять, так и отводить воду.

Арматура для закачивания воды

Монтируется в нижней точке бассейна. Предназначена для закачивания воды. Отличается высокой надёжностью, что подтверждено сертификатом европейского стандарта DIN 1988.

Переливной трубопровод

Переливная станция, позволяющая организовать эффективное водоотведение в случае атмосферных осадков. Может использоваться, как для бассейнов, так и для фонтанов. В случае применения в общих бассейнах, диаметр трубы должен быть не менее 100 мм.

Переливной трубопровод с арматурой

Переливная конструкция, оборудованная системой обратной подачи воды, что позволяет использовать её для контроля уровня, как в случае его повышения, так и в случае понижения.

Сливной трубопровод

Система слива, оснащённая грязевым фильтром. Может использоваться, как в фонтанах, так и в общих бассейнах, при условии, что диаметр трубы будет не менее 100 мм. Предназначается для планового или аварийного спуска воды.

Трубопровод подачи

Система для пополнения воды в фонтанах. Используется в паре с автоматической системой контроля уровня воды. Встроенный фильтр, позволяет очищать закачиваемую воду от механических и органических включений.

Электромагнитный клапан

Запорная арматура, совмещённая с системой автоматического контроля уровня воды. Предназначена для закачивания чистой воды.

Фитинг для кабельного ввода

Герметичная вставка, предназначенная для прокладки кабельно-проводниковой продукции сквозь стенки или дно чаши фонтана.

Защитная труба для кабеля

Защитный элемент, позволяющий предотвратить механические повреждения силового кабеля. Облегчает монтаж, демонтаж и обслуживание кабельно-проводниковой продукции.

Клеммная коробка

Пост разводки и подключения кабельно-проводниковой продукции. Предназначен для обслуживания силовых и оперативных сетей.

Шина защиты кабеля

Дополнительный защитный элемент, предупреждающий повреждение кабельно-проводниковой продукции.

Подводная подсветка

Набор для оборудования освещения водной толщи в ночное время суток. В паре со светофильтрами, позволяет создавать поистине феерические композиции, способные поражать воображение.

Система электронного управления

Система автоматического контроля, оборудованная на базе единого управляющего блока. В её состав включены все необходимые устройства, обеспечивающие корректную эксплуатацию фонтана при отсутствии вмешательства со стороны человека. В частности, установлена система защиты электрооборудования, оборудована автоматическая система управления основными процессами (слив, долив, аварийное откачивание воды), а также системы освещения и распределения водных потоков.

Крышка-решетка

Защитная конструкция, обеспечивающая защиту основных узлов и элементов автоматического управления фонтаном. В частности, используется для предотвращения несанкционированного вмешательства в электрооборудование, защищая его от механических повреждений.

На этом всё. Обладая необходимыми знаниями, Вы сможете спроектировать фонтан, ещё до начала его обустройства. Тем не менее, хотим ещё раз напомнить народную мудрость – «Дело мастера боится», т.е. поручая эту работу мастерам, Вы гарантированно обречены на успех. Более того, только профессионал поможет сэкономить Ваше время и деньги, подобрав наиболее оптимальный и доступный по средствам вариант проекта.

Как работает фонтан?

ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ ФОНТАНОВ

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

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.

2.1.Создание макета «Город фонтанов» (на основе сообщающихся сосудов)

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)

«Зависимость высоты струи в фонтане от взаимного расположения сообщающихся сосудов»

Ход работы: меняя высоту резервуара, при постоянном диаметре отверстия мы измеряли высоту струи фонтана.

Принцип работы фонтана

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

Декоративные конструкции в зависимости от техники исполнения бывают следующих разновидностей:

1. Стационарные.
2. Погружные.
3. Каскадные.

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:

1. Проточные.
2. Циркуляционные.

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

Фонтан. Виды и устройство. Работа и форма струи. Особенности

Фонтан – природное или искусственное явление, представляющее собой истечение жидкости струей вертикально вверх или с небольшим уклоном в сторону, что вызвано в результате оказания на нее давления. Природные фонтаны также называют гейзерами. Искусственно созданные являются, как правило, декоративными строениями, устанавливаемыми с целью украшения ландшафта или интерьера.

Как устроен и работает фонтан

Схематически строение и принцип действия фонтана можно описать как устройство с резервуаром, из которого вода подается под давлением на распыляющую ее форсунку. В результате формируется видимая струя определенной формы направленная горизонтально вверх или с уклоном. Бьющая вода после потери инерции от выталкивающих ее сил падает обратно вниз, и собирается в чаше устройства. Оттуда она снова стекает в резервуар, где повторно подается под давлением через форсунку. Это непрерывный процесс, происходящий одновременно. Часть объема воды выталкивается в струю, и сразу же возвращается обратно до того как жидкость закончится.

Это механизм круговорота воды. В качестве резервуара в ней может использовать бассейн, емкость или целый водоем. Если жидкость забирается из изолированной емкости, то в результате испарения объем в ней постепенно снижается. В конечном счете, это приведет к остановке фонтана. В связи с этим емкость нуждается в периодическом доливании жидкости.

Для обеспечения подачи воды в конструкции фонтана предусматривается насос. Он прокачивает воду из резервуара на форсунку. Насос работает за счет электроэнергии. Описанная конструкция фонтана является упрощенной. Многие устройства существенно сложнее. К примеру, их насос может иметь систему программного управления. За счет этого обеспечивается синхронизация силы бьющей струи с музыкой или яркой цветной декоративной подсветкой.

Отличия между проточными и циркуляционными фонтанами

Циркуляционный фонтан по сути является классическим. Он предусматривает перекачку воды по кругу циркуляционным насосом. Это закрытая система, обычно не оснащаемая стоком. Поскольку в ней постоянно прокачивается один и тот же объем воды, то она достаточно быстро становится грязной. Она не является питьевой. Иногда такие системы предусматривают подключение к канализации. Это обеспечивает удобное и быстрое осушение резервуара и чаши. Это необходимо при подготовке фонтана к зимовке.

За счет циркуляции одного и того же объема воды обеспечение работы циркуляционного фонтана обходится существенно дешевле. После наполнения, все затраты сводятся только к периодическому доливанию объема для компенсации испарения, а также оплате электроэнергии потребляемой насосом. Более сложные устройства также потребляет электричество на обеспечение подсветки и музыкального сопровождения.

Проточные более дорогостоящие в плане обеспечения работы. Они проталкивают через форсунку свежую воду. При этом использованная жидкость отводится в канализацию или водоем. Такое решение чаще всего используется для организации работы питьевых фонтанов. Те прокачивают чистую воду, которую можно пить. Как правило, сила струи в таких устройств небольшая. За счет этого с них можно удобно и безопасно пить, соблюдая гигиенический режим.

Проточные фонтаны могут забирать воду из подземного источника, находящегося в непосредственной близости. Это может быть естественный ключ, скважина, колодец. Чаще всего они просто подсоединяются к централизованному водопроводу.

Системы дополнительного оснащения фонтана

Внедрение в работу фонтанов современных технологий и различных физических принципов позволяет корректировать их работу. В результате зрелищность от работы фонтана многократно возрастает.

В зависимости от технического решения, примененного в конструкции, кроме обычных классических фонтанов, также существуют более сложные:

• Цветомузыкальный.
• Авангардный.
• Шутиха.
• Швейцарский.
• Без брызг.
• С генератором тумана.
• С ДУ.

Цветомузыкальный фонтан является достаточно дорогостоящим и сложным устройством. Высота и подсветка его струи корректируется автоматикой, которая управляется программным обеспечением. Перепады высоты столба воды, цвета и яркости подсветки связываются с музыкальным сопровождением. Таким способом оснащают много городских фонтанов. Однако в таком режиме они, как правило, работают в вечерние часы, так как в дневное время цветная подсветка остается невидимой.

Авангардные используют эффект зависшего потока воды. Для этого используется стекло высокой прозрачности. Широкая струя подается на него и отбившись спокойно стекает. За счет этого создается впечатление, что из фонтана бьет широкая тонкая полоса воды, которая в один момент застыла. Движение в ней выдает только легкая рябь. Это менее затратная в плане реализации конструкция, которую можно использоваться в домашних садовых фонтанах.

Шутиха – это развлекательный контактный фонтан. Струи воды в нем бьют в разные стороны, причем постоянно меняют направление в произвольном порядке. Как правило, он устанавливается на площадях и городских парках. Обычно устройство не имеет выступающей надземной чаши. За счет этого в зону разбрызгивания можно без проблем подойти. Шутиха плескает в желающих, меняет силу и направление струи. За счет этого служит развлечением в жаркие дни. Проект такого фонтана достаточно дорогостоящий в реализации.

Швейцарские фонтаны отличаются от обычных тем, что в качества их чаши и резервуара используется целый водоем. Это может быть искусственное сооружение, река, озеро и т.д. Под водную гладь устанавливается насос. Он забирает воду прямо из водоема и выталкивает ее через форсунку. В результате над водой появляется высокая струя. Поскольку оборудование спрятано, то все выглядит как природное явление. Однако в ветреную погоду при достаточно сильных волнах форсунка все же просматривается. Для удешевления системы форсунки могут изначально располагаться слегка выше уровня воды в водоеме. За счет этого возможно использовать менее мощное насосное оборудование. Насос может закрепляться к каркасу, установленному на дно водоема. Если оно слишком глубоко, то подобные фонтаны делаются плавающими.

Фонтан без брызг работает практически по такому же принципу, как и авангардный. Данное устройство не рассчитано на контакт, так как в его системе просматриваются прозрачные стеклянные нити или трубки. Подаваемая насосным оборудованием струя под небольшим давлением заворачивается и стекает обратно по стеклу. За счет этого она не разбрызгивается. Часто такие устройства проектируются так, чтобы вода подавалась по прозрачной трубке, после чего стекала вниз по ее внешним стенкам. Это создает визуальный обман. Со стороны кажется, что поток берется ниоткуда с воздуха и падает сверху вниз, а не выталкивается изначально со стороны чаши. Достаточно ярким представителем подобных фонтанов является «магический кран». В нем на вершине трубки подачи закрепляется водопроводный кран. За счет этого кажется, что вода течет из него, хотя тот не подсоединен к видимым трубам.

Фонтан с генератором тумана оснащается ультразвуковым оборудованием. Оно создает мельчайшие капли, за счет чего основная струя окутывается туманом. Это смотрится очень эффектно. Густой туман перекрывает распыляющее оборудование, полностью скрывает техническую составляющую фонтана.

Домашние садовые фонтаны могут дополнительно оснащаться пультом дистанционного управления. За счет этого их можно включить беспроводным способом, не подавая питание на насос вручную. Также такие устройства часто предусматривают возможность изменения подсветки, силы бьющей струи или автоматических режимов.

Виды фонтанов в зависимости от формы бьющего потока

Обычные фонтаны могут оснащаться разными типами распыляющих форсунок. За счет этого меняется форма струи.

В зависимости от того, какой формы поток формируется, различают следующие основные разновидности фонтанов:

• Струйный.
• Колокол.
• Тюльпан.
• Рыбий хвост.
• Тиффани.
• Полусфера.
• Кольцо.

В струйном используется сужающая трубу насадка. За счет этого поток на выходе сужается и выходит наружу под более высоким давлением. За счет этого создаются невысокие тонкие струи. Как правило, они направлены вертикально вверх или с легким уклоном в центр чаши.

Струя колокол формирует полусферу. Она спадает практически сплошным колоколом. Струя этого типа невысокая. Обычно используются в садах или как центральная фигура в больших городских фонтанах.

Тюльпан — очень похоже на колокол, но за счет немного другого наклона при распылении вода распадается на брызги, не достигнув чаши. В результате формируется подобие цветка.

Струя рыбий хвост подразумевает разделение основного потока на несколько тонких. Те создают в них купол из решеток. Форма такого фонтана практически как у полусферного, но поверхность воды не является сплошной.

Тиффани – это сложная струя, сочетающая в себе одновременно колокол и рыбий хвост. Причем на форсунке формирующей полусферу подается более высокое давление.

Фонтан со струей полусфера имеет форму созревшего одуванчика. Это достигается за счет каркаса распылителей, формирующих шар. При включенном фонтане они практически не заметны.

Кольцо предусматривает наличие распылителя в виде трубы сваренной в кольцо. По ее периметру ввариваются отдельные выходы, каждый из которых оснащается сужающим соплом. Как следствие при подаче воды формируется множество струйных потоков выставленных по кругу, и направленных в центр чаши. За счет этого создается визуальное сходство с кольцом.

Как работают фонтаны. Их устройство и особенности

Версальские парки и сады, каскады Петергофа, фонтанные сооружения Лас-Вегаса– наверняка посетители этих мест задумываются, как работает фонтан, каково его устройство. Даже простейший садовый или комнатный объект заслуживает внимания, а тем более – такие грандиозные явления, как высочайший в мире фонтан короля Фахда, «Лунная радуга» в Сеуле, римский Треви или высокотехнологичный фонтанный комплекс Дубая.

Как строят фонтаны по классической схеме – с чашей и насосами

Кажется невероятным, но устройство фонтана, вне зависимости от сложности и стоимости, базируется на конкретном наборе компонентов. Их может быть больше или меньше, но в обязательном порядке включает чашу и насосное оборудование.

Разумеется, бывают исключения. Например, у фонтанов, размещенных на естественных водоемах (озерах, прудах), нет чаши, а у фонтанов, работающих от перепада высот, нет насосов.

Классика фонтанного жанра – сооружение с наземной чашей, заполненной водой. Разновидности фонтанов данного типа:

• Плавающие – оснащаются насосом с поплавком. Насос устанавливается в водоеме и работает от электросети.
• Сухие – с чашей, размещенной ниже уровня земли.

Под бассейном скрыто все оборудование – трубопровод с трубами разного диаметра и кранами (ручками, маховиками) для регулировки высоты водяных струй, форсунки, из которых изливается вода, система подсветки с герметичными лампами, датчики уровня воды.

Насосы

Вода начинает путь из чаши, проходит по трубам через фильтры разной степени очистки, после чего достигает одного из насосов насосной станции. В небольших фонтанах достаточно одного мощного насоса. В больших обязательно есть резервные – для бесперебойной работы сооружения, если основной насос выйдет из строя. Далее вода под давлением отправляется по напорному трубопроводу к насадкам и создает простые струи либо удивительные картины, рисунок которых зависит от вида форсунок.

Водопровод для подпитки

Поскольку некоторая часть жидкости испаряется и выносится порывами ветра, объем воды в бассейне неизбежно уменьшается. Для восполнения нужен водопровод. Как устроен фонтан с автоматической подпиткой:

• На трубе, соединяющей водопровод и чашу, монтируется электромагнитный клапан, подключенный к системе управления.
• В фонтанном бассейне размещаются электроды-измерители – они определяют уровень воды и подают сигнал при его снижении.
• Клапан открывается, чаша пополняется водой.
• Когда уровень становится нормальным, автоматика отключает клапан.

Светодинамическая система

Для декоративной подсветки струй применяют герметичные светильники. Основные органы осветительного оборудования размещают в насосной, перенося туда щиток управления с таймером включения-отключения и понижающие трансформаторы. За световые эффекты мультимедийных фонтанов отвечает сочетание водяных струй, подсвечиваемых прожекторами либо лазером. Используя преломление лучей в воде, можно получить удивительно красивые и сложные трехмерные рисунки.

В том, как работают поющие фонтаны, множество тонкостей, поэтому для организации водного музыкально-светового шоу привлекают лучших специалистов.

АКВАМАСТЕР Инж предлагает оценить объекты, созданные сотрудниками компании – фото последних проектов вы видите в портфолио. Обращайтесь, и мы разработаем концепцию и проект, построим и запустим фонтан, а также поставим оборудование и займемся обслуживанием, ремонтом, реконструкцией фонтана.

Устройство работы декоративных фонтанов и уход за ними

Все комнатные фонтаны используют замкнутый гидроцикл. Владельцу достаточно, залив необходимое количество воды, подключить устройство к электросети, после чего вода будет циркулировать по кругу. Конечно, не вечно, ведь она испаряется, и время от времени вам придется пополнять свой источник. В зависимости от конкретной модели и габаритных размеров интерьерных фонтанов, общий объем воды в них может колебаться от 0,5 до 300—500 литров.

Конструкция фонтана включает 3 основные составляющие: накопительный резервуар, электрический насос и элементы декоративного оформления.

Накопительный резервуар-емкость, в которой находится основное количество воды (исключая ту ее часть, которая вытолкнута насосом наверх и еще не вернулась обратно). Обычно имеет форму чаши. Резервуар может быть керамическим, стеклянным, металлическим, каменным, из полимербетона или стеклопластика. Основное требование, предъявляемое к накопительной емкости — водостойкость материала. Для создания относительно крупных водоемов иногда используют технологию изготовления садовых прудов — выбирают любую емкость (например, фанерный ящик), а затем выстилают ее водонепроницаемой пленкой из ПВХ или бутадиенкаучука. Для резервуаров с большим объемом воды (несколько сотен литров) не рекомендуется использовать тяжелые материалы. Именно по этой причине натуральный камень обычно заменяют имитациями из полимербетона или пластика.

Насос погружного типа располагают в накопительной емкости. Его задача — поднимать воду на определенную высоту, откуда она самотеком спускается или даже срывается в свободное падение. Насос может быть центробежным или электромагнитным, рассчитанным на напряжение 220 В. Его мощность в небольших комнатных фонтанчиках составляет обычно 5, 6 или 1 2 Вт. Чем выше нужно поднять воду и чем больше ее объем, а также чем более интенсивный поток вы создаете, тем более мощный насос необходимо выбирать.

Поскольку погружные насосы рассчитаны на работу в воде, многие модели снабжены функцией автоматического отключения — она срабатывает, когда уровень воды слишком низок и насос «оголяется». Теоретически для фонтанчиков можно использовать аэраторы воздуха для аквариумов — их не обязательно погружать полностью. Многие модели насосов снабжены механическими фильтрами (это может быть даже обычная поролоновая губка), которые призваны предохранять прибор от загрязнения. Декоративное оформление-это все то, что делает водный аттракцион внешне приятным, нарядным. Имеются в виду миниатюрные скалы, архитектурные сооружения, камни, скульптура, абстрактные элементы, фитодекор. Собственно, выбирая фонтан, покупатель обращает внимание именно на его внешний вид, по которому судит, нравится ему предлагаемая модель или нет.

По декоративному исполнению водные устройства принято делить на две основные группы. Первую огромную группу составляют композиции, имитирующие в миниатюре природные пейзажи или архитектурные сооружения. Микроландшафтом могут служить опушка леса, склонившаяся к самой воде ива, романтический грот, горное озеро с водопадом, группа скал, бегущий по ущелью ручей или тропические за росл и. Почти все «скальные» части композиции производятся из полимербетона или другого искусственного камня, растения же могут быть как искусственными, так и живыми или консервированными. Консервируют обычно лиственные породы, ствольные пальмы и пальмовые кустарники, ампельные растения и экземпляры, выращенные в технике бонсай. Они не нуждаются в почве, влаге и свете, не страдают от никотина и не вызывают аллергических реакций. Для ухода за ними нужно лишь поддерживать определенную температуру и время от времени обрабатывать листья и стебли специальным составом. Правда, консервированное растение никогда не вырастет, оно не обогащает воздух кислородом, зато прослужит вам верой и правдой 5—6 лет.

Микроархитектурные композиции имитируют различные архитектурные и скульптурные объекты: развалины античного храма, египетские статуи, избушку на курьих ножках в дремучем лесу, древние камни-дольмены, мосты, морские раковины, мельницы, вращаемые водой, кувшины, китайские пагоды, замки, скульптуры ацтеков и пирамиды племени майя. Популярны и «детские» сюжеты — это гномы, лягушки, прыгающие дельфины, играющие щенки и котята, купающиеся в корыте утки. Как ни странно, подобные фонтанчики пользуются спросом не только у детей, но и у многих домохозяек.

Вторая группа — это абстрактные композиции, не имеющие ярко выраженного «сюжета». Они более сдержанны и лаконичны, не перегружены мелкими деталями. «Вращающийся куб»; шар, приводимый в движение бьющей вверх струей воды; «китайские колокольчики”… В абстрактных композициях часто используют стекло и металл. За удивительную притягательность — на такие фонтаны можно, не отрываясь, смотреть часами — их частенько называют медитативными. Изюминка фонтанов, бьющих вверх, насадка, меняющая форму струи. Вода может выплескиваться строго вертикально, распыляться ярусами или создавать более сложные фигуры — полушарие, купол, «рыбий хвост», гейзер. Водопады и каскады тоже позволяют играть «водной картиной»: вода может обрушиваться лентой, стекать тонкими пересекающимися жгутами, задающими определенный рисунок, или падать полым внутри цилиндром.

«Картина» зависит от формы, размера, количества и расположения отверстий, из которых струится вода, а в каскадах — от формы направляющего водосливного камня. Большой плоский камень с гладкой поверхностью и отшлифованным закругленным краем, снабженный ограничительными камнями по бокам, создает зеркально-гладкую широкую ниспадающую «пленку». Если край водосливного камня изрезан, поток обретает форму тонких ниспадающих струй-нитей. Один поток можно разбить на несколько, если положить посередине дополнительную преграду, например, еще камень. Если под струю поставить островерхий булыжник, вода будет, пенясь, об него разбиваться.

Декоративные камни принято окрашивать в природные цвета — песочный, серый, коричневый. Поверхность можно сделать гладкой или шершавой. Высокие «скалы» собирают из отдельных элементов, подобно конструктору, небольшие же, как правило, монолитны.

Большинство комнатных фонтанов — настольные, высотой 30—40 см и диаметром 20—30 см. «Водоемы» на колонне внушительнее (их высота — 1,5—2 м) и выглядят как полноценные самостоятельные объекты в интерьере. Самые смелые покупатели решаются на грандиозное по своим размерам изделие высотой во всю комнату (вода в нем переливается из одной бамбуковой или металлической лодочки в другую) или на стену, источающую влагу. Кстати, настольные фонтанчики порой имеют дополнительные функции — служат подставкой для ручки, оснащаются встроенными часами или светильником. Находясь в движении, вода в ней постоянно обогащается кислородом и не застаивается.

Когда говорят о дополнительных устройствах для водных аттракционов, обычно имеют в виду различные светильники и диффузоры. Они могут входить в готовый комплект или продаваться отдельно. Диффузор-устройство, разделяющее воду на очень мелкие частицы, в результате чего образуется холодный пар (его еще называют дымом или туманом). Расщепление воды происходит за счет вибрации керамической пластины (мембраны) с ультразвуковой частотой. Один диффузор может содержать одну, две, три или даже пять таких мембран — в зависимости от этого изменяется интенсивность образования холодного пара. Стоимость устройства — в среднем $ 1 5—25. В комплекте обычно поставляются 1 −2 запасные мембраны — это самая нежная часть конструкции. Диффузоры очень капризны. Оставшись в рабочем состоянии всего на минуту без воды, они могут выйти из строя. Правда, большинство моделей оснащены датчиками, отключающими прибор после понижения воды до определенного уровня.

Образовавшийся туман некоторое время «висит» в воздухе, а потом испаряется и частично оседает обратно в чашу и на окружающие поверхности. Поэтому приготовьтесь к тому, что небольшое пространство около фонтана будет немного увлажняться, при длительной работе — вплоть до образования лужицы воды. Если добавить в воду несколько капель эфирных масел, комната очень скоро наполнится благоуханием.
Уход

Вода в наших водопроводах, как известно, далека от совершенства и содержит множество примесей. Самый опасный враг водных устройств — известь. Уже через неделю постоянной работы фонтана на соприкасающихся с влагой поверхностях появляется белый налет. Поэтому для сохранения аккуратного вида устройства рекомендуется использовать дистиллированную воду. Приобрести ее можно в любом автомобильном магазине. Если сделать это почему-либо нельзя, постарайтесь заливать тщательно отфильтрованную воду. Очищают известковый налет с помощью бытовых моющих средств.

Фонтан требует кропотливого ухода. В устройствах малого объема (до Юл) приходится часто менять воду по мере ее зацветания, раз в три дня или в две недели. Чем ближе к свету и отопительным приборам расположен фонтан, тем чаще необходимо менять в нем воду. Не допускайте, чтобы она начала пахнуть или пениться. Если же декоративные элементы все-таки подверглись нашествию микроскопических водорослей и со временем приобрели зеленоватый оттенок, рекомендуется очистить их, воспользовавшись бытовыми чистящими средствами и зубной щеткой в качестве инструмента. При нормальной работе устройства полную смену воды и чистку поверхностей проводят раз в 2—3 месяца.

Доливать воду рекомендуется только в выключенный фонтан. В работающем устройстве часть воды находится наверху, поэтому определить недостающий объем очень сложно. Если долить слишком много, после выключения фонтана вода польется через край чаши. Температура воды может ограничиваться возможностями насоса — в этом случае в инструкции к нему указывается максимальный показатель. Даже если этот показатель не оговаривается, не стоит заливать слишком горячую воду и тем более кипяток.

Во избежание заклинивания ротора и выхода насоса из строя рекомендуется периодически чистить внутренние части двигателя (в большинстве моделей ротор съемный). Загрязненные известковым налетом насосы и диффузоры можно очищать лимонной кислотой или белым уксусом (в концентрациях, применяемых в пищевых целях). Не рекомендуется использовать химические моющие средства или растворители. Чаще всего портятся от попадания в лопасти ротора различных твердых частиц (песчинок, соринок, волос, кристаллов соли и др. ). Для предотвращения такого загрязнения перед насосом устанавливают фильтр механической очистки. Если прибор при работе издает подозрительный шум, не эксплуатируйте его, верните фирме-продавцу для ремонта или обмена (гарантийный срок составляет в среднем полгода).

Уезжая на долгое время, не забудьте отключить все электрические элементы фонтана (насос, подсветку, диффузор) от сети и слить воду. Водные сооружения очень разнообразны по внешнему облику и размерам, поэтому общих правил по их расположению не существует. Устройства можно установить на столе, тумбочке или подоконнике, между растениями или в гордом одиночестве, посреди комнаты или скромно в уголке. Обычно дизайнеры стараются соблюдать соразмерность водных сооружений и окружающих предметов интерьера.

Хорошо смотрятся освещенные фонтаны. Категорически не рекомендуется устанавливать их вплотную (ближе, чем на расстоянии 20—30 см) к картинам, электрическим приборам, мебели, гигроскопичным тканям, домашней утвари, боящейся влаги. Лучше не располагать фонтаны в местах сильного воздействия ультрафиолетового или мощного светового излучения — вода в этом случае быстро мутнеет, начинает цвести и пахнуть, устройство потребует очень трудоемкого ухода.

Пейзажные и архитектурные композиции можно поставить и на не самых выигрышных местах в узком простенке или нише, около выступающей части стены, на низкой балке потолка, под лестницей. «Водные аттракционы» хорошо маскируют неисправимые недостатки помещения, отвлекая внимание на себя. Плавающие фонтаны чаще всего помещают в аквариумы с рыбами, террариумы с тритонами и лягушками. Водные сооружения хорошо вписываются в интерьер гостиных, залов, холлов и зимних садов. А вот в спальнях их лучше не устанавливать — журчание воды в ночное время может вызвать неадекватную реакцию организма. Не самое подходящее место для фонтана — детская, прежде всего, из соображений безопасности детей. Все-таки вода и электричество — не лучшая комбинация для опытов любознательного детского ума.

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