Как работает фонтан? и получил лучший ответ

Ответ от Aleksandr Karnaukh[гуру]
Фонтан - устройство, в котором вода бьет из источника (лат. fons), попадает в чашу какого-либо вида и используется вновь. Фонтаны классифицируются на скульптурные, статические, цветодинамические и музыкальные фонтаны.
Любой фонтан представляет собой круговорот воды. Резервуаром может служить настоящий пруд, населенный живностью и растениями, или скромная пластиковая емкость, спрятанная в цоколе скульптуры.
Устройство фонтана может быть осуществлено и "на суше". Так обычно и поступают, если речь идет о каменных декоративных фонтанах или скульптурных композициях с льющейся водой. В этом случае под основанием скульптуры устраивают фонтанную чашу. Высота декоративного фонтана зависит от напора воды и размера водоема, форма фонтана - от насадки. Насадка формирует водный поток, и это, в конечном счете, определяет внешний облик фонтана.
Устройства любого фонтана представляет собой круговорот, в котором вода с помощью насоса поднимается вверх и затем стекает по камню в контейнер. Таким образом, речь идет о замкнутой системе, в которой использованная вода постепенно обновляется, поскольку первоначального запаса воды к определенному времени уже не хватает.
Фонтан привносит в сад шум, движение и сверкание воды. Фонтаны отлично смотрятся в декоративных водоемах. Устройство фонтанов очень разнообразно - крупные чаши с водой, падающей из одной чаши в другую, или простые желоба, производящие мягкое журчание воды, стекающей в урну. В дополнение к множеству отдельно стоящих декоративных фонтанов существуют и фонтаны, выполненные в природном стиле, когда вода струится прямо из гальки, мельничного жернова или скал.
Сегодня даже не важно, есть ли на загородном участке природный водоем: современная техника позволяет соорудить декоративный фонтан практически на пустом месте
Источник: википедия и

Ответ от 3 ответа [гуру]

Привет! Вот подборка тем с ответами на Ваш вопрос: Как работает фонтан?

Панова А.Р. 1

Махалина Е.Н. 1

1 Муниципальное общеобразовательное учреждение "Средняя общеобразовательная школа №16" Копейского городского округа

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Огонь, вода, земля, воздух- вокруг четырех природных стихий вращается вся жизнь. Человек давно научился использовать их себе на пользу. Каждый из нас воспринимает журчание воды, так же как тиканье часов, пляшущие языки пламени или плывущие по небу облака, строго индивидуально. Это зависит от темперамента человека, его настроения и самочувствия. Звукводы, как правило, позволяет расслабиться и успокоиться, зарядиться новыми силами и задуматься.

Однажды мне в руки попала книга для чтения по физике. 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.

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.

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.

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.

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.

Вывод : высота струи фонтана зависит от высоты сосуда: чем выше сосуд, тем выше струя фонтана

Опыт №2 (приложение, фото 11)

«Зависимость высоты струи в фонтане от диаметра отверстия»

Ход работы: не меняя высоту резервуара, мы брали разные наконечники: от капельницы и от гелиевой ручки и измеряли высоту струи.

Вывод: чем меньше диаметр выводного отверстия, тем высота струи фонтана больше.

Опыт № 3 (приложение, фото 12) «Зависимость высоты струи в фонтане от диаметра трубки сообщающегося сосуда»

Ход работы: не меняя высоту резервуара, оставив наконечники от аквариума мы поменяли трубки.

Вывод: чем больше диаметр трубки, тем выше высота струи фонтана.

2.2. Создание макета «Фонтан Герона»

Оборудование: (приложение, фото 13 - 19)

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. Три одинаковых по размеру пластиковых баночки соединяем между собой.

3. Создаём герметичность емкостей и мест их соединения.

4. Перед герметизации вставляем трубочки (приложение, схема 1)

5. Провести эксперимент.

Исследование заключалось в том, что, если мы правильно собрали конструкцию, то фонтан будет работать.

Принцип работы:

Чаша. Назовем ее точкой отсчета - стартом, с которого жидкость начинает свое движение в системе фонтана Герона. Это обычная открытая емкость, изготовленная по типу миски или тарелки. Из нее по тонкой трубке вода поступает в пустую емкость, расположенную в самом низу фонтана.

Нижняя пустая емкость. Она служит для достижения двух целей. Во-первых, стекающая с чаши вода сжимает содержащийся в ней воздух и тем самым создает давление, необходимое для выталкивания воды струей вверх. И, во-вторых, в ней собирается вода, которая создает это давление (то есть та, которая стекает вниз). Здесь она и остается до следующей перезарядки фонтана.

Верхняя емкость - в заряженном состоянии она с водой. Именно эта жидкость и выталкивается наружу в виде тонкой струи воды. Выталкивается она благодаря сжатому воздуху - давлению, образовавшемуся в нижней колбе. Этот воздух по тонкой трубке поступает в верхнюю колбу, вытесняя оттуда жидкость, которая изливаясь фонтанчиком, снова попадает в чашу, откуда, опять-таки, стекает в нижнюю колбу.

Вывод: схема верна - наш фонтан Герона работает

Заключение

Мне очень понравилось работать над фонтаном. Он получился довольно красивым. Это была очень большая и сложная практическая работа, и конечно, были вещи, которые у меня не получались, или получились. Я узнала много нового о фонтанах и об их истории. Мной были проведены некоторые опыты и сделаны выводы.

не во всех фонтанах используются сообщающиеся сосуды

в сообщающихся сосудах однородная жидкость стремится оказаться на одном уровне

фонтан бьет не только за счет разности высот воды в сообщающихся сосудах

вещей, которые способны работать самостоятельно, без внешнего источника энергии, не так уж и много, и особое место среди них занимает фонтан Герона. Его основным достоинством является то, что он работает благодаря естественным законам природы, не затрачивая при этом сторонней энергии.

Источники информации

1. Кириллова И.Г. Книга для чтения по физике. 6-7 класс. Пособие для учащихся. Сост. И.Г.Кириллова. М., «Просвещение», 1978

2. Мир фонтанов. [Электронный ресурс].- URL: http:// www. mirfontanov.ru /fountain_history.html

3.Спышнов П. А. Фонтаны. Описание, конструкции, расчёт. — М., 1950.

4.Танцующая вода.[Электронный ресурс].- URL: https://www.ivd.ru/dizajn-i-dekor/aksessuary/tancuusaa-voda-4687

5. Фонтаны. [Электронный ресурс].- URL: https://ru.wikipedia.org/wiki

6. Фонтан Герона. [Электронный ресурс].- URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/

7. Фонтан Герона: как сделать. [Электронный ресурс].- URL: http://nw-ps.ru/fontan-gerona-kak-sdelat/

Приложения

Рисунок 1. Фонтан на основе сообщающихся сосудов

Рисунок 2. Фонтан Герона

Рисунок 3. Макет «Город Фонтанов»

Схема 1. Принцип работы фонтана Герона

Фото 1- 6. Создание макета «Город фонтанов»

Фото 7. Заливаем воду в резервуар для воды Фото 8. Измеряем высоту ёмкостей

Фото 9, 10. Измеряем высоту струи фонтана(первичный результат)

Фото 11, 12. Измеряем высоту струи фонтана (конечный результат)

Фото 13. Материал для фонтана Герона

Фото 14, 15. Обрабатываем поверхности герметиком

Фото 16, 17, 18, 19. Собираем макет фонтана Герона

Вода и ее источники всегда были притягательны для людей. Это касается не только природных источников воды, но и тех, которые созданы силами и умениями самого человека. Конечно же, речь о фонтанах.

В чем притягательность этих сооружений? В тех положительных эмоциях, которые способен вызывать этот безостановочный круговорот воды, такой манящий и волшебный. Устройство фонтана может быть различным, современные технологии позволяют создать проект фонтана, работающего фактически на пустом месте.

Классическая схема устройства фонтана предполагает наличие двух обязательных элементов:

• чаши – ее назначение состоит в разделении водного потока по различным направлениям. Еще одна задача чаши – прятать под слоем воды разводку труб, оборудование для регулировки струй воды и элементы подсветки;
• насосной станции, расположенной в большинстве случаев в подземной части фонтана. Насосное оборудование представлено обычно двумя насосами – основным и резервным.

Есть еще система подпитки, позволяющая поддерживать необходимый для нормального функционирования фонтана уровень воды. Чаще всего данная система работает в автоматическом режиме при помощи электромагнитного клапана, подключенного к системе управления.

Открытие клапана происходит при подаче сигнала от измерителей-электродов о падении уровня воды до минимально допустимого. После достижения нормального уровня клапан автоматически закрывается.

Система слива фонтана предназначена для удаления воды в преддверии зимнего периода или для проведения очистки чаши.

В устройство фонтана может быть включена система подсветки, состоящая из:

• герметичных светильников, установленных в чаше;
• управляющей системы, состоящей из таймера, понижающих трансформаторов и другого оборудования, установленного в насосной станции.

Виды фонтанов

В зависимости от конструктивных особенностей фонтаны могут быть:

• статическими;
• цветодинамическими;
• скульптурными;
• музыкальными.

Резервуаром для обеспечения круговорота воды в фонтане может служить как естественный источник — река, озеро, пруд, так и совсем небольшая емкость, специально установленная и задекорированная в растениях или скульптурах.

Внешний вид фонтана определяет его функциональные особенности. Он может выполнять не только эстетическую функцию, но и являться источником декоративной подсветки, а также увлажнять и делать более прохладным летний жаркий воздух.
Принцип работы фонтана подробно объясняет видео:

Знаменита многими такими сооружениями, которые строились в усадьбах, на территории дворцов. Но украшать ими улицы, парки, бульвары особенно активно стали в первой половине XX века. Сегодня в столице 700 разнообразных водных сооружений. Сезон фонтанов в Москве - с ранней весны до осени.

Значение фонтанов

Они всегда играли большую роль в жизни коренных москвичей и гостей столицы. Кому-то помнится первое свидание, которое состоялось в скверике у фонтана на другие никогда не забудут день свадьбы у великолепного каскада, который можно видеть на Поклонной горе.

Жаль, что сегодня мы чаще воспринимаем это великолепие как некое устройство, которое сообщает нам о смене сезона. Отключили - значит грядет зима, включили - значит впереди лето. Озабоченные своими проблемами, мы пробегаем мимо этих великолепных сооружений, не оценивая их красоты. Давайте на минутку приостановим бег и посмотрим на некоторые фонтаны, которые украшают нашу столицу.

Фонтан у Большого театра

Этот грандиозный памятник известен не только москвичам, всем жителям бывшего Советского Союза, но и многим гражданам зарубежных стран. Он является визитной карточкой столицы.

Его построили в 1835 году. Автор проекта - И. Витали - известный в то время скульптор. Его творение стало первым общественным фонтаном Москвы, хотя подобные конструкции были известны со времен правления Алексея Михайловича. Это он устраивал в Коломенском водные забавы с использованием "диковинки заморской".

В планировали разместить фонтан на этом месте еще в начале 1940 года. Над созданием проекта работал В. И. Долганов, но все планы градостроителей разрушила война. К этому вопросу вернулись только после Великой Победы. В 1987 году фонтан и сквер у Большого театра были демонтированы. Восстановлен фонтан был лишь спустя десять лет. Открытие было приурочено к 850-летию нашей столицы. Но это был другой фонтан, разработанный в мастерской компании «Моспроект-2».

Фонтан был водружен на импровизированный подиум в центре круглой площади. Композицию составляют три чаши, в которых находятся два вида ваз. Эффектная ночная подсветка разноцветными фонариками прибавляет театральности этой великолепной водной конструкции.

Сегодня в столице работают многие фонтаны. Москва гордится этими уникальными сооружениями, но к конструкции у Большого театра отношение было и остается по сей день особенным. Возможно потому, что это место выбрали для встреч наши дорогие ветераны ВОВ в день Великой Победы.

«Русалка» на Мясницкой

Фото которых вы видите в нашей статье, все очень разные. Их строили в разное время, проектировали разные архитекторы, но все они бесконечно дороги жителям столицы. Как, например, фонтан «Русалка», расположенный на Мясницкой улице. Он расположен в маленьком, но уютном скверике у Строгановского художественного училища.

Сегодня нет достоверных сведений о том, кто является автором и исполнителем водной девы. Эта бетонная скульптура в центре чаши - тело прекрасной девушки. Оно красиво изогнуто. и голова девы окрашены в розовый, голубой и коричневый цвета.

«Похищение Европы»

В столице есть очень необычные и оригинальные фонтаны. Москва получила в дар от бельгийской столицы, города Брюсселя, композицию, которая называется «Похищение Европы». Она была установлена в 2002 году у Киевского вокзала. Ее автор скульптор-авангардист Оливье Стребль.

В основе композиции фонтана лежит В переплетениях 18-метровых труб просматривается фигура быка. Фигуру похищенной Европы среди водных струй рассмотреть непросто, хотя специалисты утверждают, что образ девушки в композиции все-таки присутствует. Его символизируют искусно выгнутые трубы, визуализирующие обаяние и женственность.

Конструкция, выполненная из нержавеющих труб, находится в гранитной чаше светодинамического фонтана. Его диаметр - 26 метров.

Поющие фонтаны в Москве

Наверное, даже коренные москвичи не видели всех водных сооружений, которые есть в их городе. Как мы уже говорили, в столице можно увидеть самые разные фонтаны. Москва бережно относится к старым конструкциям, многие из которых сегодня являются памятниками истории.

Тем не менее самый большой интерес вызывают водные конструкции со спецэффектами. каждый вечер собирают не только туристов со всего мира, но и местных жителей. Самый большой такой фонтан находится в заповеднике «Царицыно», где любила отдыхать императрица Екатерина II.

Его открыли в 2007 году. Фонтан находится в естественном водоеме. Его диаметр - 55 метров, глубина - 1,5 метра. Конструкция состоит из 900 струй. Компьютер управляет направлением льющейся воды, изменением цветов, музыкой, по заранее разработанной программе. Здесь используются 2 произведения П. И. Чайковского («Марш» и «Вальс цветов») и две мелодии Поля Мориа. Этот красивейший фонтан работает только в весенне-летний сезон. В остальное время года его закрывают защитным тентом.

Поющий фонтан есть и в парке «Горького». Чтобы увидеть его цветовые эффекты, надо прийти в парк в 22.30. Представление продолжается 30 минут.

В 2005 году, к 60-й годовщине победы в ВОВ, на Площади Славы у метро «Кузьминки» был установлен фонтан «Музыка Славы». Это сооружение создавалось не для развлечения, а как памятник.

Любому человеку может быть интересен ответ на вопрос -«как работает фонтан? », потому что сегодня довольно часто можно встретить фонтаны не только в скверах и парках, но и в загородных домах или просто дома на столе. Сегодня фонтаны классифицируются на статические, скульптурные, музыкальные и цветодинамические, но и также на комнатные: напольные и настольные. Несмотря на широкое распространение, а также, разнообразие форм и размеров, у фонтанов практически одинаковый метод работы.

Как работает фонтан?

Условно фонтан можно охарактеризовать устройством, в котором вода, бьющая из источника (в латыни означает fons), попадая затем в какую-либо чашу определенной формы, стекает обратно в резервуар-контейнер и потом используется вновь. Другими словами, фонтан представляет собой механизм круговорота воды. Резервуаром или контейнером может быть настоящий водоем или какая-нибудь емкость, искусно спрятанная, в основном, в цоколе скульптуры. Если фонтан установлен «на суше», то под основанием скульптурной композиции монтируется фонтанная чаша. Высота фонтана, в данном случае, напрямую зависит от размера водоема и напора воды. Форма или рисунок фонтана определяется насадкой, которая формирует поток воды и определяет внешний облик фонтана.

В замкнутой системе круговорота , вода движется и поднимается вверх с помощью насоса. Еще следует упомянуть о том, что вода в фонтане регулярно обновляется, так как первоначального запаса воды, через некоторый промежуток времени(в силу испарения воды и других факторов), не будет хватать для полноценной работы фонтана.

По способу водоснабжения фонтаны можно разделить на: циркуляционные и проточные . В циркуляционных фонтанах вода бежит по замкнутой закрытой системе. А проточные фонтаны отличаются тем, что вода в них постоянно обновляется. Основная емкость или резервуар у циркуляционных фонтанов расположен внизу. Эта емкость, формы и размеры которой варьируются в зависимости от фонтана, часто представляет собой декоративную керамическую чашу. Из чаши вода поднимается вверх с помощью насоса. Затем, поднявшись до верха, вода обратно стекает вниз в резервуар. В результате циркуляционные фонтаны не требуют оттока воды и подключения водопровода.
В проточных фонтанах, в которых вода постоянно обновляется, предусмотрен резервуар, куда стекает вода и ее отвод в сток.

Для фонтанов используют погружной и поверхностный насосы. Погружные насосы используются для обыкновенных простых фонтанов, а в случае установки нескольких фонтанов, с определенным перепадом высоты, требуются поверхностные насосы.

Как видно, механизм работы фонтанов не сложен , и если довериться профессионалам, то они смогут установить фонтан таким образом, что полностью преобразится сад или помещение, придав им величественность и красоту.