4.3.3 Технология фонтаностроения
Фонтан является искусственным сооружением и ему присущ ряд основных элементов:
- резервуар (бассейн),
- фонтанная насадка (куполообразной формы, в форме гребня, воронки или широкого ламинарного потока воды),
- насос (насосный агрегат),
- элементы сооружений для украшения фонтана, управления и обслуживания,
- защита от перегрева, сора, вандалов.
Гидравлическая составляющая при проектировании фонтанов – это источник воды и привод ее в движение.
Источник воды для фонтана может быть:
- естественным (пруд, река, озеро),
- искусственным (городской водопровод).
Для подвода воды к фонтану необходима установка насоса и водопровода.
Способы водоснабжения фонтанов:
- из городского водопровода со сбросом в отводящие лотки;
- из городского водопровода со сбросом в канализацию;
- оборотное водоснабжение [ ].
4.3.4 Гидравлические расчёты
В данном проекте проектируется ландшафтный фонтан, декоративного назначения предназначенный для эксплуатации на открытом воздухе в парке на центральной площадке. Он имеет небольшие размеры, простую и лаконичную форму. Для подвода воды к фонтану необходима установка насоса и водопровода. Источником воды для фонтана будет служить городской водопровод, водоснабжение в фонтане будет оборотное.
Распределительную сеть трубопроводов с фонтанной насадкой проектируют в соответствии с архитектурно-планировочным решением и гидравлическими характеристиками насадок. Её рассчитывают на максимальный расход воды, величина которого определяется типом и числом насадок.
Характер истечения - как из отверстия, так и из насадка, определяет выбор коэффициентов скорости и расхода, поэтому изучение гидротехнических характеристик насадков и отверстий важно для уяснения работы фонтанных устройств.
При подборе и расчёте фонтанных насадок первоначально необходимо установить характер истечения жидкости из её выходного сечения, что связано с типом фонтанного устройства и водной картины создаваемой им.
Исходные данные:
Тип фонтанной насадки «Fleur de lis hole sets», ее характеристики:
Q=47 л/мин
Н=2,5 м – напор под центром выходного отверстия, м;
n=19 шт – количество отверстий в насадке [ ].
Рисунок 4.1 – Схема фонтанной насадки
4.3.5 Расчет фонтанной струи
Цель расчета состоит в определении форм траекторий струй, требуемых напоров воды и расходов.
Отдельные струи в композиционном решении фонтана могут быть вертикальными или наклонными. Для получения компактных и устойчивых струй следует располагать насадки в конце прямоугольных участков труб, т.к. турбулизация струи перед насадком приводит к ее быстрому разрушению. Вытекающая из насадка круглой формы в атмосферу струя имеет следующие части (по длине): компактная, раздробленная и распыленная.
Высота вертикальной раздробленной струи может быть определена по формуле Люгера:
,
(4.4)
где, НВ – высота вертикальной струи относительно плоскости выходного отверстия, м;
Н- напор под центром выходного отверстия, м;
- коэффициент зависит от диаметра
насадки;
;
(4.5)
где, d – диаметр насадка, мм;
;
м.
Рисунок 4.2 – Изменение структуры струи, вытекающей из насадки, при вертикальном его положении.
В случае наклона насадка к горизонту, бьющая из него струя, описывает траекторию отличную от параболы, по которой движется свободно брошенное тело. В общем случае, чем больше угол наклона струи, тем круче как восходящая, так и нисходящая ветви этой траектории. При уменьшении угла кривая становиться заметнее положе.
Для
определения горизонтальной проекции
наклонной струи, то есть её вылета, в
зависимости от угла наклона
и напора
Н
приведена
номограмма.
Величина
R находится
на оси ординат в месте пересечения
кривой напоров Н с линией угла наклона
насадка
.
Из номограммы [272, 10] следует:
Для
8 отверстий
,
Н=2,5 м, R=1,2м;
Для
10 отверстий
,
Н=2,5 м, R=2м.
Высота траектории h может быть также определена по номограмме [272, 10]; для нашего случая она составляет:
Для
8 отверстий
,
Н=2,5 м, h=1,7м;
Для
10 отверстий
,
Н=2,5 м, h=1,6м.
Рисунок 4.3 – Схема параметров наклонной струи, вытекающей из насадка
Поскольку высота действия струи, форма и траектория её полёта зависят от типа фонтанной насадки, её диаметра, угла наклона к вертикали и напора перед ней, то для конкретного типа насадки в заводских условиях обычно разрабатываются графические зависимости, подтверждаемые гидравлическими испытаниями. Используя их можно довольно просто решить несколько практических задач: определить необходимую длину отлета струи R, при её необходимой высоте h, или, наоборот, по величине h найти значение R при заданном угле наклона струи а и т.п. Затем по величине напора, необходимого перед фонтанной насадкой для создания нужных параметров струи, и расходу по каталогу подходящий для получения задуманного водного эффекта тип насоса [ ].