Фонтан своими руками в домашних условиях сообщающиеся сосуды
Тем, кто отлично знает законы физики еще со школьной скамьи, описанное ниже будет знакомо и понятно. Для тех, кто далек от научных трудов или по какой-то причине пропустил уроки в школе, расскажем, как сделать фонтан Герона своими руками, и узнаем, правда ли он может работать бесконечно?
Кто такой Герон и в чем важность его изобретения?
Сразу скажем, что о жизни это изобретателя известно очень мало, одни лишь предположения, как и о том, в каком веке он жил. Есть лишь несколько записей, сохранившиеся с тех времен, где он делает описание лунного затмения, на основании чего можно предположить, что жил он во второй половине I века н.э. Но суть не в этом.
К его заслугам можно отнести несколько важных открытий, которые и сейчас используются в повседневной жизни. Это ему мы обязаны появлением:
- автоматических дверей и паровых турбин,
- автоматических театров кукол и автоматов для продаж,
- автоматических декораций и приборам для измерения протяженности пути,
- арбалетам, способным автоматически заряжаться,
- фонтанам Герона и многим другим изобретениям.
К сожалению, до наших дней дошла лишь малая часть всех трудов, но даже то, что известно, говорит о всесторонней развитости этого человека.
Его труды затрагивают несколько областей науки: оптику, катоптрику, механику, геометрию, гидростатику и многие другие сферы, которые, в частности, берутся за основу и в наше время.
Но чаще всего упоминание о Героне можно услышать при проектировании фонтанов, один из которых носит его название.
Принцип работы фонтана
Если вы ищите вариант обустройства своего бассейна или фонтана без применения насоса, то этот вариант не то, что вы думаете. И сейчас вы поймете почему. Для начала, давайте рассмотрим простую схему функционирующего фонтана, с использованием наноса.
Есть определенный резервуар воды, внутри которого бьет фонтанчик. Больше вам ничего не видно и определить источник подачи воды очень сложно. На самом деле все интересное скрыто от наших глаз. Это система перекачки воды.
Приведенная схема раскроет все карты:
В нижней части резервуара стоит фильтр, который при помощи наноса забирает воду и направляет ее в бак, расположенный выше уровня самого резервуара. В итоге получается замкнутый круг, обеспечивающий непрерывный кругооборот. Но без подачи электроэнергии такая цепь не работает. Можно ли сделать то же самое, но без участия мотора?
По сути, фонтан Герона предоставляет такую возможность, только схема перекачки несколько усложняется, но принцип остается тот же, рассчитанный на разное давление между емкостями.
Принцип работы такой системы достаточно прост:
Есть три емкости, две герметично закрытые и одна в виде чаши, в которой и наблюдается некое подобие фонтанчика.
Принцип действия фонтана заключается в последовательном соединении сосудов несколькими трубочками. Как их правильно соединить:
- 1-я и 3-я
- 2-я и 3-я
- 2-я и 1-я
При заполнении среднего резервуара, и доливании воды в верхнюю чашу происходит фокус, фонтан начинает работать. Если вы внимательно посмотрите представленные ниже видео ролики, то заметите, что жидкость, подаваемая в верхнюю чашу, постепенно переходит в нижнюю через вторую трубочку, постепенно заполняя нижний резервуар. Следовательно, под действием давления, скопившегося в нижнем отсеке, происходит выталкивание жидкости из второго резервуара. Т.е. на первый взгляд это выглядит бесконечно.
Но как только средняя емкость освобождается, фонтанчик иссякает. Обидно, но закономерно. Ничего вечного, к сожалению, у нас нет! Чтобы повторить этот фокус, достаточно перевернуть мини демонстрацию фонтана, чтобы жидкость из нижнего резервуара перешла в средний, снова долить немного воды в верхнюю чашу и у вас есть несколько минут, чтобы полюбоваться фонтанчиком.
Чем больше емкость 2-го и 3-го отсека, тем длительнее будет процесс циркуляции воды. Но это интересно посмотреть один раз, в крайнем случае 2 или 3, но не более. Применить эту технологию для декоративных фонтанчиков в квартиру или на дачный участок – это пустая трата времени, сил и средств. Потому что заниматься перемещением жидкости с нижнего отсека в верхний – никто не будет, а при больших объемах – тем более.
Пересмотрев множество видео роликов на эту тему можно натолкнуться на различные способы изготовления этого фонтанчика. Рассмотрим, как изготовить такой фонтан своими руками.
Материалы для изготовления экспериментального фонтана
Сам процесс создания очень интересен, причем его можно провести вместе с детьми и тогда пользы от него будет гораздо больше, чем сразу от демонстрации процесса.
Итак, что нужно взять для изготовления:
- 3 любых емкости, которые можно герметически закрыть. Это могут быть пластиковые бутылки, пластиковые ведерки или что-то из этой области.
- Несколько коктейльных трубочек или трубочек от капельницы.
- Пистолет с клеем.
- Острый нож.
- Паяльник, вместо него можно использовать дрель, но на практике, можно обойтись даже отверткой, нагретой на газовой горелке.
По сути, это все что нужно для сборки. Поэтому готовим все комплектующие и приступаем к работе.
При использовании паяльника, не забывайте о соблюдении техники безопасности, особенно, если весь процесс вы выполняете вместе с детьми. Это касается и других острых предметов. Лучше такие работы выполнять самим, а детям доверить процесс сборки конструкции.
Рассмотрим несколько вариантов изготовления фонтана и ответим на вопрос, может ли он работать беспрерывно?
Фонтан, изготовленных из трех емкостей
Это настоящий фонтан Герона, который демонстрирует изобретение ученого. Вам нужно 3 емкости, можно взять три пластиковые бутылки, объемом от 1 до 2 литров. Больше тоже можно, но для экспериментального образца хватит и такого объема.
Сразу определитесь, какой формы будет ваша конструкция: ориентированная по вертикали или горизонтали.
Второй вариант более устойчивый, так как емкости укладываются на специальную подножку и хорошо стоят на ровной поверхности. Вертикально ориентированная конструкция менее устойчива, за счет того что нижняя емкость сначала находится без воды и для демонстрации в кругу семьи ее лучше придерживать, чтобы не опрокинуть.
Рассмотрим вариант с горизонтальным размещением бутылок. Процесс изготовления выглядит таким образом:
- Сначала подготовьте ножки, которые могут удержать бутылку в горизонтальном положении, чтобы она не котилась по столу. Их можно сделать из картона, вырезав дугообразное углубление на одной из сторон. Когда фонтан будет готов к показу, эти ножки нужно приклеить при помощи клеевого пистолета.
- Второй вариант – это ножки, изготовленные из крышек от пластиковых бутылок. Их нужно приклеить на боковую сторону нижней бутылки конструкции.
- Из одной бутылки нам нужно отрезать горлышко, на высоту 7-8 см, это будет своеобразная чаша, внутри которой вы будете наблюдать фонтан.
- Две другие бутылки предназначены для изготовления самой конструкции. Берем одну бутылку и на одной боковой стороне отмечаем места для двух отверстий и прожигаем их при помощи паяльника.
- Аналогичные отверстия на том же уровне делаем и на второй бутылке, проверяя их расположение линейкой.
- На одной из бутылок отмечаем дублирующие отверстия со второй стороны, только одно из отверстий смещаем на 1 см в сторону, вдоль бутылки, и точно так же их прожигаем. Это будет средний резервуар.
- В нижнюю бутылку устанавливаем трубочку для коктейля, чтоб она доходила почти до дна, но не касалась его, а место прохождения бутылки фиксируем клеем, для большей герметичности.
- Аналогично устанавливаем трубочку во второе отверстие, только глубина ее вхождения должна быть минимальной. Место прохождения бутылки тоже фиксируем клеем.
- На боковую часть бутылки, со стороны выхода трубочек, приклеиваем две крышки от пластиковых бутылок, это держатели.
- Затем, на выведенные трубочки одеваем вторую бутылку, продевая их через подготовленные отверстия. Обратите внимание, что одна трубочка, идущая со дна первой емкости – остается длинной, а вторая – короткая. Она идет с нижней емкости и доходит до верхнего края второй емкости, но не упирается в нее.
- Проклеиваем все места соединения трубочек с бутылками и крышками-распорками между бутылками. В готовом виде у вас должна получиться такая конструкция.
- Берем пробку от пластиковой бутылки и прожигаем в ней 2 отверстия.
- Готовим третью трубочку, устанавливаем ее в верхнюю бутылку, а сверху надеваем крышечку с двумя отверстиями. Все места соединения проходим клеевым пистолетом.
- Обрезаем первую трубочку, идущую с нижнего резервуара, почти под самый низ.
- Сверху накручиваем воронку, обрезанную в самом начале нашей работы.
- Схематически, вся конструкция выглядит таким образом:
- Заливаем воду через воронку, пока не наполнится нижняя емкость.
- Когда это произошло, всю конструкцию нужно перевернуть вверх ногами и подождать, пока вся вода перейдет в среднюю емкость.
- Как только это произошло, конструкцию возвращаем в исходное положение, наливаем в воронку еще немного воды, тем самым запуская процесс циркуляции.
Все, фонтан Герона готов!
Второй вариант фонтана – зрительный обман или в чем фокус?
Это второй вариант фонтана, который тоже претендует на звание «вечного двигателя». Его суть достаточно проста и примитивна. Чтобы понять, как устроена эта конструкция, нужно взглянуть на представленное ниже фото:
Что мы видим:
- Площадку, где будут установлены 2 держателя – один для фрагмента бутылки, второй для крепления трубочки
- Два держателя, в виде деревянных палочек или шпажек
- Половинка бутылки или любая другая емкость
- Трубочка от капельницы
Процесс изготовления такого фонтана достаточно прост:
- Сначала готовим основание под фонтан. Это может быть любая коробка от обуви или игрушки, либо коробка, изготовленная из гофро картона. Как вариант, можете взять обрезки от фанеры или листа ОСБ, главное, чтоб на основе вы могли зафиксировать две вертикальные планки.
- На готовую коробку устанавливаем 2 деревянные палочки (шпажки) – они предназначены для удерживания трубочки и емкости с жидкостью. С изнаночной стороны концы шпажек фиксируют клеевым пистолетом.
- Из пластиковой бутылки делают емкость, для сбора жидкости. Это может быть литровая или полуторалитровая бутылка, отрезанная со стороны горлышка на 1/3.
- Отрезанную заготовку необходимо приклеить к деревянной шпажке, горлышком вниз. Для этого берете клеевой пистолет, наносите клей на ровный участок бутылки и фиксируете заготовку на держателе.
- На вторую шпажку необходимо прикрепить медную проволоку, при помощи фрагментов трубочек от коктейля. Их нарезают небольшими кусочками, надевают на шпажку, вставляют в проволоку в образовавшиеся отверстия и при помощи зажигалки сжимают пластиковые держатели.
- Сгибаем свободный конец проволоки в дугу, направляя его в емкость, из обрезанной бутылки.
- Откручиваете крышечку с бутылки, просверливаете или прожигаете в ней отверстие, и устанавливаете в него трубочку от капельнцы. Завинчиваете крышечку.
- Фиксируете трубочку от горлышка бутылки сначала к платформе, потом ко второму держателю из проволоки. Когда эти работы выполнены, можно приступать к самому эксперименту.
- Устанавливаете платформу с фонтанчиком на стол, готовите жидкость для заливки. Для большего эффекта ее можно окрасить, чтоб был виден сам процесс запуска и дальнейшая циркуляция воды в системе.
Представленная модель не принадлежит Герону, ее открыл Роберт Бойль, но тем не менее, в качестве эксперимента ее можно изготовить.
Эту модель можно использовать не только как демонстрационный элемент, но и как мини-аквариум с постоянным фонтанчиком. Единственное, придется постоянно контролировать уровень жидкости, так как она имеет свойство испаряться.
Как видите, фонтан Герона своими руками изготовить не сложно, но говорить о вечном двигателе я бы не рискнула. Второй вариант немного напоминает разработку Герона, но существенно отличается от нее, хотя и намного проще по устройству.
Видео, как изготовить фонтан Герона своими руками
Источник
Автор LocDog На чтение 15 мин. Просмотров 3.9k. Опубликовано 16.09.2020
Принцип действия фонтана Герона из бутылок
Чтобы собрать фонтан в домашних условиях из бутылок, необходимо ознакомиться с принципом его работы, особенностями устройства. Основой в данном случае является механизм гидропневматики, где выталкивание воды струей вверх происходит за счет работы воздуха и самой жидкости.
Кроме этого, здесь не последнюю роль играет гравитация, создающая в системе фонтана нужное давление.
- Чаша, которую условно можно обозначить стартовым местом, откуда вода начинает свое перемещение по системе. Представляет она собой открытый резервуар, напоминающий по внешнему виду миску, тарелку. Из этой чаши жидкость по тонкой трубке направляется в пустую тару, находящуюся в самом низу фонтана.
- Нижний резервуар (пустой), он необходим для создания давления из стекающей с чаши жидкости, которая сжимает находящийся в нем воздух. В результате вода струей выталкивается вверх. Помимо этого, в данной пустой емкости собирается жидкость, создающая то самое нужное давление. Вода остается здесь до следующей перезарядки системы.
- Верхний резервуар, который в заряженном состоянии наполнен водой. Это та жидкость, что выходит наружу в виде тонкой струи. Процесс выталкивания осуществляют за счет сжатого воздуха – давления, которое появилось в нижней емкости. Поступая по тонкой трубке в верхний резервуар, воздух выталкивает оттуда воду. А она уже в виде фонтанчика опять поступает в чашу, из которой стекает в нижнюю емкость.
Сделанный своими руками фонтан из бутылок не является бесконечным, периодически его нужно перезаряжать.
Ничего трудного и сложного здесь нет – полную емкость (нижнюю) устанавливают на место пустого резервуара, который находится сверху, а пустой – на место полного. Чтобы запустить фонтан Герона, достаточно в верхнюю чашу долить немного жидкости.
Схема фонтана Герона из пластиковых бутылок
Домашний мини фонтан
Как сделать фонтан без насосов и генераторов, используя самые простые подручные материалы:
- саморезы;
- дрель;
- пластиковые трубки разного диаметра (этот момент особенно важен, о чем можно узнать из статьи о вечном фонтане);
- герметик или клей;
- обычные пластиковые бутылки – 2 или 3 шт.
На схеме показано устройство будущей конструкции, в которой важно соблюсти расстояние и длину трубок внутри сосуда. Такой фонтан будет работать по принципу выдавливания воды и воздуха собственным весом жидкости.
Обратите внимание! Герметичность также должна быть соблюдена на 100%.
Схема сборки фонтана из 3-х сосудов
Разрежьте одну бутылку пополам. Верхняя часть с горлышком послужит резервуаром для фонтана (чаша).
Следует помнить, что внутри конструкции будут располагаться пластиковые трубки (подойдет капельница, соломка для коктейля). Для этого в крышках делаются отверстия требуемого диаметра, а трубка обрезается до нужной длины).
- Нижнюю и среднюю бутылки соединить между собой при помощи клея в области горловин (склеить крышки, предварительно приклеив их к горловине).
- Резервуар (чаша) для фонтана приклеивается ко дну второй емкости, а в крышке и дне (соответственно) делается отверстие для трубок. Все стыки герметизируются.
- Далее, в верхнюю чашу наливается столько же воды, сколько входит во вторую бутылку. Вода будет стекать в нижнюю часть. Чтобы ее вернуть в центр фонтана, достаточно перевернуть конструкцию.
Когда вся жидкость окажется в центральном резервуаре, остается созерцать на живой фонтан, без внешних источников питания. Для этого, в верхнюю чашу добавляется немного жидкости, которая запускает следующий цикл:
- вода из верхней чаши попадает в нижнюю бутылку, выталкивая воздух во вторую емкость;
- за счет давления воздушных масс, во втором бутылке вода вынуждена искать выход, коим служит трубка;
- вода поступает в трубку, поднимается вверх и образуется фонтан.
Данный процесс не является бесконечным до момента, пока, не закончится вода во второй бутылке. Далее, все можно повторить – перевернуть емкость, долить немного воды в чашу и все!
Фонтан, который работает сам из пластиковых бутылок
Классическая схема фонтана Герона описывается еще в учебниках по физике 7 класса, и представляет собой 3 емкости с водой, расположенные одна над другой и соединенные тремя трубками.
Для домашнего эксперимента как раз подойдут пустые пластиковые бутылки из-под минеральной воды или газировки.
Первая трубка выходит из верхней чаши и опускается до самого дна конструкции. Вторая, которая крепится отдельно от первой, выходит из нижней емкости, заходит в среднюю и доходит практически до самого верха. Третья трубка идет со дна средней емкости и входит в верхнюю чашу.
- «По умолчанию» вся жидкость находится в средней емкости. Чтобы фонтан начал работать, нужно добавить немного воды в верхнюю чашу – тогда по первой трубке жидкость начнет автоматически поступать в нижнюю емкость, пока не заполнит полностью.
- В это время будет расти давление воздуха, который по второй трубке будет передаваться в средний резервуар.
- При этом на воду также будет воздействовать давление, в результате чего она по третьей трубке начнет подниматься в верхнюю чашу и струиться вверх. Выполнив это стандартное задание по физике, вы сможете повторить опыт великого греческого математика и изобретателя Герона Александрийского.
- Ещё один важный момент, на который обязательно нужно обратить внимание, это герметичность соединений. По этой причине после завершения сборки места входа трубок в крышках залейте термоклеем или герметиком.
Если под рукой нет герметика, в качестве альтернативного варианта можно использовать обычный пластилин, но учитывайте, что в этом случае возможна протечка.
Какие инструменты и материалы потребуются
Для сборки самодельного фонтана из бутылок и трубочек необходимо подготовить следующие расходные материалы и инструменты:
- пластиковая тара (из-под напитков, газированной воды, йогуртов);
- трубочки для коктейля/гибкий шланг;
- термоклей/герметик;
- сверло/гвоздь (для проделывания отверстий);
- фрагменты от толстого стержня шариковой ручки/коннекторы от капельницы (в случае применения гибкого шланга);
- крепежные элементы типа саморезов;
- электродрель;
- плоскогубцы;
- острый нож;
- ножницы;
- маркер;
- наждачная бумага.
Как сделать фонтан Герона из пластмассовых бутылок своими руками
Есть несколько вариантов изготовления фонтана Герона, и из одной бутылки, и из 2-3. Каждый из них имеет свои конструктивные особенности, которые следует учитывать, чтобы система функционировала долго и эффективно.
Как сделать фонтан Герона из одной бутылки
Собрать фонтан из ПЭТ бутылки можно, придерживаясь следующей технологии:
- Сделать в пробке от пластиковой тары отверстие, просверлив его электродрелью, либо путем использования раскаленного гвоздя. Главное, чтобы соломинка или трубочка входила в него достаточно туго.
- Наполнить емкость водой, но не доверху.
- Вставить пробку в горлышко, в проделанное отверстие – трубку, нижний конец которой должен оказаться в воде, достигнув самого дна.
- Чтобы фонтан, изготовленный своими руками из бутылки и пластиковой трубочки, начал функционировать, необходимо сжать находящийся внутри емкости воздух. Для этих целей отлично подойдет насос, применяемый для накачивания мячей.
- За неимением насоса можно воспользоваться следующим способом: дунуть через трубочку изо всех сил. Во избежание травмирования губ ее конец не должен иметь никаких зазубрин, заостренностей. При использовании стеклянного элемента конец можно оплавить при помощи парафиновой свечи, горелки. Если это металлическая соломинка, то нужно опилить ее конец мелким напильником.
Фонтан из одной бутылки будет действовать до тех пор, пока в ней находится сжатый воздух. В попытке расшириться он вытесняет из емкости жидкость.
Первый вариант фонтана функционирует при условии достаточного количества сжатого воздуха внутри резервуара. Учитывая этот момент, продлить эффект можно, если удастся периодически подкачивать воздух.
Нужно обустроить в пробке еще одно отверстие, через которое установить дополнительную пластиковую трубочку/соломинку.
Погружать ее в воду не нужно. Необходимо отогнуть верхний ее конец, и дуть в него, либо накачивать воздух при помощи насоса с вентилем, подойдет и аквариумный компрессор. Работа фонтана из пластиковой бутылки будет продолжаться в этом случае, пока жидкость не закончится.
Как сделать фонтан из двух бутылок
Эту модель фонтана из 2 пластиковых бутылок, которую тоже можно запросто собрать своими руками, делают по следующей схеме:
- Подготовить две емкости и в пробках просверлить по 2 отверстия под трубочки. Во втором резервуаре должны находиться 2 короткие соломинки.
- Соединить при помощи резиновой трубочки 2 бутылки, установить на разной высоте.
- Если дунуть в соломинку первой бутылки, то начнется процесс движения воды из нее во вторую пластиковую емкость. Даже если перестать дуть, то жидкость все равно будет течь. Здесь главное, чтобы одно отверстие находилось на определенном расстоянии от другого, была сохранена эта разность высот.
- Если попытаться заглушить пальцем выходную трубочку второй емкости, то можно ощутить давление воздуха. Это называют героновым компрессором. Если состыковать шланг и аквариумный распылитель, то такая своеобразная продувка будет функционировать до того момента, пока жидкость из первого резервуара не окажется во втором. Чтобы такой компрессор работал очень долго, а не один час, понадобится емкость большего объема и тонкая трубочка.
- Интересно, что фонтан в действительности является разработкой древнего инженера Ктезебея. Он и Герон Александрийский, математик и механик, изобрели множество оригинальных устройств, среди которых двухцилиндровый распылитель однократного действия, автоматический механизм для открывания дверей в храме.
Фонтан Герона из 3 бутылок
Работает фонтан из трех пластиковых бутылок довольно эффективно, бесшумно, хорошо помогает освежить воду в аквариуме, а также повысить уровень влажности в помещении. Алгоритм выполнения работ следующий:
- Необходимо разрезать одну пластиковую емкость напополам, где верхняя ее часть (с горлышком) будет исполнять роль резервуара для фонтана.
- Следующим этапом идет проделывание отверстий в крышках. Через них будут проходить трубочки/соломки от коктейлей, капельница.
- Нужно произвести стыковку нижней и средней емкости, склеив пробки между собой, их заранее прикрепляют к горловине.
- Чашу, где будет изливаться непосредственно сам фонтан, приклеивают ко дну второго пластикового резервуара. Обязательно в пробке и днище нужно сделать отверстия подходящего диаметра. Все стыковочные участки необходимо хорошо загерметизировать.
- Заполнить верхнюю емкость жидкостью, равной объему второй бутылки. Стекать она будет в нижнюю часть. Возвратить воду в центр фонтана можно, просто перевернув систему.
Как только вся вода будет находиться в центральном резервуаре, уникальное устройство начнет действовать, не требуя дополнительных источников питания. Сделать фонтан из бутылки и трубки под силу каждому, если соблюдать определенную последовательность действий. Доливая в верхнюю емкость жидкость, способствуют запуску следующего цикла:
- вода из верхнего резервуара поступает в нижний, провоцируя выход воздуха во вторую бутылку;
- благодаря имеющемуся давлению воздушных масс во втором резервуаре жидкость вынуждена находить для себя выход, и это пластиковая трубочка;
- жидкость поступает в соломинку, направляется вверх и появляется действующий фонтан.
Благодаря фонтану в комнате можно повысить уровень комфорта в ней, микроклимат станет на порядок лучше, уменьшится количество сухого воздуха, влажность будет в оптимальном диапазоне, 40-60%. Это особенно важно для здоровья человека, комнатных культур и домашних питомцев. Это устройство позволит поддерживать влажность воздуха в отопительный сезон, когда ее показатели составляют 22%.
Такой увлажнитель, собранный из пластиковой тары, будет способствовать очищению воздуха от частиц пыли, эффективно смягчать его. Фонтан из пластиковых бутылок также будет полезен для рыбок в аквариуме.
Как заставить течь воду без постороннего вмешательства
Если вы посещали школьные уроки физики, то уже должны представлять, за счет какой силы проще все заставить что-то двигаться. Конечно же, речь идет о гравитации или, по-другому, силе тяжести.
Для ее задействования вещь нужно поднять на некоторую высоту и отпустить. То же самое происходит и с водой. Если резервуар с ней поднять над землей и открыть пробку, то она за некоторое время вытечет.
Сила тяжести будет изначальным двигателем, который запустит наш фонтан.
Идем дальше:
- Присоединяем теперь к нашей гипотетической емкости трубку, которая будет уходить вниз – там мы направим воду строго в определенную точку.
- Если эту трубку внизу загнуть кверху, то вода начнет вылетать из нее с напором. Вот, в принципе, простейшее строение фонтана.
- Чем выше поднимается резервуар с водой, и чем шире диаметр трубы, тем сильнее будет напор. Давление в этом случае выражается в высоте водяного столба.
- Подобным образом можно организовать фонтан для дачи, если есть какой-то источник, из которого основная емкость будет постоянно пополняться.
- Например, можно задействовать ручей. В этом случае, помимо подачи следует побеспокоиться и о водоотведении.
Так как ручьи отыщутся далеко не на каждом участке, да еще и особенности рельефа могут не соответствовать, рассматривать подобный способ устройства фонтана не стоит.
Но для наполнения бака можно использовать и другие источники – тот же летний водопровод. Однако где-то там далеко воду в него также нагнетает насосное оборудование.
Так как же сделать постоянно работающий фонтан без насоса?
Для этого одной силы тяжести недостаточно. Решение проблемы кроется в ее совместном действии с давлением. По этому принципу работает древний фонтан Герона.
Геронов фонтан – рециркуляционная система без электричества
Герон Александрийский – это греческий механик и математик, живший во второй половине I века нашей эры. Этого ученого ставят в один ряд с самыми гениальными изобретателями человечества за всю его историю.
К изобретениям инженера причисляют: первые автоматические двери, самозаряжающийся арбалет, паровую турбину, первый одометр и многое, многое другое.
Этот изобретатель отметился созданием многих устройств, работающих с водой. К ним же и относится знаменитый фонтан без насоса.
Схема и принцип работы фонтана Герона
Классический фонтан Герона состоит из трех емкостей, соединенных между собой в определенной последовательности трубками. Ниже представлена схема взаимодействия этих сосудов.
- Первая емкость (№1) может быть открытой – таковой она чаще и делается.
- Трубка из нее ведет в герметично закрытый сосуд (№2). Она достает практически до его дна.
- Из крышки этого сосуда берет начало еще одна трубка. Она воды касаться не должна, поэтому и укорочена. Тянется трубка до следующего герметичного сосуда (№3), заканчиваясь точно под пробкой.
- Еще одна трубка также практически достает до дна третьего сосуда. Ее второй конец выходит наружу и является патрубком, их которого будет бить струя.
Работает это все по следующему принципу:
- Третий сосуд (вторая герметично закрытая колба или №3) нужно до конца заполнить водой. Сделать это можно заранее, перед его закупориванием.
- Затем в открытую емкость (№1) наливается немного воды.
- Эта вода начинает перетекать в первую закрытую бутылку (№2), в результате чего замыкается цепь.
- Вода под воздействием силы тяжести течет вниз. От этого в сосуде растет давление воздуха, который по цепочке передается в третью емкость (№3), выдавливая из нее воду. В результате она опорожняется, и вода перетекает в закрытую колбу номер один (№2).
- Несложно понять, что как только вода в последней емкости закончится, фонтан прекратит свою работу. Это важная недоработка знаменитого ученого, которая не позволяет создать вечное устройство.
Но вопрос можно решить. Для того чтобы получить усовершенствованный фонтан Герона, конструкцию нужно, как это ни странно, упростить.
- Избавляемся от третьей емкости, которая, по сути, совершенно ни к чему не нужна. Схема будет состоять из одной герметичной и одной открытой емкостей и двух кусков трубок, разных по диаметру.
- Чтобы поддерживать стабильное давление в системе, необходимо, чтобы сливная трубка была немного больше по диаметру, чем выходная, через которую будет бить струя.
- Итак, емкости соединяются трубками. По короткой, которая не достает до воды, вода будет стекать из чаши вниз. По длинной, дотягивающейся практически до дна, жидкость будет подниматься обратно, снова восполняя уровень воды в чаше. В результате цепочка получается полностью замкнутой.
- Для запуска вечного фонтана Герона наливаем в бутылку воду, чтобы закрыть полностью длинную трубку. Затем наливаем в чашу немного воды, и работа устройства начинается.
- Если ничего не происходит, то необходимо удалить из системы воздушную пробку. Для этого можно всосать в себя воздух из выходного патрубка фонтана.
- Фонтан Герона из двух бутылок можно собрать как первую пробу, прежде чем пытаться соорудить что-то более серьезное.
- Все предельно просто. По такому принципу даже предлагается делать вечный двигатель. Для этого по ходу движения воды располагается турбина, которая приводится во вращение жидкостью.
По сути, схему можно еще упростить. На фото вечный двигатель, который придумал Роберт Бойль.
Конусовидный сосуд в основании соединен со шлангом. Если создать в нем перепад давления, за счет вытягивания воздуха по манере того, как это делают шоферы, сливая бензин из бака автомобиля, вода начнет подниматься выше своего уровня в сосуде.
Цепь также замыкается, и фонтан будет работать бесконечно долго.
Как сделать фонтан Герона: что можно усовершенствовать
Говорят, что совершенству нет предела, и практически любую вещь можно модернизировать до бесконечности – это не совсем так, но тем не менее возможность усовершенствования любого изделия практически всегда имеется. Фонтан Герона в этом отношении не является исключением – модернизировать в нем можно много чего.
Самое первое – это увеличение струи воды. Выше мы уже говорили, что она зависит от расстояния между верхней и нижней емкостью – сами понимаете, что до бесконечности (или, по крайней мере, до необходимого момента) увеличивать это расстояние может не получиться.
Здесь есть одна хитрость – если правильно спарить две такие системы емкостей и трубочек, то как минимум высота струи увеличится вдвое. В общем, понадобится не одна, а две полные с водой бутылки и две такие же пустые, соединенные между собой трубками последовательно – полная, пустая, потом снова полная и опять пустая банка. Полные банки сверху, пустые снизу – по-другому работать не будет.
В общем, несмотря на то, что в целом фонтан Герона является весьма продуманным изделием, место для его усовершенствования все же имеется и предела этому месту, судя по всему, нет. В заключение темы остается добавить, что по описанному выше принципу можно изготовить достаточно много разнообразных систем, начиная от небольших опытных моделей фонтанов, до огромных рабочих моделей.
С последними, правда, возникает проблема перезарядки, решить которую без насоса или других хитроумных приспособлений современности весьма и весьма сложно.
Заключение
Фонтан Герона из бутылок своими руками представляет собой довольно интересную конструкцию, которая пригодится в доме. Это одновременно и украшение, и увлажнить воздуха. Для ее изготовления не нужны серьезные финансовые и трудовые затраты, действуя согласно схеме, можно легко и быстро собрать это оригинальное устройство. Особенно интересен фонтан из пластиковых бутылок, сделанный своими руками, будет детям.
Источник