Всё об интерьере для дома и квартиры

Лучшие идеи для дизайна интерьера, полезные советы, интересные статьи

Вечный фонтан Герона схема. Фонтан Герона: диковинный декор, работающий без электричества

24.09.2022 в 14:14

Вечный фонтан Герона схема. Фонтан Герона: диковинный декор, работающий без электричества

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.
На самом деле все не совсем так – это не вечный двигатель и уж тем более не источник дармовой энергии. Такому фонтану нужна регулярная «перезарядка» – в зависимости от конструкции, она может потребоваться через каждые 15-50 минут. В принципе, это несложная процедура, которая потребует от человека поменять местами пару емкостей. Именно независимой работой интересен фонтан Герона, о самостоятельном изготовлении которого мы и поговорим в этой статье. Вместе с сайтом Дом Мечты мы разберемся с его конструкцией, изучим принцип работы и ответим на вопрос, как сделать это чудо своими руками?

Вечный фонтан Герона схема. Фонтан Герона: диковинный декор, работающий без электричества

Как сделать фонтан Герона фото

Фонтан Герона: как он работает

Если бросаться умными терминами, то в основу работы фонтана Герона положен принцип гидропневматики – работу по выталкиванию воды вверх струей производит воздух и сама жидкость. Естественно, дело здесь не обходится без гравитации, благодаря которой в системе фонтана создается необходимое давление. Такой фонтан состоит минимум из трех емкостей.

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.

    Вечный фонтан Герона схема. Фонтан Герона: диковинный декор, работающий без электричества

Фонтан Герона из бутылок. 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.

Схема фонтан Герона

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.

Фонтан Герона из пластиковых бутылок

Работает это все по следующему принципу:

  1. Третий сосуд (вторая герметично закрытая колба или №3) нужно до конца заполнить водой. Сделать это можно заранее, перед его закупориванием.
  2. Затем в открытую емкость (№1) наливается немного воды.
  3. Эта вода начинает перетекать в первую закрытую бутылку (№2), в результате чего замыкается цепь.
  4. 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.

Вечный фонтан Герона своими руками из бутылок

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.

Источник: https://interior.ru-best.com/interer-dlya-doma/fontan-gerona-svoimi-rukami-na-dache-fontan-gerona-samotechnyy-fontan-bez-nasosa-i

Почему фонтан Герона не вечный двигатель. Чем запомнился Герон Александрийский

Его знания опираются на труды Архимеда. Герон лично описал полное лунное затмение, произошедшее 13 марта 62 года. К его творениям относятся: создание арбалета с самостоятельной зарядкой, автоматически открывающихся дверей, собрал кукольный театр, работающий автоматически.

Почему фонтан Герона не вечный двигатель. Чем запомнился Герон Александрийский

Изобретенные умельцем работы говорят о том, что это был талантливый инженер, внесший очень важную лепту в развитие всего человечества.

Герон увлекался точными науками . Его учителями, которых он упоминал в своих записях, были Евклид, Ктесибия и Архимед.

Огромным вкладом в развитие всех точных наук на планете являются его книги, в которых Герон Александрийский отразил не только собственные творения, но и изобретения его современников.

Почему фонтан Герона не вечный двигатель. Чем запомнился Герон Александрийский

Труды мыслителя, дошедшие до нашего времени, систематизируют знания того времени в таких областях, как механика, автоматопоэтика, метрика и другие.

Удивительно, но только в 1814 году опубликовали его труд «О диоптре», воспользовались его техникой съемки. Уникальное приспособление, измеряющее углы, «пролежало» почти две тысячи лет, чтобы найти достойное применение! Неудивительно, что современники не приняли гениального инженера.

«Механика» Герона описывает пять способов механизмов, на которых крепится практически вся современная техника. Вся уникальность в простоте: винт, клин, ворота, рычаг и блок.
Ученый муж описал принцип работы паровых турбин, так что шар Эола, можно сказать, принадлежит тоже замыслу Герона.

Много работ генератора мудрых мыслей посвящены теме оптики . Александрийский вундеркинд исследовал преломление световых лучей. Знаменитый первооткрыватель смог объяснить их прямолинейность. Также мыслитель делал предположения об огромной скорости лучей, способности распространяться. Проводил опыты по отражению в зеркале и преломлениях.

Почему фонтан Герона не вечный двигатель. Чем запомнился Герон Александрийский

Математике Герон уделял особое внимание. Его труду относится характеристика геометрических фигур . Всем школьникам знакома теорема Герона о площади прямоугольного треугольника. Все без исключения находили площадь треугольной фигуры по полупериметру с тремя сторонами.

Очень много описаний формул присутствует в его работах. Однако по какой-то причине не было доказательств их. Может быть в связи с этим пользование новинками не находило отклик среди современников.

Вся тяжелая работа совершалась рабами, а труды изобретателя не были по достоинству оценены.

Среди выдающихся изобретений Герона Александрийского существует автоматическая лампа. В древнем мире помещения освещали масляными лампами с горящим фитилем из ткани. Проблема была в частом подливе масла из-за быстрого сгорания. Мастер добавил к лампе зубчатое колесико, через которое добавлялся фитиль, и поплавок, указывающий на выгорание масла.

Одним из его «памятников» является пожарный водяной насос постоянно подающий воду. Изменив принцип его работы, Герон создал фонтан, который назвали его именем. Работа его проходила без использования энергии из вне.

Как долго работает фонтан Герона.

Фонтан Герона  — прибор, придуманный в I веке н. э. древнегреческим учёным Героном Александрийским .

Прибор состоит из трёх сосудов, помещённых прямо один над другим и сообщающихся между собой: два нижних закрытые, а верхний имеет форму открытой чаши. Средний сосуд практически полностью заполнен водой, также вода наливается в верхнюю чашу. Вода из верхней чаши по открытой трубке, доходящей почти до дна, течёт в нижний сосуд. Воздух в нижнем сосуде сжимается, повышая там давление . По трубке, идущей от верхней части нижнего сосуда практически до верхней части среднего сосуда, давление по воздуху передаётся в средний сосуд. Повышение давления в среднем сосуде заставляет воду в нём подниматься по трубке, проведённой почти от дна среднего сосуда в верхнюю чашу, где из конца этой трубки, возвышающейся над поверхностью воды, и бьёт фонтан.

Вода из верхней чаши поступает в нижний сосуд, где уровень воды постепенно повышается, и потому высота давящего столба постепенно уменьшается; уровень воды в среднем сосуде также понижается. По этим двум причинам высота фонтана постепенно убывает и, наконец, движение воды прекращается.

В идеальных условиях высота фонтана равна разнице уровней поверхности воды в среднем и нижнем сосудах. В действительности трение жидкости, движущейся в трубках, и другие причины уменьшают высоту фонтана.

    СПб., 1890—1907.

Усовершенствованный фонтан Герона. Новые героновы фонтаны

Обычная форма фонтана, приписываемого древнему механику Герону, вероятно, известна моим читателям, Напомню здесь его устройство, прежде чем перейти к описанию новейших видоизменений этого любопытного прибора. Геронов фонтан (см. рисунок) состоит из трех сосудов: верхнего открытого а и двух шарообразных b и с , герметически замкнутых. Сосуды соединены тремя трубками, расположение которых показано на рисунке. Когда в а есть немного воды, шар b наполнен водой, а шар с – воздухом, фонтан начинает действовать: вода переливается по трубке из а в с , вытесняя оттуда воздух в шар b ; под давлением поступающего воздуха вода из b устремляется по трубке вверх и бьет фонтаном над сосудом а . Когда же шар b опорожнится, фонтан перестает бить.

Старинный геронов фонтан.

Такова старинная форма геронова фонтана. Уже в наше время один школьный учитель в Италии, побуждаемый к изобретательности скудной обстановкой своего физического кабинета, упростил устройство геронова фонтана и придумал такие видоизменения его, которые каждый может устроить при помощи простейших средств (см. следующий рисунок). Вместо шаров он употребил аптечные склянки; вместо стеклянных или металлических трубок взял резиновые. Верхний сосуд не надо продырявливать: можно просто ввести в него концы трубок, как показано на рисунке вверху.

Современное видоизменение геронова фонтана. Вверху – вариант устройства тарелки.

В таком видоизменении прибор гораздо удобнее к употреблению: когда вся вода из банки b перельется через сосуд а в банку с , можно просто переставить банки b и с , и фонтан вновь действует; не надо забывать, разумеется, пересадить также наконечник на другую трубку.

Другое удобство видоизмененного фонтана состоит в том, что он дает возможность произвольно изменять расположение сосудов и изучать, как влияет расстояние уровней сосудов на высоту струи.

Если желаете во много раз увеличить высоту струи, вы можете достигнуть этого, заменив в нижних склянках описанного прибора воду ртутью, а воздух – водой:

Фонтан, действующий давлением pтyти. Струя бьет раз в десять выше разности уровней ртути.

Действие прибора понятно: ртуть, переливаясь из банки с в банку b , вытесняет из нее воду, заставляя ее бить фонтаном. Зная, что ртуть в 13,5 раза тяжелее воды, мы можем вычислить, на какую высоту должна подниматься при этом струя фонтана. Обозначим разницу уровней соответственно через h1, h2, h3. Теперь разберемся, под действием каких сил ртуть из сосуда с перетекает в b . Ртуть в соединительной трубке подвержена давлению с двух сторон. Справа на нее действует давление разности h2 ртутных столбов (которое равносильно давлению в 13,5 раза более высокого водяного столба, 13,5 h2) плюс давление водяного столба h1. Слева напирает водяной столб h3. В итого ртуть увлекается силой

13,5h2 + h1 – h3.

Но h3 – h1 = h2; заменяем поэтому h1 – h3 на минус h2 и получаем:

13,5h2 – h2 т. е. 12,5h2.

Итак, ртуть поступает в сосуд b под давлением веса водяного столба высотой 12,5 h2. Теоретически фонтан должен бить поэтому на высоту, равную разности ртутных уровней в склянках, умноженной на 12,5. Трение несколько понижает эту теоретическую высоту.

Тем не менее описанный прибор дает удобную возможность получить бьющую высоко вверх струю. Чтобы заставить, например, фонтан бить на высоту 10 м, достаточно поднять одну банку над другой примерно на один метр. Любопытно, что, как видно из нашего расчета, возвышение тарелки а над склянками с ртутью нисколько не влияет на высоту струи.

Источник: https://interior.ru-best.com/idei-dizayna/kak-sdelat-fontan-gerona-svoimi-rukami-iz-butylok-geronov-fontan