Применение сообщающихся сосудов
На реке или канале для перевода судов с одного уровня на другой, например, перед плотиной, используя ШЛЮЗЫ. Это гидротехническое сооружение представляет собой камеру, огражденную продольными стенками и воротами.
Шлюзы – камеры, расположенные между водоемами с различными уровнями воды.
По материалам пермской газеты «Новый компаньон» от 18 мая 2004 года.
10 мая 1962 года в 14 часов 45 минут капитан парохода «Дмитрий Фурманов», на борту которого находились 423 пассажира, 52 человека команды и капитан груженного лесом грузового теплохода «Криуши» с командой в 11 человек получили разрешение для прохода в шлюз.
В 15 часов 05 минут швартовка судов была закончена, и с них подали сигналы о готовности к шлюзованию. В это время на участке протяженностью 110 метров, в пределах 1-4 секций, произошло обрушение правой стенки левой камеры в сторону межкамерного пространства.
…В связи с обрушением… поток воды хлынул в образовавшийся проран и мгновенно заполнил межкамерное пространство и правую камеру шлюза. Мощным потоком корму парохода «Дмитрий Фурманов» занесло в проран стенки…
Работу шлюза можно описать с помощью строгой последовательности действий, которая приводит к заданному результату. Как в информатике называется такая последовательность? Алгоритм.
Как называется алгоритм, в котором определенная последовательность действий повторяется многократно? Циклический алгоритм (цикл).
Исполнитель «Шлюз» может выполнять 3 команды:
- Открыть ворота
- Закрыть ворота
- Выровнять уровень воды
Задание. Используя команды исполнителя, составьте циклический алгоритм, позволяющий оптимально (не выполняя лишних действий) и безопасно функционировать гидротехническому сооружению – шлюзу. Проверьте правильность алгоритма с помощью интерактивной модели.
(9 шагов)
Молодцы! Зная свойство сообщающихся сосудов и умея составлять циклический алгоритм, мы успешно справились с передвижением судна по каналу.
Судоходные каналы с применением шлюзов связали внутренние водоемы европейской части России с морями: Чебоксарский шлюз, Шекснинский шлюз и др.
В Липецкой области на Матырском водохранилище уровень воды такде регулируется с помощью шлюзов.
По шлюзам Панамского канала суда могут одновременно проходить в обе стороны. На Панамском канале 3 каскада шлюзов.
Фоновая музыка.
Александр Николаевич Бенуа сказал «Фонтаны в Версале — изящное украшение, без которого можно обойтись. Петергоф — резиденция царя морей. Фонтаны в Петергофе не придаток, а главное».
Видеоролик «Петергоф».
На фоне фильма:
Под руководством русского мастера Василия Туволкова в течение лета 1721 года были построены канал и другие водоводы общей длиной 24 километра, по ним из водоемов Ропшинских высот вода самотеком пошла в накопительные бассейны Верхнего сада Петродворца. Здесь можно было уже устроить небольшие по высоте струи-фонтаны. А вот в Нижнем парке, раскинувшемся у подножия террасы на 16 метров ниже Верхнего сада, вода по трубам из накопительных бассейнов по принципу сообщающихся сосудов взмывает вверх множеством высоких струй в фонтанах парка. Далее она по прямому Морскому каналу, обрамленному множеством фонтанов, стекает в Финский залив.
Многие уверены, что шикарные фонтаны дворцового комплекса работают на насосах. Однако из-за дороговизны такого процесса даже фонтаны во французском королевском дворце Версале включают только на 2 часа 2 раза в неделю. А в России, благодаря гениальной задумке Петра I и точному расчету русского инженера, тысячи российских и иностранных туристов могут наслаждаться великолепием этих фонтанов ежедневно в течение всего лета.
В 2007 году учащиеся 7 Г класса, ныне 11 Б Алексеева Ольга, Бирюкова Дарья, Крутова Дарья и Лебедева Татьяна в рамках фестиваля проектов изготовили действующую модель фонтана.
Рассказ о фонтане (алексеева оля)
Приборы и материалы, которые мы использовали: кусок фанеры, башню из ДВП, металлическую банку, соединительную трубку, сливную короткую трубку, овальную пластиковую банку. Принцип работы фонтана заключается в том, что по действию сообщающихся сосудов вода из основного резервуара выливается в приемные резервуар. Высота струи зависит от высоты, на которой находится основной резервуар и от диаметра трубки.
Проект «Волшебным миром я фонтанов очарован…» был представлен на гимназическом фестивале учебных проектов, где занял 1 место и был признан одним из лучших по школе.
В мае 2008 года данная работа была отправлена на Всероссийский конкурс «РОССИЯ – СТРАНА, КОТОРУЮ ВЫ НЕ ЗНАЛИ», организованный национальным туристическим проектом «Время отдыхать в России». Работа отмечена специальным призом за самый творческий проект.
Образ фонтанов всегда был привлекателен.
В форме фонтана были представлены стихи.
Образ фонтана становиться арт-объектом.
Липецкие фонтаны стали неотъемлемой частью образа города.
Где же еще применяются сообщающиеся сосуды.
Сообщающиеся сосуды. водопровод. шлюзы — физика
Интересно использование принципа сообщающихся сосудов в системе шлюзов канала, который соединяет водоём с высоким уровнем воды с водоёмом с более низким уровнем воды.
Панамский канал — это совокупность шлюзов, рукотворное судоходное русло, созданное в самом узком месте Панамского перешейка в Центральной Америке. С момента своего открытия в (1920) году Панамский канал до сих пор остается одним из сложнейших инженерных объектов в мире.
Через этот (S)-образный перешеек может пройти судно любого типа и размера: от скромной яхты до крупного наливного танкера. В настоящее время пропускной размер канала стал стандартом строения судов. В итоге, благодаря шлюзам Панамского канала в сутки по нему проходят до (48) судов, и миллионы людей в мире пользуются этим комфортом.
Так зачем нужны шлюзы в Панамском канале? Вопрос географический, и ответ на него очевиден: поскольку канал состоит из нескольких озер, углубленных рек и рукотворных каналов, и при этом соединяет два огромных океана, то необходимо постоянно выравнивать перепад воды на протяжении всего пути и регулировать течения. А разница уровня воды между каналом и Мировым океаном велика – (25,9) м. В зависимости от размера и тоннажа судна уровень воды в шлюзе повышается или понижается, тем самым создаются необходимые условия для беспрепятственного следования судна по каналу.
Два шлюза ограничивают небольшой участок канала. Если корабль отправляется вниз, то медленно открывается верхний шлюз, и пространство между шлюзами заполняется водой. Корабль проходит мимо шлюза, и верхний шлюз закрывается.
Затем медленно открывается нижний шлюз. Вода вытекает, и уровень воды понижается до уровня, находящегося за нижним шлюзом. Корабль может продолжать путь.
Строительство Панамского канала стало одним из величайших и сложных строительных проектов, которые когда-либо возводил человек. Благодаря ему, морской путь из Нью-Йорка в Сан-Франциско сократился с 22500 км до 9500 км.
Сообщающиеся сосуды и их применение. Устройство шлюзов, водомерного стекла. Чем более вникают в деяние природы, тем видима наиболее становится простотазаконов, коим следует она в своих деяниях.
А.Н. РадищевВ данной теме речь пойдет о сообщающихся сосудах и их применении в современном мире. Вспомним некоторые основные моменты из прошлой темы.
Закона Паскаля гласит, что жидкость или газ передает производимое на него давление внешней силой по всем направлениям без изменений. Жидкость (или газ) создает давление за счет своего веса. Давление неподвижной жидкости, обусловленное ее весом, называют гидростатическим давлением. На данной глубине оно зависит от плотности жидкости и высоты столба жидкости.
Однако действие на жидкость силы тяжести и подвижность ее молекул приводит к тому, что в широких сосудах поверхность жидкости устанавливается горизонтально.
Поставим опыт. Для этого возьмем широкий сосуд, и нальем туда воды. Поставим его под штатив, в лапке которого зажат прямоугольный треугольник и вертикальный отвес. Из рисунка видно, основание нашего треугольника располагается параллельно поверхности жидкости. Если наклонить сосуд, то можно увидеть, что вода в нем не наклоняется вместе с ним, а остается в первоначальном положении.
Если взять несколько соединенных между собой открытых сосудов и наливать в один из них воду, то вода начинает перетекать в остальные сосуды и, в конечном итоге, установится во всех сосудах на одном уровне.
Сосуды, которые имеют соединяющую их часть и заполненные покоящейся жидкостью, называют сообщающимися сосудами.
Почему же вода в сообщающихся сосудах всегда устанавливается на одном уровне? Это можно объяснить следующим образом. Рассмотрим ровную горизонтальную поверхность воды, подкрасив часть воды более ярким цветом. Теперь окружим эту подкрашенную воду отдельной оболочкой. Вода внутри оболочки не почувствует никаких изменений и сохранит свой первоначальный уровень. А теперь уберем внешнюю воду и получим обычную картинку сообщающихся сосудов. Второе доказательство основано на принципе невозможности создания вечного двигателя. Если бы вода в двух сообщающихся сосудах имела различный уровень, можно было бы проделать в стенках сосудов отверстия и пустить стекать воду по желобу из верхнего сосуда в нижний. А обратно эта вода будет возвращаться по нижней трубе. Эта вода могла бы крутить колесо турбины и совершать механическую работу.
Третье доказательство. Выделим внутри сообщающихся сосудов тонкий слой жидкости, который, как и вся жидкость, неподвижен. Следовательно, слева и справа на него действуют одинаковые по модулю, но противоположные по направлению силы — силы давления столбов жидкости. Fд1 = Fд2Для того, чтобы эти силы были равны, необходимо, чтобы были одинаковыми давления, создаваемые левым и правым столбами жидкости, т.е. p1 = rgh1p2 = rgh2p1 = p2rgh1 = rgh2После математических преобразований получается, что h1 h2На основании выше изложенного, можно сформулировать важный закон гидростатики — закон сообщающихся сосудов: в открытых сообщающихся сосудах поверхности однородной жидкости устанавливаются на одинаковом уровне (при условии, что давление воздуха над поверхностью жидкости одинаково).
А что, если налить в сообщающиеся сосуды две разных жидкости, например, ртуть и воду? В этом случае для равновесия тонкого слоя внутри жидкости нужно, чтобы давление, создаваемое ртутным столбиком в левом сосуде, было равно давлению столбика воды и ртути в правом сосуде.
Fд1 = Fд2p1 = r1gh1 r1gh0p2 = r2gh2 r2gh0p1 = p2r1gh1 r1gh0 = r2gh2 r2gh0r1gh1 = r2gh2r1h1 = r2h2Таким образом, в открытых сообщающихся сосудах высоты столбов несмешивающихся жидкостей над уровнем их раздела обратно пропорциональны плотностям жидкостей.
Научное открытие свойств сообщающихся сосудов датируется 1586 годом и связано с именем голландского математика Симона Стевина. Но оно было известно еще жрецам древней Греции. А вот древнее римляне его не знали. Они для снабжения населения водой возводили многокилометровые акведуки, водопроводы, доставлявшие воду из горных источников. Инженеры древнего Рима опасались, что в водоемах, соединенных очень длинной трубой, вода не сможет установится на одинаковом уровне. Поэтому они обычно придавали водопроводным трубам равномерный уклон вниз на всем их пути. Например, одна из римских труб, Аква Марциа, имеет длину около 100 км между тем как прямое расстояние между ее концами вдвое меньше. 50 км каменной кладки пришлось проложить из-за незнания элементарного закона физики!
С сообщающимися сосудами человек встречается постоянно: это чайник, лейки для полива, водомерные трубки (стекла), используемые в больших емкостях с водой или топливом. Сложную систему сообщающихся сосудов используют в дачных поселках и деревнях в башенном водопроводе. Рассмотрим схему простейшего водопровода. Вода из артезианского источника насосами выкачивается из водосборника и подается в отстойник. Отстоявшаяся вода из первого отстойника через систему фильтров подается во второй отстойник. Отстоявшуюся и в этом сосуде, воду перекачивают в промежуточный резервуар. Из промежуточного резервуара с помощью насоса вода поднимается в водонапорную башню. А уже оттуда, под действием сил гидростатического давления и на основании закона сообщающихся сосудов, вода поступает в квартиры домов. Давление воды в кранах определяется высотой столба воды в водонапорной башне над уровнем крана. Следовательно, чем выше будет башня, тем большее давление воды она будет создавать, а вода сможет достичь и верхних этажей зданий.
Применение закона сообщающихся сосудов нашел и в устройстве судоходных шлюзов на реках и каналах. Судоходный шлюз — это гидротехническое сооружение на судоходных и водных путях для обеспечения перехода судов из одного водного бассейна в другой с различными уровнями воды в них.
Использование шлюзов главным образом направлено на то, чтобы сделать водные пространства с различными уровнями воды в них более пригодными для судоходства.
Каждый шлюз имеет три главных элемента:
Герметичная камера, соединяющая верхнюю и нижнюю головные части канала и имеющая объём, достаточный для включения в себя одного, или нескольких судов. Положение камеры фиксированное, однако уровень воды в ней может изменяться.
Ворота — металлические щиты, расположенные на обоих концах камеры и служащие для впускания и выпускания судна из камеры перед началом шлюзования и герметизирующие камеру во время шлюзования.
Водопроводное устройство, предназначенное для наполнения, либо опустошения камеры.
Принцип работы шлюза следующий: Входные ворота открываются, и судно заходит внутрь камеры. Входные ворота закрываются. Открывается перепускной клапан, вызывая подъем уровня воды в камере с находящимся в ней судном. Впускные ворота открываются, и судно выходит из камеры. В случае если судно движется вниз по течению, процесс реверсируется: судно входит в полную камеру, затем открывается клапан, вода из камеры спускается, опуская при этом судно.
Возле города Санкт-Петербурга есть дворцово-парковый ансамбль Петергоф, украшенный прекрасными фонтанами. Как они работают? И почему все 150 фонтанов заповедника работают каждый день, а, например, не менее красивые и величественные фонтаны Версаля, только иногда? На верхней площадке Большого каскада, где блестят на солнце два тритона, за которыми расположен грот, называемый Верхним или Малым. Непосредственно за ним располагаются подземелья с массивными кирпичными сводами. В них проходят трубы для фонтанов. Много металлических труб, различного диаметра и цвета. Это сделано для того, чтобы в 18 веке фонтанная команда могла в полутьме подземелья отличать их. В этих трубах и кроется секрет петергофских фонтанов. Они берут воду из единой системы водоснабжения, располагающейся на возвышенности в 20 км от дворца. Благодаря перепаду высот, постепенному сужению труб и закону сообщающихся сосудов, вода под напором и попадает в фонтаны. Поэтому-то фонтаны Петергофа и работают ежедневно. Самый знаменитый фонтан Петергофа — Самсон, разрывающий пасть льва — построенный в честь победы Петра I над шведами. Его струя бьет вверх на 21 метр без использования какого-либо насоса.
В Версале фонтаны работают от насосов, поэтому их включают только иногда. Упражнения.
Задача 1. В U-образную трубку сначала налили ртуть, а поверх нее — воду. Рассчитайте разность уровней ртути в левом и правом коленах, если уровень воды в левом колене составляет 40 см, а в правом 67,2 см.
Основные выводы:
– Сообщающиеся сосуды — это сосуды, которые имеют соединяющую их часть и заполненные покоящейся жидкостью.
– В открытых сообщающихся сосудах уровень поверхностей однородной жидкости устанавливается на одинаковом уровне (при условии, что давление воздуха над поверхностью жидкости одинаково) и не зависит от формы сосудов.
– В открытых сообщающихся сосудах высоты столбов несмешивающихся жидкостей над уровнем их раздела обратно пропорциональны плотностям жидкостей.
1 Сообщающиеся сосуды Водопровод Презентацию подготовил ученик 7 класса МОУ Лицей 102 Лашманов Владимир 2 Сообщающиеся сосуды Независимо от формы сосудов, жидкость устанавливается в них на одном уровне. Сосуды, имеющие общую (соединяющую их) часть, заполненную покоящейся жидкостью, называются сообщающимися.
3 Сообщающиеся сосуды Сообщающиеся сосуды
4 Закон сообщающихся сосудов: В сообщающихся сосудах поверхности однородной жидкости устанавливаются на одном уровне. В сообщающихся сосудах поверхности однородной жидкости устанавливаются на одном уровне.
5 Уровень воды в сообщающихся сосудах В сообщающихся сосудах любой формы и сечения поверхности однородной жидкости устанавливаются на одном уровне.
6 Положение Положение Даже в разном положении уровень воды в сообщающихся сосудах будет одинаков.
7 В сообщающихся В сообщающихся сосудах, содержащих сосудах, содержащих разные жидкости, высота столба разные жидкости, высота столба жидкости с большей жидкости с большей плотностью будет плотностью будет меньше высоты столба меньше высоты столба жидкости с меньшей жидкости с меньшей плотностью. плотностью.
8 На рисунках дана схема устройства шлюза и схема шлюзования судов. Шлюзы тоже работаю по принципу сообщающихся сосудов.
9 Памятник в Мытищах, установлен в честь 200-летия первого российского водопровода Водопровод система непрерывного водоснабжения потребителей, предназначенная для проведения воды для питья и технических целей из одного места (обыкновенно водозаборных сооружений) в другое – к водопользователю (городские и заводск. помещения) преимущественно по подземным трубам или каналам; в конечном пункте, часто очищенная от механических примесей в системе фильтров, вода собирается на некоторой высоте в так называемых водоподъемных башнях, откуда уже распределяется по городским водопроводным трубам. Объем водозабора определяется водомерными приборами (т.н. водомерами, водосчетчиками). Водонапорной силой водопровода пользуются и для гидравлических целей Водопровод система непрерывного водоснабжения потребителей, предназначенная для проведения воды для питья и технических целей из одного места (обыкновенно водозаборных сооружений) в другое – к водопользователю (городские и заводск. помещения) преимущественно по подземным трубам или каналам; в конечном пункте, часто очищенная от механических примесей в системе фильтров, вода собирается на некоторой высоте в так называемых водоподъемных башнях, откуда уже распределяется по городским водопроводным трубам. Объем водозабора определяется водомерными приборами (т.н. водомерами, водосчетчиками). Водонапорной силой водопровода пользуются и для гидравлических целей
10 История водопровода Водопровод внутри Пон-дю-Гара, середина I в. н. э. Водопровод внутри Пон-дю-Гара, середина I в. н. э.
11 История водопровода Водопроводы известны с I тыс. до н. э., упомянуты в Библии. В Древнем Риме водопроводы называли акведуками. Первые водопроводные системы на территории России появились в Болгаре (город в России, административный центр Спасского района Татарстана). Водопроводы известны с I тыс. до н. э., упомянуты в Библии. В Древнем Риме водопроводы называли акведуками. Первые водопроводные системы на территории России появились в Болгаре (город в России, административный центр Спасского района Татарстана). В XI или начале XII века первый водопровод из деревянных труб появился на Ярославовом дворище в Новгороде. В XI или начале XII века первый водопровод из деревянных труб появился на Ярославовом дворище в Новгороде. Московский Кремль имел водопровод с XV века. Первая городская водопроводная система в Москве (Мытищинский-Московский водопровод) появилась в 1804 году Московский Кремль имел водопровод с XV века. Первая городская водопроводная система в Москве (Мытищинский-Московский водопровод) появилась в 1804 году
12 История Московского водопровода В качестве материала для водопровода использовали глину, древесину, медь, свинец, железо, сталь, а с развитием неорганической химии стали применять и полимеры. Трубопроводы больших диаметров также изготавливали из цемента, железобетона, асбестоцемента, а в последние годы и из различных видов пластика. В качестве материала для водопровода использовали глину, древесину, медь, свинец, железо, сталь, а с развитием неорганической химии стали применять и полимеры. Трубопроводы больших диаметров также изготавливали из цемента, железобетона, асбестоцемента, а в последние годы и из различных видов пластика. Из-за повышенной механической прочности и устойчивости к повышенным температурами в хозяйственном и питьевом водоснабжении наибольшее распространение получили металлические водопроводы из стали, нержавеющей стали, чугуна, чугуна высокопрочного с шаровидным графитом (ВЧШГ) и меди. Также используются трубы из синтетических материалов, например, из полиэтилена различной плотности. Из-за повышенной механической прочности и устойчивости к повышенным температурами в хозяйственном и питьевом водоснабжении наибольшее распространение получили металлические водопроводы из стали, нержавеющей стали, чугуна, чугуна высокопрочного с шаровидным графитом (ВЧШГ) и меди. Также используются трубы из синтетических материалов, например, из полиэтилена различной плотности. Все большее распространение получают в наше время полимерные трубопроводы. Примерно с конца 60-х годов XX столетия в некоторых странах стали использоваться трубы из полимеров, с тех пор в их использовании накоплен большой опыт. Все большее распространение получают в наше время полимерные трубопроводы. Примерно с конца 60-х годов XX столетия в некоторых странах стали использоваться трубы из полимеров, с тех пор в их использовании накоплен большой опыт.
13 Прокладка трубопровода Схема технологии горизонтального направленного бурения
14 Прокладка трубопровода Есть несколько способов прокладки трубопровода: Есть несколько способов прокладки трубопровода: наземная по опорам и эстакадам, с утеплением или без; наземная по опорам и эстакадам, с утеплением или без; подземная прокладка: подземная прокладка: –траншейная с помощью спецтехники: экскаватора, различного рода приспособления для тракторов; на небольшие расстояния используют ручную силу; –бестраншейная технология прокладки, которая возможна при горизонтальном бурении (сокр. ГНБ); коллекторная, выполняется способом щитовой проходки. коллекторная, выполняется способом щитовой проходки.
15 Прокладка внутреннего водопровода Водопроводы бывают внутренние, находящиеся внутри зданий и сооружений, и наружный прокладываемые вне зданий и сооружений, как правило под землей. Водопроводы бывают внутренние, находящиеся внутри зданий и сооружений, и наружный прокладываемые вне зданий и сооружений, как правило под землей. Внутренний трубопровод зданий прокладывается: Внутренний трубопровод зданий прокладывается: в стояках, технических шахтах; в стояках, технических шахтах; в штробах; в штробах; по стенам; по стенам; под плинтусами (трубы из полимерных органических материалов); под плинтусами (трубы из полимерных органических материалов); в стяжке пола. в стяжке пола.
16 Внутренний водопровод
17 Элементы внутреннего водопровода Водоразборная колонка; Водоразборная колонка; Водомерный узел состоит из водосчетчиков (иначе называют расходомер, водомер) устанавливается для учета забора воды из системы. Обычно устанавливают в подвальном помещении многоквартирного дома, либо в техническом помещении предприятия; Водомерный узел состоит из водосчетчиков (иначе называют расходомер, водомер) устанавливается для учета забора воды из системы. Обычно устанавливают в подвальном помещении многоквартирного дома, либо в техническом помещении предприятия; Трубопроводная арматура: задвижка, кран, клапан, обратный клапан, компенсатор Трубопроводная арматура: задвижка, кран, клапан, обратный клапан, компенсатор Гидробак Гидробак Санитарный узел Санитарный узел Станция пожаротушения Станция пожаротушения Станция подкачки для повышения давления в системе. Станция подкачки для повышения давления в системе. Трубы Трубы Фитинги и прочее Фитинги и прочее
18 Наружный водопровод
19 Водозаборные сооружения инженерное сооружение для забора воды из источника. Водозаборные сооружения инженерное сооружение для забора воды из источника. Пожарный гидрант на линии пожарного водопровода, для тушения пожаров, забора воды пожарными автоцистернами. Пожарный гидрант на линии пожарного водопровода, для тушения пожаров, забора воды пожарными автоцистернами. Смотровой колодец на линии водопровода. Смотровой колодец на линии водопровода. Насосная станция для повышения давления в системе водопровода до требуемого. Насосная станция для повышения давления в системе водопровода до требуемого. Водоподготовка система очистки воды, доведения качества воды до качества питьевой воды. Водоподготовка система очистки воды, доведения качества воды до качества питьевой воды. Прочее Прочее
20 Сети наружного водопровода хозяйственно-бытовой для перекачки воды питьевого качества. хозяйственно-бытовой для перекачки воды питьевого качества. пожарный (или противопожарный) для предотвращения пожаров. пожарный (или противопожарный) для предотвращения пожаров. производственный (или технологический) – для перекачки воды технического назначения: санитарно-техническая цели; охлаждение агрегатов, механизмов, машин; различные производственные цели. производственный (или технологический) – для перекачки воды технического назначения: санитарно-техническая цели; охлаждение агрегатов, механизмов, машин; различные производственные цели. оросительный/поливочный водопровод для орошения/полива сельскохозяйственных или декоративных растений; оросительный/поливочный водопровод для орошения/полива сельскохозяйственных или декоративных растений; оборотный водопровод также может существовать для снижения (рационализации) расхода воды на предприятии. оборотный водопровод также может существовать для снижения (рационализации) расхода воды на предприятии. комбинированный водопровод как способ снизить капитальные вложения в водопровод, например, нередко совмещают пожарный и хоз.-бытовой водопроводы в малых населенных пунктах, предприятиях. комбинированный водопровод как способ снизить капитальные вложения в водопровод, например, нередко совмещают пожарный и хоз.-бытовой водопроводы в малых населенных пунктах, предприятиях.
21 Список литературы Википедия свободная энциклопедия Википедия свободная энциклопедия
None Лошманов Владимир, 7а классМОУ лицей № 000 г. ЧелябинскаНаучный руководитель:
учитель высшей категорииМОУ лицея № 000Челябинск2021Содержание:
1. Сообщающиеся сосуды2. Закон сообщающихся сосудов3. Уровень воды в сообщающихся сосудах4. История водопровода5. Прокладка водопровода6. Внутренний водопровод, Наружный водопроводСООБЩАЮЩИЕСЯ СОСУДЫ• Независимо от формы сосудов, жидкость устанавливается в них на одном уровне.
• Сосуды, имеющие общую (соединяющую их) часть, заполненную покоящейся жидкостью, называются сообщающимися.
Закон сообщающихся сосудов: В сообщающихся сосудах поверхности однородной жидкости устанавливаются на одном уровне.
Даже в разном положении уровень воды в сообщающихся сосудах будет одинаков. Чайник – это тоже сообщающийся сосуд. Вода, налитая в него всегда будет на одном уровне с водой в носике.
В сообщающихся сосудах, содержащих разные жидкости высота столба жидкости с большей плотностью будет меньше высоты столба жидкости с меньшей плотностью.
На рисунках дана схема устройства шлюза и схема шлюзования судов. Шлюзы тоже работают по принципу сообщающихся сосудов. При поднятии створок шлюза вода из верхнего бьефа перетекает в нижний бьеф, при этом уравнивается уровень воды в двух смежных участках. При открытии шлюзов водное транспортное средство передвигается по ровной поверхности воды.
ВОДОПРОВОД.
На следующем слайде изображен памятник в Мытищах, установленный в честь 200-летия первого российского водопроводаВодопровод — система непрерывного водоснабжения потребителей, предназначенная для проведения воды для питья и технических целей из одного места (обыкновенно водозаборных сооружений) в другое – к водопользователю (городские и заводские помещения) преимущественно по подземным трубам или каналам; в конечном пункте, часто очищенная от механических примесей в системе фильтров, вода собирается на некоторой высоте в так называемых водоподъемных башнях, откуда уже распределяется по городским водопроводным трубам. Объем водозабора определяется водомерными приборами (водомерами, водосчетчиками). Водонапорной силой водопровода пользуются и для гидравлических целейНа следующем слайде изображен древний водопровод внутри Пон-дю-Гара, (середина I в. н. э.)• Водопроводы известны с I тыс. до н. э., упомянуты в Библии. В Древнем Риме водопроводы называли акведуками. Первые водопроводные системы на территории России появились в Болгаре (город в России, административный центр Спасского района Татарстана).
• В XI или начале XII века первый водопровод из деревянных труб появился на Ярославском дворище в Новгороде.
• Московский Кремль имел водопровод с XV века. Первая городская водопроводная система в Москве (Мытищинский-Московский водопровод) появилась в 1804 году.
На следующем слайде представлена схема технологии горизонтального направленного бурения.
• Есть несколько способов прокладки трубопровода:
• наземная по опорам и эстакадам, с утеплением или без;
• подземная прокладка:
– траншейная с помощью спецтехники: экскаватора, различного рода приспособления для тракторов; на небольшие расстояния используют ручную силу; – бестраншейная технология прокладки, которая возможна при горизонтальном бурении (сокр. ГНБ);
• коллекторная, выполняется способом щитовой проходки.
Водопроводы бывают внутренние, находящиеся внутри зданий и сооружений, и наружный — прокладываемые вне зданий и сооружений, как правило под землей.
• Внутренний трубопровод зданий прокладывается:
• в стояках, технических шахтах;
• в штробах;
• по стенам;
• под плинтусами (трубы из полимерных органических материалов);
• в стяжке пола.
На следующем слайде представлены примеры систем внутреннего водопровода. Внутренний водопровод включает в себя:
• Водоразборная колонка;
• Водомерный узел состоит из водосчетчиков (иначе называют расходомер, водомер) устанавливается для учета забора воды из системы. Обычно устанавливают в подвальном помещении многоквартирного дома, либо в техническом помещении предприятия;
• Трубопроводная арматура: задвижка, кран, клапан, обратный клапан, компенсатор• Гидробак• Санитарный узел• Станция пожаротушения• Станция подкачки для повышения давления в системе.
• Трубы• Фитинги и прочееНа следующем слайде представлены примеры систем наружного водопровода. Наружный водопровод включает в себя:
• Водозаборные сооружения — инженерное сооружение для забора воды из источника.
• Пожарный гидрант на линии пожарного водопровода, для тушения пожаров, забора воды пожарными автоцистернами.
• Смотровой колодец на линии водопровода.
• Насосная станция для повышения давления в системе водопровода до требуемого.
• Водоподготовка — система очистки воды, доведения качества воды до качества питьевой воды.
• Прочее• хозяйственно-бытовой для перекачки воды питьевого качества.
• пожарный (или противопожарный) для предотвращения пожаров.
• производственный (или технологический) – для перекачки воды технического назначения: санитарно-техническая цели; охлаждение агрегатов, механизмов, машин; различные производственные цели.
• оросительный/поливочный водопровод для орошения/полива сельскохозяйственных или декоративных растений;
• оборотный водопровод также может существовать для снижения (рационализации) расхода воды на предприятии.
• комбинированный водопровод как способ снизить капитальные вложения в водопровод, например, нередко совмещают пожарный и хозяйственно-бытовой водопроводы в малых населенных пунктах, предприятиях.
Список литературы: 1. http://images. /2.
http://www. /3. Википедия— свободная энциклопедия
Источники:
Централизованный полив огорода с помощью бочек. как соединить все бочки в одну емкость. | делайсам.ру
Бочки – наверняка самая популярная емкость на даче для организации полива. В любом хозяйстве найдется их несколько штук. Их используют и для нагрева и проветривания воды из колодцев и скважин (холодной водой поливать огород нельзя). И для сбора «бесплатной» дождевой воды.
Стоят такие дождевые бочки у каждого слива водостоков. Но стоят они, как правило, сами по себе, каждая – в одиночку. А водостоки собирают воду очень неравномерно. Одна бочка даже после небольшого дождя полна-полнехонька, и через край переливается. А другая — едва дно водой прикрыла, и ведром не зачерпнуть. Другой недостаток такого «индивидуализма» — одна бочка ближе к огороду, другая дальше… Вычерпал одну – топай с лейкой вокруг дома. Насос в бочку не поставишь — вода закончится — и перетаскивай шланги, провода в другую, а потом и в третью. Вот бы объединить все бочки в одну емкость . Тогда и насос можно поставить в ближайшую к огороду, и вода пропадать зря не будет.
Проще всего это сделать, если соединить все бочки шлангом по типу сообщающихся сосудов. В каждой бочке сделать у дна отверстие, врезать (вклеить, вварить, ввинтить) в него штуцер, к штуцеру присоединить шланг и через тройники соединить все бочки в единую емкость. Казалось бы все просто, но есть одно «Но». Ну какой рачительный дачник позволит в бочке дырки делать? Да еще у самого дна! А мало ли она для каких других целей понадобится? Возникнет проблема эту «дырку» как то затыкать, и надежно.
Но есть и другой вариант объединения бочек — с помощью т.н. сифона. Сифон представляет собой «П»-образную трубку. Один ее конец опускается в жидкость. Пока уровень жидкости не превышает самой высокой части сифона, она по нему не течет. Но как только уровень станет выше сифона, воздух из него выдавливается (под давлением жидкости) и он весь заполняется жидкостью. И после этого уровень жидкости может снижаться, а наши сосуды все равно остаются соединенными точно так же как и сообщающиеся.
Если мы соединим бочки с помощью сифонов, что нам это даст? Во-первых, в бочке не надо делать отверстие у дна, а можно сделать почти у самого верха. Тем самым мы практически не «портим» бочку, а оставляем ее в строю. В любой момент мы может ее «отключить» от системы и использовать по другому назначению. Во-вторых, бочки объединяются автоматически, по мере переполнения какой либо из них. Та бочка, которая наполнилась первой, «подключает» к себе вторую, затем к первым двум подключится третья и т.д. Сколько бочек у вас есть – столько и объединяйте. И тогда переливаться начнет только если они все будут полны и воду девать действительно некуда.
Как будет работать «Организация Объединенных Бочек»? В бочке, в которую вода наливается наиболее интенсивно, раньше других повысит уровень воды до верха сифона. Сифон наполнится и вода потечет в другую бочку. Уровни обоих бочек выровняются и теперь будут расти синхронно. (а две бочки вмещают воды в 2 раза больше чем одна). Когда и вторая бочка наполнится, сработает и ее сифон и подключит третью бочку и т.д.
Теперь что будет происходить при расходе воды. Если в одной из бочек установлен насос, то уровень воды в ней будет падать. Но падать он будет и в других подсоединенных бочках. А в тех бочках которые не подключились, он так и останется на прежнем уровне. Когда уровень упадет до нижнего обреза трубки сифона, бочка «отключится» от системы.
Из чего можно сделать сифон? Проще всего — из пластиковой жесткой трубки, согнув ее на 180 градусов. Можно, конечно, согнуть и металлическую. Можно собрать сифон и из двух сантехнических «поворотов» на 90 градусов. Для герметизации соединения «сифон – бочка» используем фланцы, герметики, эпоксидную смолу и пр. На тот конец сифона, что находится внутри бочки, надеваем отрезок шланга «почти до дна», на другой — соединительный шланг до другой бочки.
Теперь надо «настроить» бочки в системе. Ведь вряд ли они все стоят на одном уровне относительно земли. Определяем, какая из бочек у нас наполняется раньше всех при дожде (или куда проще всего наливать воду из колодца или скважины) – «бочка – донор». Так же определяем бочку, из которой удобнее всего забирать воду для полива (насосом или ведрами – лейками) — «бочка – разбор». Наиболее удобно, когда это будет одна и та же бочка. Тогда даже при небольшом дожде вода не будет растекаться по всем бочкам, а будет копиться в одной до максимально возможного уровня. И только при переполнении подключать вторую бочку.
Регулируя уровень расположения сифона определяем очередность подключения бочек. В каждой следующей бочке «выходной» сифон должен располагаться чуть ниже «входного». Тогда бочки будут подключаться действительно последовательно.
Бочки не обязательно соединять последовательно, что бы не делать в бочке по 2 сифона. Можно и параллельно, разветвляя соединительный шланг тройниками. Правда мы при этом потеряем эффект «максимально высокого уровня воды» в разборной бочке.
Вот так можно соединить дождевые бочки в единую систему и не терять драгоценную дождевую воду при их переполнении.
Смотрите также Другие способы соединения бочек в единый накопитель.