الفوهات وكيفية اختيارها

الفوهات وكيفية اختيارها

معرفة شكل التدفق وقراءة المواصفات الفنية وتكييف الفوهة مع المشروع

الفوهة هي الجزء الأخير الذي يشكل تدفق الماء قبل دخوله إلى مساحة العرض. يتم تحويل الطاقة التي توفرها المضخة والشبكة إلى تيار ضيق أو عمود ماص للهواء أو ستارة مستمرة أو قوس شفاف أو مجموعة من القطرات في الفوهة.

يؤثر اختيار الفوهة على التصميم المعماري واستهلاك الطاقة ونطاق الرش والإضاءة والصوت والصيانة. لهذا السبب، لا يكفي الاختيار بناءً على صورة الكتالوج فقط أو الحد الأقصى للارتفاع المعلن.

في المناقشات السابقة، تم فحص حساب معدل التدفق والرأس. يشرح هذا الفصل كيفية قراءة معلومات الفوهة وكيفية القيام باختيار يمكن الدفاع عنه من بين الخيارات المختلفة.

21–1. يبدأ اختيار الفوهة بتحديد التأثير

قبل تحديد النموذج يجب أن تكون الصورة المتوقعة واضحة:

• هل التدفق واضح أم ضخم ويستهلك الهواء؟

• هل يتحرك الماء عموديا، بشكل غير مباشر أو في قوس؟

• هل التأثير ثابت أم يتغير أثناء العرض؟

• هل يراها الجمهور عن قرب أم عن بعد؟

• من المتوقع الاتصال المباشر للأشخاص بالمياه أم مجرد المشاهدة؟

• ما هو النطاق الذي يجب أن يكون لاستقبال المياه؟

على سبيل المثال، عبارة "نافورة بطول ثلاثة أمتار" ليست مواصفات كاملة. يمكن أن يكون للنفاثة الضيقة التي يبلغ طولها ثلاثة أمتار والعمود الضخم الذي يبلغ طوله ثلاثة أمتار معدل تدفق وضغط وصوت ونطاق رش مختلف.

ويمكن أن يكون التعريف الأكثر ملاءمة هو:

"نفاثة عمودية شفافة نسبيًا، يبلغ ارتفاع الهدف ثلاثة أمتار من فتحة الفوهة، ويمكن رؤيتها من المسار الرئيسي، مع إمكانية تقليل الارتفاع في ظروف الرياح."

هذا التعريف هو نقطة البداية لمراجعة المنتج.

21–2. تصنيف الفوهات على أساس شكل الماء

الأسماء التجارية ليست هي نفسها بين الشركات المصنعة. الجدول التالي هو التصنيف الوصفي لهذا الكتاب ويجب أن يتطابق مع الطراز الدقيق للمنتج في كل عملية شراء.

وقد تم إدخال عائلات مثل Comet وCascade وFoom وFan وPaw وChatri وDandelion وLaminar في قائمة منتجات GSO. وينبغي استخلاص خصائص كل عائلة من معلومات النموذج المختار. أنواع فوهات النافورة الحضرية GSO ^[123]

ملاحظة الشكل في مخطوط الكتاب

الشكل 1-21: شاشة مقارنة لستة تأثيرات واقعية تشمل المذنب، والشلال، والمروحة، والمخلب، والمظلة، والصفائح. يتم اختيار الصور من ارشيف الشركة ويتم ادراج اسماء الموديلات بعد المطابقة. التسمية التوضيحية المقترحة: "تقوم الفوهات بتحويل تدفق المياه إلى أشكال ذات احتياجات فنية وخبرة بصرية مختلفة."

21–3. فوهة المذنب والنفاثات العنقودية

تُستخدم فوهة المذنب لإنشاء نفاثة نفاثة محددة وشفافة نسبيًا. تعتمد جودة مخرجاتها على التصميم الداخلي وحالة تدفق المدخل ونظافة الفتحة وإعداد الاتجاه.

في مقدمة فوهة المذنب الفولاذية GSO، تم ذكر قطعة تقليل اضطراب التدفق والمفصل الكروي لضبط الزاوية. يجب التحقق من هذه الميزات في النموذج المحدد وخطة التثبيت. فوهة GSO من الفولاذ المذنب ^[124]

إن وجود اتصال قابل للتعديل لا يعني وجود حركة قابلة للبرمجة. يختلف ضبط الزاوية يدويًا أثناء التثبيت عن تغيير الاتجاه تلقائيًا أثناء العرض.

في الطائرات العنقودية، تؤدي عدة مخارج بجانب بعضها البعض إلى إنشاء حجم أكبر. إن عدد النواتج والمسافة بينها وشكل التيارات أمر مهم. لا تقم بتقدير معدل التدفق أو القطر النهائي لعمود الماء بناءً على قطر وصلة المدخل فقط.

21–4. فتحات سحب الهواء والرغوة والشلال

في هذه المجموعة، يمكن أن يؤدي احتجاز الهواء إلى ظهور مظهر أكثر بياضًا وأكبر حجمًا. الحجم المرئي للماء والهواء ليس هو نفس معدل التدفق الفعلي للمياه التي يتم ضخها؛ يجب أن يعتمد اختيار المضخة على معدل تدفق المياه المعلن.

تختلف ظروف عمل أفراد هذه العائلة. على سبيل المثال، يوضح GSO حول فوهة الشلال أن تغيير مستوى الماء يؤثر على سمك التأثير وارتفاعه. حددت OASE أيضًا اعتماد مستوى الماء لـ Cascade 70 T. Cascade GSO ^[125]، Cascade 70 T من OASE ^[126]

اسم "الرغوة" وحده لا يحدد شروط التثبيت. على سبيل المثال، تقدم Crystal Fountains عائلة NFO على أنها تعتمد على مستوى المياه؛ يجب التحقق من هذه الميزة للنموذج المطلوب. فوهة الرغوة NFO ^[127]

عند اختيار هذه المجموعة، يجب التحقق من موقع شفط الهواء وارتفاع التثبيت وتأثير أمواج البركة. يمكن أن يؤدي حظر مدخل الهواء أو غمره بشكل غير صحيح إلى تغيير التأثير.

21–5. تأثيرات الورقة والمروحة والصفائح

في التأثيرات الصفائحية، تؤثر جودة حافة الخروج وتوزيع التدفق والظروف البيئية على استمرارية المياه. الشكل الجميل في عينة قصيرة لا يثبت الأداء المماثل في عينة أطول؛ ينبغي التحقق من توزيع المياه للأبعاد النهائية.

تبدو فوهة المروحة وفوهة الإصبع مختلفتين أيضًا: فالمروحة تنشر الماء في الطائرة؛ يخلق الإصبع عدة خيوط منفصلة. هذا الاختلاف فعال في اختيار الضوء والخلفية ومكان تلقي المياه.

تم تصميم الفوهة الصفائحية لخلق تدفق ذو مظهر سلس وزجاجي. في هذا التطبيق، تعتبر حالة التيار الوارد ونظافة المكونات الداخلية ذات أهمية خاصة. وتشير GSO إلى الحاجة إلى مرشح قرصي للنموذج الصفحي المقدم على الموقع. يجب تحديد نوع ودرجة الترشيح لنفس المنتج. الفوهة الصفائحية GSO ^[128]

يعتمد تأثير "القفز النفاث" على القدرة على إنشاء مقاطع تيار منفصلة. لا تتمتع كل فوهة رقائقية بالضرورة بهذه القدرة. يقدم Crystal أيضًا Laminar وLeaper مع التأثير المستمر والقفز. نوافير كريستال تأثيرات صفائحية وقفزية ^[129]

21–6. شكل الفوهة وطريقة التحكم ونوع التثبيت

يجب تحديد ثلاث ميزات بشكل منفصل:

شكل الإخراج: المذنب، الرغوة، المروحة، وما إلى ذلك.

طريقة التحكم: ثابت، توصيل وفصل، تغيير الارتفاع أو تغيير الاتجاه.

نوع التثبيت: داخل البركة، مدمج في الأرضية، على الهيكل أو في المجمع العائم.

على سبيل المثال، يمكن تنشيط نفاثة Comet بواسطة صمام تشغيل/إيقاف، أو رفعها عن طريق تغيير سرعة المضخة، أو تركيبها على مشغل متعدد المحاور. يتم الحصول على هذه القدرات من النظام بأكمله.

في مقدمة نظام SWS، تقوم Crystal بفصل وظيفة التشغيل والإيقاف القابلة للبرمجة عن تغيير الارتفاع باستخدام مضخة متغيرة السرعة. توفر OASE أيضًا مشغلات متعددة المحاور لتحريك الفوهات المتوافقة. فوهة التحكم SWS ^[130]، المحرك متعدد المحاور OASE ^[131]

كما تصف "الأرضية الجافة" نوع التثبيت. يجب التحقق بشكل منفصل من ملاءمة المجمع للتواصل مع الأشخاص أو مرور المركبات أو النشاط التفاعلي.

21–7. الاعتماد على مستوى الماء

يجب تركيب الفوهة المعتمدة على مستوى الماء في موضع محدد بالنسبة لمستوى الماء. يمكن أن يؤدي تغيير هذه النسبة إلى تغيير الارتفاع أو الشكل أو كمية خلط الهواء.

وذكر في مواصفات بعض الفوهات أن التشغيل مستقل عن مستوى الماء. كما ينبغي تفسير هذه العبارة ضمن حدود وشروط التثبيت؛ ولا يمكن استنتاج أن الفوهة ستقوم بنفس الأداء عند أي عمق أو في أي حالة غمر.

ويجب أن تكون هذه المستويات واضحة في التصميم:

• ميزان التشغيل المعتاد.

• الحد الأدنى والحد الأقصى للرصيد المسموح به.

• موضع الفتحة ومداخل الهواء ;

• سعة الموجة أو التذبذب المحلي ;

• حالة المياه بعد انقطاع التيار الكهربائي.

بالنسبة للفوهات الحساسة، فإن متوسط مستوى الماء الثابت في البركة بأكملها لا يكفي؛ قد يكون هناك تموج محلي أو قطرة حول الفوهة.

ملاحظة الشكل في مخطوط الكتاب

الشكل 2-21: ثلاثة أقسام تدريب للفوهة المعتمدة على المستوى، عند المستوى الأدنى، والمستوى الموصى به، والمستوى الأعلى. يجب أن يظهر التغير في شكل الماء بشكل تخطيطي. التسمية التوضيحية المقترحة: "تعد محاذاة التركيب جزءًا من مواصفات أداء الفوهة." يتم تكييف الأشكال مع بيانات النموذج المحدد.

21–8. كيف تقرأ الورقة الفنية للفوهة؟

يجب أن تسمح ورقة البيانات الفنية المناسبة بمطابقة الأداء والتركيب.

الوحدات ليست هي نفسها في كتالوجات مختلفة. على سبيل المثال، يجب تحديد GPM بالغالون الأمريكي أو الإمبراطوري. كما أن حجم المفصل ليس بالضرورة القطر الداخلي للمسار أو قطر النفاثة.

قد تنتمي الأرقام القصوى إلى نماذج مختلفة من نفس العائلة. لا ينبغي تجميع أعلى ارتفاع وأدنى تدفق وأصغر حجم عائلي معًا كمواصفات منتج واحد.

21–9. مثال تعليمي لجدول أداء القراءة

تم إعداد الجدول أدناه للتدريب وليس مواصفات لأي منتج فعلي. نحن نفترض أن الارتفاع يتم قياسه من فتحة الفوهة ورأس الضغط الثابت عند وصلة المدخل.

للحصول على تأثير ثلاثة أمتار، يجب توفير معدل تدفق 30 لترًا في الدقيقة ورأس ضغط يبلغ 8 أمتار عند مدخل الفوهة.

إن رأس ضغط 8 أمتار للمياه ذات الكثافة التقريبية 1000 كجم/م3 يساوي تقريباً:

$p=\rho gH$

$p=1000\times 9.81\times 8=78,480Pa\approx 0.785bar$

إذا كانت 12 فوهة نشطة في نفس الوقت:

$Q_{total}=12\times 30=360L/min$

$Q_{total}=21.6m^3/h$

تتوافق هذه الأرقام مع إدخال المثال في الفصل 20. لاختيار المضخة، يتم أيضًا فحص فرق المستوى وهبوط المسار وفقًا لطريقة ذلك الفصل.

يجب التخلص من بعض المفاهيم الخاطئة حول الجدول:

• لا يمكن اختيار رأس المضخة إلا بثلاثة أمتار، أي ما يعادل ارتفاع التأثير.

• لا يجوز إضافة ارتفاع ثلاثة أمتار إلى رأس ضغط الفوهة الذي يبلغ ثمانية أمتار.

• الضغط المناسب مع معدل التدفق غير الكافي لا يفي بشروط أداء الطاولة.

• لا يمكن التنبؤ بالأداء بثقة خارج نطاق الجدول.

ويمكن أيضًا التحقق من الاستيفاء بين النقاط من أجل الاختيار الأولي؛ بالقرب من حدود الأداء أو عند التأثيرات الحساسة، ستكون هناك حاجة إلى موافقة الشركة المصنعة أو اختبارها.

21–10. نطاق استهلاك الرياح والمياه

مقاومة الرياح هي سمة نسبية. حتى الفوهة التي تخلق تدفقًا ثابتًا لن تهبط الماء في نفس المكان بأي ارتفاع وبأي سرعة رياح.

للاختيار، يجب التحقق من شكل التدفق والارتفاع ومدة وجود الماء في الهواء واتجاه الرياح والمسافة إلى حافة البركة. ويجب أيضًا تقييم تيارات القطرات والصفائح الرقيقة وفقًا لشكلها.

بالإضافة إلى مسار التدفق الرئيسي، يجب أن تغطي منطقة سحب المياه رذاذ الارتطام والتغيرات التشغيلية. إن تحديد نسبة ثابتة بين ارتفاع النافورة وعرض الحوض لا يناسب جميع الفوهات.

في الأنظمة التي يمكن التحكم فيها، من الممكن التنبؤ بالانخفاض التدريجي في الارتفاع أو توقف بعض المجموعات. على سبيل المثال، تم تقديم مستشعر Crystal's ECW لضبط أداء النافورة وفقًا لسرعة الرياح. نظام التحكم بالرياح ECW ^[132]

ينبغي تحديد عتبات التحكم للموقع الفعلي والتأثير. لا يعد تركيب مستشعر الرياح بديلاً عن اختيار الفوهة والحوض المناسبين.

21–11. نوعية المياه والمواد فوهة

تؤثر جودة الماء على متانة المنتج وشكل الناتج. يمكن أن تؤثر الجسيمات والرواسب والتلوث على الفتحة أو المصفاة أو مكونات تشكيل التدفق.

الفتحة الكبيرة لا تعني أن النظام لا يحتاج إلى تنقية. ويجب التمييز بين منع انسداد الفوهة، والحفاظ على مظهر الماء، ومتطلبات نظافة المستخدم.

العنوان العام "الصلب" لا يكفي في اختيار المادة. يجب التحقق من الدرجة وجودة البناء وظروف المياه وتوافق الأجزاء المتصلة. بالنسبة للمواد النحاسية والبرونزية والبوليمرية، يجب أن تكون مواصفات نفس المنتج وحدوده البيئية هي المعيار.

إذا كانت الفوهة تحتوي على مكونات داخلية قابلة للاستبدال، فيجب أن تكون طريقة الوصول وقطع الغيار واضحة منذ وقت الشراء. قد يؤدي التنظيف باستخدام أداة أو مادة خاطئة إلى إتلاف هندسة المنفذ أو موانع التسرب.

21–12. التنسيق الميكانيكي والإضاءة والتحكم

يجب أن تظل الفوهة ثابتة في الوضع المحدد. يجب أن تكون القاعدة والوصلة والدعم متوافقة مع قوى التدفق ووزن التجميع وحركته المحتملة.

في الموضع، يجب توفير مساحة لضبط الزاوية وإزالة المنتج للخدمة. سيكون من الصعب صيانة الفوهة التي لا يمكن الوصول إليها بعد بناء الحجر والأرضيات.

كما ينبغي تنسيق الإضاءة مع شكل الماء. عند اختيار الضوء حول الفوهة، يكون قطر الفتحة المركزية وموضع مخرج الماء ومسار الإشعاع أمرًا مهمًا. يجب ألا يعيق المصباح أو الإطار دخول الهواء أو الوصول إلى الضبط.

بالنسبة للفوهات المتحركة، يتم فحص النطاق الكامل للحركة، وتوجيه الكابل والخرطوم، ووضع التوقف. بالنسبة لفوهة القطع، يجب معرفة حالة الماء وقت إيقاف التشغيل وسلوك الشبكة.

إشارة التحكم المستقلة في البرنامج وحدها لا تخلق استقلالًا هيدروليكيًا. وفي الدائرة المشتركة فإن تغير حالة إحدى المجموعات قد يؤثر على ضغط المجموعات الأخرى.

21–13. اختيار الفوهة بناءً على موقع المشروع

من الأفضل عدم مقارنة الخيارات بارتفاع أو صورة واحدة. توضح الأمثلة الثلاثة التالية طريقة اتخاذ القرار.

ساحة حضرية تتمتع بإطلالة بعيدة المدى: تعد سهولة قراءة الحجم واستقرار التأثير والتحكم في دفقة الماء أمرًا مهمًا. يمكن التحقق من نفاثات معينة أو تأثيرات مجمعة؛ ويعتمد الاختيار النهائي على الرياح وأبعاد البركة والطاقة المطلوبة.

الفناء الأمامي لمركز تجاري: جودة الرؤية القريبة، وصوت الماء، ومسار الناس، والمظهر الصامت من الأمور المهمة. سيكون التأثير الدقيق مناسبًا عندما يمكن توفير ظروف التدفق والمياه والصيانة.

ساحة مع اتصال مباشر مع الماء: يجب تصميم وتقييم مجموعة الفوهة ولوحة الأرضية والضغط ونمط العمل لهذا التطبيق. إن استخدام الفوهة المزخرفة لمجرد تركيبها بشكل متساطح لا يؤهلها للاتصال العام.

في جميع الحالات الثلاثة، يجب موازنة تكلفة الشراء مقابل متطلبات المضخة والتحكم والمعالجة والوصول والصيانة.

ملاحظة الشكل في مخطوط الكتاب

الشكل 3-21: ثلاثة إطارات لمواضع مختلفة للمشروع، مع شرح موجز للغرض من اختيار الفوهة. العنوان الفرعي المقترح: "يتم الحصول على الاختيار المناسب من العلاقة بين تأثير الماء والموقع وطريقة استخدام المساحة." يجب تعريف الصور الافتراضية بأنها "تصميم مفاهيمي".

21–14. اختبار العينة وقبول الأداء

بالنسبة للمشاريع الحساسة، يجب إجراء اختبار العينة قبل الانتهاء من الشراء بالجملة. يجب أن تكون ظروف الاختبار قريبة من شروط التصميم ويجب تسجيل معدل التدفق والضغط الفعلي.

يتضمن الاختبار المقترح العناصر التالية:

• شكل الماء عند الارتفاعات المطلوبة .

• معدل التدفق والضغط عند نقطة مرجعية محددة ;

• استمرارية التدفق والانحراف عن الاتجاه المحدد.

• تأثير تغير منسوب المياه.

• منطقة الهبوط والرش.

• جودة الضوء وصوت الماء.

• استجابة الانفصال أو الحركة.

• القدرة على فتح والخدمة.

في الاختبار الجماعي، لا يكفي ضغط فوهة واحدة بالقرب من المضخة للتأكد من جميع الفوهات. وينبغي أيضًا فحص الفوهات البعيدة والمسارات الحرجة.

ينبغي تحديد التسامح في الارتفاع والتوحيد والاتجاه في وثائق المشروع. إن مصطلح "الأداء الأمثل" بدون معايير مرجعية يقلل من إمكانية التسليم الواضح.

ملاحظة الشكل في مخطوط الكتاب

الشكل 4-21: صورة أرشيفية لاختبار الفوهة الفعلي مع مقياس الارتفاع وموقع أخذ عينات الضغط وتسجيل معدل التدفق. التسمية التوضيحية المقترحة: "يجب أن يربط اختبار الفوهة التأثير البصري بالظروف الهيدروليكية المقاسة." يجب إدخال القيم فقط من تقرير الاختبار الفعلي.

21–15. الصيانة واستكشاف الأخطاء وإصلاحها وتحديد الفوهات

التغيير في التأثير لا يعني دائمًا فشل الفوهة. يجب أن يشمل استكشاف الأخطاء وإصلاحها أيضًا ظروف الشبكة والتثبيت.

يعد هذا الجدول بمثابة دليل لبدء التحقيق ولا يحدد السبب الدقيق للفشل.

يجب إعداد شهادة لكل مجموعة من الفوهات تحتوي على رمز المنتج والرقم وموقع التثبيت والمستوى المرجعي وتدفق التصميم والضغط والزاوية ومجموعة التحكم وطريقة الصيانة. ويجب تنسيق خريطة الترقيم مع لوحة التحكم والبرنامج.

يكتمل الاختيار النهائي عندما يتم تحديد التأثير المطلوب والمتطلبات الهيدروليكية وظروف التثبيت وطريقة الصيانة. في الفصل 22، يتم مراجعة مضخات النافورة ومبادئ اختيارها؛ يتضمن قراءة منحنى الأداء والكفاءة والمضخة المغمورة والجافة وجهاز التحكم عن بعد واختيار المضخة لأوضاع العرض المختلفة.