【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 理，本系統(tǒng)沒(méi)有提前預(yù)處理能力，而是把音樂(lè)延時(shí)播放，與大型音樂(lè)噴 泉的處理方法相反。 2 噴泉硬件設(shè)計(jì) 水池和魚(yú)缸設(shè)計(jì) 本音樂(lè)噴泉系統(tǒng)主要應(yīng)用于家庭庭院和大型金魚(yú)缸中。家庭庭院的水池可以自己設(shè)計(jì)，其大小可以根據(jù)音樂(lè)噴泉要求設(shè)計(jì)或者修改，一般的現(xiàn)有水池都可以滿足要求。金魚(yú)缸產(chǎn)品已經(jīng)是批準(zhǔn)生產(chǎn)了，其主要參數(shù)已經(jīng)固定，如果選擇造型方案一，要求選擇 1500mm（圓形）， 1200 710 610（長(zhǎng)方形）以上的金魚(yú)缸，如果選擇造型方案二要求選擇 900mm（圓形）以上的金魚(yú)缸就可以了。本系統(tǒng)以圓形金魚(yú)缸 1500mm 進(jìn)行說(shuō)明，如果管徑，流量等滿足方案一的要求，當(dāng)然就滿足方案 二的要求，只是選擇一個(gè)較小的潛水泵。 造型方案設(shè)計(jì)及選擇 方案一：中等尺寸魚(yú)缸噴泉造型如圖 所示的。設(shè)置了十三個(gè)噴頭，分內(nèi)外兩圈布置，圖 是管道造型圖。 圖 噴泉造型 圖 管道造型 方案二：小型魚(yú)缸噴泉造型如圖 內(nèi)圈所示花型，設(shè)置了五個(gè)噴頭，只有一 圈， 管道造型圖 如 圖 內(nèi)圈 。 花型及噴頭的選擇 選擇單射型、蒲公英型、向心型、禮花型、旋轉(zhuǎn)型、水柱型、牽?；ㄐ汀⒛⒐叫突ㄐ?，相應(yīng)噴頭參考如下表 [1]。 表 噴頭 參考 參數(shù) 噴頭名稱 噴頭型號(hào) 水壓 (kpa) 流量 (m3/h) 噴高 (m) 連接管直徑 DN(mm) 連接形式 安裝尺寸A(mm) 安裝尺寸B(mm) 數(shù)量 樹(shù)冰噴頭 SB219 12－ 45 20 內(nèi)螺紋 140 +10 1 直流噴頭 WX117 4367 － 15 內(nèi)螺紋 701 +40 2 花柱噴頭 HZ112 24． 247 25 內(nèi)螺紋 100 +60 2 續(xù)表 旋轉(zhuǎn)噴頭 XZ307 2550 25 內(nèi)螺紋 140 +80 1 牽?；▏婎^ PML50 60 20 內(nèi)螺紋 160 +140 1 涌泉噴頭 YQ201 25 內(nèi)螺紋 200 80 1 孔雀開(kāi)屏 KQ210 70 40 內(nèi)螺 600 +450 1 噴頭 紋 扇形噴頭 SX213 23 40 內(nèi)螺紋 200 +120 2 霧狀噴頭 WZ112 1665 20 內(nèi)螺紋 45 +20 1 禮花噴頭 LH207 40 內(nèi)螺紋 100 70 2 加氣噴頭 JQ309 4465 25 內(nèi)螺紋 230 +50 1 說(shuō)明： ① 噴頭系列來(lái)源于 宜興市陶都噴泉設(shè)備廠 。 ② 其中 造型方案二選用一個(gè)牽?；▏婎^和四個(gè)禮花噴頭。 牽牛花噴頭又稱喇叭花噴頭。它是利用折射原理，噴水時(shí)形成均勻的薄膜，其形狀在無(wú)風(fēng)和一定的水壓下可形 成完整的喇叭花型。這種噴水適用于室內(nèi)或庭院的噴水池。在噴頭下方可安裝閥門調(diào)節(jié)水量，同時(shí)還可以調(diào)節(jié)噴頭頂部的蓋帽，使噴水花型達(dá)到最佳效果，半球噴頭與此原理相同。 霧狀噴頭它噴出的水滴非常細(xì)小，成為霧狀，在陽(yáng)光照射下可形成七色彩虹。因噴嘴構(gòu)造差異，噴出的水姿也有不同，噴水時(shí)噪聲小，用水量少，一般安裝在雕像周圍。 直流噴頭在各種場(chǎng)合的噴水池中廣泛應(yīng)用，并是音樂(lè)噴泉的必備噴頭，這種噴頭裝有球型接頭，可沿垂直方向 15 度進(jìn)行調(diào)節(jié)，萬(wàn)向直流噴頭可組合各種不同形狀的噴射效果，射流的高低和角度的變化，可根據(jù)水池形狀大小定。 孔雀開(kāi)屏 (半球蒲公英 )噴頭 半球蒲公英噴頭也稱孔雀開(kāi)屏噴頭，但它結(jié)構(gòu)原理與構(gòu)造形式和開(kāi)屏 (散射 )噴頭都不相同，而與蒲公英噴頭基本相同，其區(qū)別僅在于它是半球形，噴出的水姿像半環(huán)蒲公英，又像孔雀開(kāi)屏。對(duì)水質(zhì)的要求與蒲公英噴頭相同，可應(yīng)用于各種噴水池中。 花柱噴頭是多孔散射噴頭的一種，又名層花噴頭、花籃噴頭等。噴水時(shí)，其外觀形似一束鮮花，造型美觀，安裝方便，適用于各種場(chǎng)合的噴水池中。 旋轉(zhuǎn)噴頭是利用水流的離心作用和反作用力的推動(dòng)，使噴頭邊噴水邊旋轉(zhuǎn)。由于噴頭的支管數(shù)目。彎曲方向及噴頭安裝的傾斜角度不同，在噴水時(shí)形 成美觀多姿的不同造型．如旋轉(zhuǎn)噴頭、旋轉(zhuǎn)花籃噴頭。 涌泉噴頭也是加氣噴頭的一種，又稱鼓泡噴頭、珍珠噴頭。噴水時(shí)能將氣吸入，使水姿形成充滿空氣的白色水丘，這種噴頭可用較少的水量獲得豐滿龐大的景觀，它可廣泛用于各種場(chǎng)合噴水池中。 禮花噴頭是多孔散射噴頭的另一種，又稱蓮蓬噴頭。由于它與花柱噴頭的構(gòu)造稍有不同，噴出的水姿與花柱也有區(qū)別，它的噴水造型尤如正在燃放的禮花，造型美觀，安裝方便，適用于各種場(chǎng)合的噴水池中。 加氣噴頭也稱為摻氣噴頭、泡沫噴頭、吸氣噴頭等。這種噴頭用射流泵的原理，噴水時(shí)將空氣吸入，以少量的水產(chǎn)生豐 滿的射流，噴頭的水柱呈白色不透明狀，反光效果好。調(diào)節(jié)外套的高度可以改變吸入的空氣量，吸入空氣越多，水柱的顏色越白，泡沫越細(xì)，噴頭有球形接頭，可繞中心線軸向 15 度轉(zhuǎn)動(dòng)。它適用于室內(nèi)外的各種噴水池中。 噴泉管道工作壓力及流量計(jì)算 為了確定噴泉管道材料、管徑等問(wèn)題，我先計(jì)算出管道工作壓力、管道的最大流量。 噴頭及管道的工作壓力 噴頭的工作壓力主要與噴水高度，水平射程（沒(méi)有高度的射程）、噴嘴直徑和噴射角度有關(guān)。射流曲線軌跡的幾個(gè)主要參數(shù)見(jiàn)圖 ： 圖 射流曲線軌跡參數(shù) 圖中： 1L ：射流上升部分的水平投影（ m） 2L ：射流下降部分的水平投影（ m） R： 水平射程 (m) H： 射流高度（ m） ? ：傾斜射流的仰角（度） 因?yàn)?R= 1L + 2L = )c o ss inln (c o s2s in21[ 2 ???? HH ? ]+ )c os1(32c os2 3 ?? ?H = ?cosH ( ?sin + ?2cos )cossin1ln( ??? + )cos1(322 3 ??) )c o s1(32 3 ??? Hh 簡(jiǎn)化上式： 23 01 s i n 2c o s [ s i n c o s l n 2 ( 1 c o s ) ]c o s 3 B?? ? ? ???? ? ? ? 3 11 1 s ins in 2 c o s l n ( )2 c o s B??? ???? 3 222 c o s (1 c o s )3 B???? 3 32 (1 cos )3 B??? 得： 11L BH? , 22L BH? , 20R BH? , 3h BH? 式（ ） 因?yàn)槠胀ń痿~(yú)缸比較小，噴水高度不可能像大型噴泉那樣高，設(shè)定噴水高度范圍為 ，金魚(yú)缸不設(shè)水平射程花形。為了保證水池或魚(yú)缸周圍不被弄濕，噴頭水柱向圓形金魚(yú)缸中心偏置一定的角度，首先求出噴頭的工作壓力， 其次求出噴頭允許偏置的角度范圍。 由公式（ ）得 ?? HBh 333 6 ????? BBhH pa 其中 ? 取 090 得 ?B 由公式（ ）得 0 0 01 . 4 1 . 41 . 4 , , 0 . 9 3 41 . 5RR B H B BHH? ? ? ? ? ? 查表得 ? = 070 即噴頭與 水平的角度范圍為 00 9070到 ，越靠近 070 或 090 都有可能使水噴出缸外，取 08 0 0 .8H? ??， 取 2mHO 。 ? 也可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，取 080?? 只是在魚(yú)缸直徑為 1500mm 情況下的一種參考。 管道的流量 造型方案一管 道的最大總流量采用下面的公式計(jì)算： 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 1 0 1 0 1 1 1 1q n q n q n q n q n q n q n q n q n q n q? ? ? ? ? ? ? ? ? ?q ＝ n =1 ＋ 2 ＋ 2 ＋ 1 1＋ 1 ＋ 1 1＋ 1 ＋ 2 ＋ 1 ＋ 2 ＋ 1 =12 hm/3 = sm/3 造型方案二管道的最大總流量采用下面的公式計(jì)算： 1 1 2 2Q q n q?＝ n 34 0 . 7 1 1 . 2 4 / 0 . 0 0 1 1mh? ? ? ? ? ?3/ms 其中 造型方案二選用一個(gè)牽牛花噴頭和四個(gè)禮花噴頭。 確定配水管網(wǎng)管徑 由水力學(xué)公式得知 2, 0. 25q vA D???而 A ，將其代入上式，移動(dòng)即得： 4qD v?? 式（ ） 式中： D：管徑， q： 流 量 , A： 水 管 的 過(guò) 水 斷 面 積,v :流 速 由公式可知，在管徑的計(jì)算中，流速的選擇是個(gè)先決條件。在一般給水管網(wǎng)中，在一般給水管網(wǎng)中，為了防止產(chǎn)生水錘引起的破壞作用，最高流速選用 到 3m/s。由上式可知管內(nèi)流速低一些為好，一般以不超過(guò) 到 ， r取 , 由公式（ ）得 mmD . 04 ???? （取 D=40mm） 噴泉管材和附件的選擇及管道布置 管材的選用 小型噴泉 管路 使 用的管 材 一般 是 PVC 管，為了節(jié)約成本減少管接頭，本系統(tǒng)采用熱鍍鋅管，熱鍍鋅管外形美觀、防腐可靠，使用壽命 長(zhǎng)。熱鍍鋅管道是制作小型 噴泉最為常用的管道材料，在水質(zhì)比較好的地區(qū)，可以優(yōu)先使用，它造價(jià)比較低，易于加工，制作方式比較簡(jiǎn)單，故制作加工費(fèi)也比較便宜。 將選擇的管材列于表 。 表 配水網(wǎng)水管 管材類別和名稱 管內(nèi)徑標(biāo)稱 管外徑 管厚度 熱鍍鋅管 40 50? ? 按上表選擇噴泉主管道公稱通徑為 40mm，外徑為 50mm 的 熱鍍鋅管 ，采用 焊接形式連接 [2]。 管道附件選擇 在噴泉的管道中 ,除開(kāi)直管、噴頭外，還有管道的連接件，控制件、過(guò)濾器等附件。 ① 連接管件 熱鍍鋅管 的連接方式有螺紋連接，焊接和法蘭連接三種。 熱鍍鋅管 常用的管件當(dāng)管徑小于或等于 100mm 時(shí)宜選用螺紋連接。當(dāng)管徑大于 100mm 時(shí)宜用法蘭連接。由于在管徑計(jì)算時(shí)所得管外徑為 50mm，同時(shí)為使安裝方便和節(jié)約成本，本系統(tǒng)采用焊接形式連接。 ② 控制管件 在噴泉管路中常用的控制閥門主要由流量控制閥、電磁閥、溢流閥等。 電磁閥是由電信號(hào)來(lái)控制管路通斷的閥門。選擇它的目的是來(lái)控制噴頭內(nèi)的水流通斷，以便根據(jù)所接受的信號(hào)控制花型的變化，使花型 的變化隨音樂(lè)的節(jié)奏而變化，達(dá)到所設(shè)計(jì)的花型效果。電磁閥的選擇見(jiàn)表 [6]。流量控制閥在本系統(tǒng)中的作用是調(diào)節(jié)水流大小，流量控制閥的選擇見(jiàn)表 [7]。 過(guò)濾器的選擇是為了保持池水的清潔，并為電磁閥、噴頭及水泵的可靠工作創(chuàng)造一個(gè)良好的環(huán)境。 各種控制管件的選擇列于下表： 表 電磁閥 型號(hào) 長(zhǎng) mm 高 mm 連接方式 數(shù)量 SLDF15 69 117 PT1/2 2 SLDF20 73 PT3/4 4 SLDF25 99 PT1 5 SLDF40 123 172 PT1/2 5 表 流量控制球閥 溢流閥代號(hào)為 FBG140，數(shù)量一個(gè)。采用兩節(jié) 熱鍍鋅管 （ ? 40）連接 [8]。 噴頭與電磁閥連接，電磁閥再與流量控制球閥連接，流量控制球閥再與配水網(wǎng)管連接，為了節(jié)約成本，對(duì)管路連接形式進(jìn)行說(shuō)明。 噴頭與電磁閥的連接采用相應(yīng)外徑 熱鍍 鋅管 見(jiàn)表 6，鋼管的螺紋長(zhǎng)度參照噴頭和電磁閥說(shuō)明；電磁閥與 流量控制球閥可以采用焊接形式連接，也可以將流量控制球閥的焊接端車出相應(yīng)長(zhǎng)度的外螺紋采用螺紋連接，這樣方便以后的管理 ；流量控制球閥與配水網(wǎng)管采用焊接形式連接。 表 管接頭 連接管類別和名稱 管內(nèi)徑標(biāo)稱 管外徑 管厚度 數(shù)量 最小長(zhǎng)度 熱鍍鋅管 10 16? 2 7 熱鍍鋅管 15 20? 2? 4 7 熱鍍鋅管 20 25? 3? 5 7 熱鍍鋅管 32 32? ? 5 7 熱鍍鋅管 40 50? ? 2 700 熱鍍鋅管 40 50? ? 4 400 噴泉的管道布置 噴泉的管道主要由輸水管、配水管、補(bǔ)給水管、溢水管和泄水管等組 成?，F(xiàn)將其布置要點(diǎn)簡(jiǎn)述如下： ① 為了使噴水獲得等高的射流，本系統(tǒng)環(huán)行配水管網(wǎng)采用十字形供水。 ② 對(duì)每一個(gè)或每組具有相同高度的射流時(shí)，采用流量控制球閥來(lái)調(diào)節(jié)。 ③ 噴泉所有管道的接頭應(yīng)緊密。設(shè)在噴泉結(jié)構(gòu)物內(nèi)的管道安裝完畢后，均應(yīng)進(jìn)行水壓試驗(yàn)。 管道損失的計(jì)算 本設(shè)計(jì)是在 選擇合適的管材和確 水管 管徑 后，再 計(jì)算沿程水頭損失和局部水頭損失，而局部水頭損失一般僅為沿程水頭損失的 5%到 10%。 沿程水頭損失 計(jì)算