Меню

Как сделать фонтан по физике из бутылки своими руками



Фонтан Герона своими руками: работает ли он вечно? + 30 фото

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:

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:

Читайте также:  Как сделать самому машинку из бутылок

  • 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:

  • 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

Фонтан Герона. Самотечный фонтан без насоса и без эл.энергии. Можно сделать на даче и любоваться

Добрый день, уважаемые гости и подписчики канала «Строю для Себя»!

Читайте также:  Как сделать перегородку из пластиковых бутылок

Вода не только успокаивает нервы, но еще и снимает напряжение в теле. Ведь уже давно замечено, что жизнь около воды протекает более размеренно и спокойно. Поэтому, человеку всегда хочется находиться около какого-либо водоема или слышать лёгкое журчание воды.

Сегодня, хотел бы рассказать о фонтане, которому не нужна электроэнергия, а так же он способен работать без каких-либо насосов. Его без затруднений можно сделать своими руками у себя на даче или в квартире, затратив на это не более одного дня.

Изобрел его греческий инженер — Герон Александрийский, поэтому фонтан и назван его именем фонтан Герона.

Герон Александрийский — великий инженер в истории человечества. В своей жизни занимался механикой, гидростатикой, оптикой. Время жизни примерно вычислено и отнесено к I веку нашей эры, так как в своих трудах он упоминает лунное затмение в 62 г. н.э.

Итак, принцип работы фонтана Герона основан на сообщающихся сосудах, которые особым образом связаны между собой через три ёмкости, образующие замкнутый контур. Это своеобразный пневматический агрегат, который поддерживает струю воды создаваемым избыточным давлением воздуха в замкнутой системе циркуляции жидкости.

Имеется всего три ёмкости, одна из которых — основная чаша фонтана, а две другие — обычные сосуды, расположенные на разных высотах, в зависимости от чего можно регулировать давление, а соответственно и высоту струи. Все ёмкости связываются между собой гибкими шлангами согласно двух иллюстраций (см. рисунки).

Безусловно, все соединения должны быть герметичны, чтобы обеспечить высокий КПД, иначе не будет достигнуто необходимого давления в сообщающейся системе. При первом наполнении фонтана важно вытеснить все воздушные пробки из шлангов.

Принцип работы

Вода из основной чаши опускается и создает давление в нижнем сосуде, где вытесняет воздух, который, в свою очередь, создает избыточное давление в среднем сосуде и вода стремится наверх через трубку, образуя фонтан.

Если Вам интересен опыт, то Александр Пушной в одном из видеороликов передачи «Галилео» подробно проделывает этот эксперимент:

На самом деле, можно достигать удивительных эффектов с помощью законов физики. И данный фонтан этому — явное доказательство. Попробуйте сделать и удивитесь, это очень просто!

Спасибо за внимание!

Не забудьте поставить палец вверх и подписаться на канал!

Источник

Вечный фонтан Герона – это реально

Вечный фонтан Герона своими руками из бутылок

Вечный фонтан Герона – это реально! Такое интересное и уникальное изобретение, которое удивляет и детей, и взрослых. Его можно сделать в домашних условиях из отработанной пластиковой тары. Главное, произвести подготовку в требуемом количестве расходные материалы, а также следовать простейшей инструкции. Если сделанный своими руками фонтан станет украшать сад, территорию около дома, то его можно с эффективностью задекорировать.

Принцип действия фонтана из пластиковых бутылок

Чтобы производить сборку фонтана при домашних условиях из пластиковых отработанных бутылок, требуется обязательно ознакомиться с его принципом работы, а также особенностям устройства. Базой в подобном случае будет механизм гидпропневматики, где выталкивание воды струей кверху будет происходить за счет работы воздуха, а также самой жидкости. Более того, тут далеко не последнюю роль будет играть гравитация, которая создает в фонтанной системе требуемую степень давления.

В качестве составляющих подобной конструкции будут выступать сразу 3 емкости:

  1. Чаша, которую можно обозначить, как стартовое место, откуда вода будет начинать свое перемещение по водной системе. Она представляет собой резервуар открытого типа, который по внешнему виду напоминает тарелку или даже маску. Из подобной чаши жидкость по тоненьким требам будет направлять в пустую тару, которая установлена внизу фонтанной конструкции.
  2. Пустой нижний резервуар требуется для создания давления из стекающей жидкости из чаши, которая будет сжимать воздух, находящийся в нем. Как результат, вода будет выталкиваться струей наверх. Более того, в такой пустой емкости станет собираться жидкость, которая создает то самое требуемое давление. Вода будет оставаться тут до новой системной перезарядки.
  3. Резервуар сверху, который в заряженном состоянии заполнен водой. Это именно та жидкость, что будет выходить наружу в виде тончайшей струи. Процесс выталкивания будет произведена за счет воздуха сжатого типа – давления, которое образовалось в емкости, стоящей снизу. Поступая по тоненькой трубке в верхнюю тару, воздух будет выталкивать оттуда воду. А вот она в виде фонтана снова начнет поступать в чашу, из которой перетекает в нижнюю емкость.

Изготовленный собственноручно фонтан из пластиковых бутылок не бесконечный, его время от времени требуется перезаряжать. Ничего сложного тут нет – нижнюю полную емкость требуется монтировать на место пустой чаши, которая будет расположена сверху, а пустой на место заполненного. Чтобы запускать фонтан Герона, будет достаточно доливать немного жидкости в верхнюю чашу. Ниже представлено схематическое изображение Герона.

Подробности

Какие материалы и инструменты нужны

Для сборочного процесса собственноручного фонтанчика из трубочек и бутылок требуется произвести подготовку таких расходных материалов, а также инструментов:

  • Наждачная абразивная бумага.
  • Маркер.
  • Ножницы.
  • Острый ножик.
  • Плоскогубцы.
  • Электрическая дрель.
  • Элементы крепления, к примеру, саморезы.
  • Элементы от толстого стержня шариковой ручки или даже коннекторы от капельницы (при использовании гибкого шланга).
  • Гвоздь или сверло для создания отверстий.
  • Герметик или термический клеевой состав.
  • Трубочки для коктейлей или гибкий шланг.
  • Тара из пластика (из-под газированной воды, напитков и йогуртов).

Когда все будет в наличии, можно приступать к изготовлению.

Как изготовить фонтан Герона собственноручно

Есть разные варианты того, как сделать фонтан Герона своими руками из бутылок. У каждого из них есть определенные особенности конструкции, которые крайне важно учесть, чтобы системы работала эффективно и долго.

Как изготовит фонтан из одной бутылки

Собирать фонтан из отработанных бутылок можно, если придерживаться такой технологии:

  1. Проделывайте в пробке от тары из пластика отверстие, просверливая его электрической дрелью, или посредством применения раскаленных на плите гвоздей. Главное, чтобы трубочка или соломинка входила крайне туго.
  2. Наполняйте емкость чистой водой, но не до конца.
  3. Вставляйте пробку в горлышко, в сделанное отверстие – трубочку, причем нижний конец должен оказаться в воде, достигая в полной мере дня.
Читайте также:  Как сделать поделку куклу из пластиковой бутылки

Чтобы самодельный фонтан, изготовленный собственноручно из трубочки и бутылки стал работать, требуется сжимать воздух, находящийся внутри емкости. Для подобных целей прекрасно подойдет насос, используемый для накачивания мячиков. Если нет насоса, можно применять такой метод – дуньте через трубку со всех сил. Чтобы не травмировать губы, ее конец не должен быть с зазубринами, заостренностями. При применении элемента из стекла можно оплавлять конец при помощи парафиновой свечки, а также горелки. Если это соломинка из металла, то требуется опиливать ее конец мелкофракционным напильником. Фонтан из одной бутылки будет работать до тех пор, пока в нем есть сжатый воздух. При попытке расширения он начнет вытеснять жидкость из емкости.

Первый вариант будет работать при условии весьма большого количества сжатого воздуха внутри емкости. С учетом этого момента можно продлить эффект, если получится время от времени подкачивать воздух. Требуется обустраивать в пробке дополнительное отверстие, через которое устанавливают дополнительную соломинку или трубку. Погружать ее в воду не требуется – отгибайте верхний конец, и дуньте в него, или накачивайте воздух посредством насоса с вентилем, подойдет и компрессор для аквариума. Работа фонтана из такой бутылки будет продолжаться в том случае, пока жидкость не закончится.

Как делать фонтан из пары бутылок

Данную модель из пары пластиковых бутылок, которую можно без труда собирать своими руками, делают по такой схеме.

  • Подготовьте пару емкостей и в пробках просверлите по паре отверстий для трубочек. Во втором резервуаре обязательно должны быть пару коротких соломинок.
  • Соединяйте две бутылки при помощи резиновой трубки, а также установить на разной высоте.

Если дуть в соломинку первой бутылки, то запустится процесс водного движения из нее во вторую емкость из пластика. Даже если перестать дуть, то вода все равно будет течь. Тут самое главное, что одно отверстие было на определенном расстоянии от иного, а еще удалось сохранить разность высот. Если постараться заглушить пальцем выходную трубку второй емкости, то вы ощутите давление воздуха. Это называют «героновый компрессор». Если стыковать аквариумный распылитель и состыковать шланг, то этот своеобразный продув станет функционировать до момента, пока жидкость из первой емкости не окажется во втором. Чтобы компрессор работал долго, а не 1 час, потребуется резервуар с большим объемом и тонкую трубочку.

Интересно, что в действительности фонтан является разработкой инженера древних времен Ктезебея. Он, а также Александрийский Герон (механик и математик) смогли изобрести много необычных устройств, среди которых есть распылитель двухцилиндрового типа однократного действия, а также автоматический механизм для открывания двери в храме.

Фонтан Герона из трех бутылок

По схеме вечного фонтана Герона понятно, что он работает из 3 пластиковых бутылок достаточно бесшумно, эффективно, отлично помогает освежать воду внутри аквариума, а еще повышать степень влажности в помещении. Инструкция по выполнения работ такова:

  1. Требуется для начала разрезать одну емкость из пластика напополам, причем верхняя часть (с горлышком) будет играть роль резервуара для фонтанчика.
  2. Следующий этап – проделывание отверстий в крышечках. Через них будут проходить соломинку или трубочки от коктейлей, можно применять и капельницу.
  3. Требуется выполнить стыкование средней и нижней емкости, склеивания между собой пробки, их заблаговременно фиксируют на горловину.
  4. Чашу, где будет сам фонтан, требуется приклеивать на дно второго резервуара из пластика. В днище и пробке обязательно проделывайте отверстия с подходящим диаметром. Все участки для стыкования требуется как можно лучше загерметизировать.
  5. Заполняйте верхнюю емкость при помощи воды, причем резервуар должен быть равен объему второй бутылки. Она будет стекать в нижнюю часть, а возвращать в центр фонтана воду получится, просто переворачивая систему.

Как только вся вода будет в основном резервуаре, необычайное устройство станет действовать, не требуя дополнительных источников питания. Изготовить трубки и бутылки под силу всем, если соблюдать определенные действия в правильном последовательности.

При доливании воды в верхнюю емкость вы поспособствуете запуску очередного цикла:

  • Вода из верхней емкости начинает поступать в нижнюю, провоцируя тем самым отвод воздуха в следующую бутылку.
  • За счет имеющегося давления масс воздуха во второй емкости жидкость начинает находить выходит в виде пластиковой трубки.
  • Вода поступает в трубочку, направляется вверх и появляется в виде фонтанчика.

За счет оборудованного своими руками фонтанчика в комнате вы повысите уровень комфорта, микроклимат станет намного лучше, количество сухого воздуха уменьшится, а влажность будет в приемлемом диапазоне, от 40 до 60%. Это крайне важно для человеческого здоровья, комнатных культур и домашних животных. Такое устройство дает возможность поддерживать влажность воздуха в сезон отопления, когда показатели составляют 22%. Подобный тип увлажнителя, который собран из пластиковой тары, поспособствует очищению воздуха от пылевых частиц, а также эффективно его смягчает. Фонтан из пластиковых бутылок станет полезен еще и для рыбок в аквариуме.

Заключение

Бутылочный фонтан Герона – достаточно интересная конструкция, которая точно пригодится в доме или квартире. Это и украшение, и своеобразный увлажнитель воздуха. Для изготовления не требуются ощутимые трудовые и финансовые траты, а если действовать по схеме, то можно быстро и легко собирать такое оригинальное устройство. Крайне интересен фонтан из пластиковых бутылок детям.

Источник