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天外天噴泉公司分享層流噴泉在水景中的應用
添加時間:2019-10-21
 

       層流噴泉(光亮泉、跳泉),發明于上世紀八十年代,是現代流體力學中的一項新成果,已成為目前人工噴泉中的一種新、奇、特水型,被廣泛應用。其結構、原理和技術問題值得去探討。

       一、概述:層流噴泉的噴口出流流速低,流體質點作有條不紊的線性運動,彼此互不混雜。該液流流態的雷諾準數Re處于2320~13800范圍內。2320為下臨界點;保證層流狀態,就必須控制上臨界值在13800以下,這取決于水流受外界擾動的影響程度。外界擾動愈強,上臨界的雷諾準數就愈大。層流噴頭具有消除外界對水流干擾的對應措施,使水射流始終保持層流狀態,形成玻璃柱狀透明出水水柱。其邊界層水射流與大氣層空氣,不發生摻氣擴散兩相流;水射流的水氣界面保持光滑完整,可以像光纖一樣對水柱中的光線進行全反射。從而為戲水活動及彩虹隧道等新、奇、特水形提供了可實施的條件。層流噴泉可產生很薄的均勻水膜,形成“水泡泉”、“寶石泉”等水形;配套燈光照明,就形成彩虹隧道。若配備水力、電動或氣動切割機構,將連續的玻璃狀水柱切割成不同長度的“水彈”,就可形成“玻光跳泉”等各種動感水景。層流噴頭區別于普通噴頭的特殊結構,是層流噴泉的技術關鍵所在。

       二、噴頭結構:層流噴泉與其它人造水景一樣,需要水泵從吸水口吸入流體(水);加壓后,通過輸水管道、閥門,經噴頭(口)射出水射流。由于層流噴頭出口流速低,流量小,射程及噴高均受到了很大限制,故此不易形成壯觀的水景。國內現有層流噴頭,一般射高Hmax<3m,最大射程Lmax<9m,玻璃水柱直徑d在20mm左右,抗風能力較差,遠不能滿足室外大型水景噴泉的要求;效果不很理想,與國外先進產品比較,尚有較大差距。

       三、設計使用要點:為達到層流噴泉最佳的動感和彩虹效果,需要在設計使用時注意以下方面:

       1、盡量減少供水管道內的紊流強度,嚴格控制供水管道內的壓力和流量。最好采用變頻控制。

       2、盡量避免彎頭、三通等產生渦流的管件。選用水流平穩的水泵,以免破壞層流流態。條件允許時,采用高位水箱代替離心泵供水。

       3、將泵閥等盡量布置在遠離層流噴頭的位置,減少渦流的影響程度。

       4、為防止固體雜質堵塞層流噴頭中的網孔和流道,應采用干凈的水源。若無條件使用自來水,就必須設置供水過濾系統。
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