踐行科學(xué)發(fā)展觀百米旋轉(zhuǎn)噴泉環(huán)境保護(hù)論文

時(shí)間:2022-08-31 09:37:00

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踐行科學(xué)發(fā)展觀百米旋轉(zhuǎn)噴泉環(huán)境保護(hù)論文

摘要:百米旋轉(zhuǎn)噴泉在我國是第一次建造,介紹了該工程的概況及主要設(shè)備,并就泵型選擇、噴頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、旋轉(zhuǎn)噴泉的動(dòng)力及密封等問題作了探討。

大明湖是泉城濟(jì)南一著名旅游景點(diǎn),湖光山色,景色秀麗。近期,大明湖公園在景區(qū)內(nèi)建造了一組大型噴泉,使得大明湖更具動(dòng)感和立體感。其中心主噴泉噴高超過100m,氣勢磅礴;旋轉(zhuǎn)噴泉圍繞主噴泉轉(zhuǎn)動(dòng),噴射25m之高,交錯(cuò)飛舞;兩組斜噴似彩虹,交叉噴射,飛越跨度28m。整個(gè)工程造型獨(dú)特新穎,成為大明湖標(biāo)志性景觀。

1工程概況

大明湖是諸泉水匯集而成的天然湖泊,水面面積4.6×105m2,湖水深2m~3m,雨季和枯水季水位差約15cm。百米旋轉(zhuǎn)噴泉就建在這樣的天然湖泊內(nèi),控制室建在岸邊,湖底埋設(shè)電纜線。整個(gè)工程于1998年10月投入運(yùn)行。

中心主噴泉噴嘴直徑50mm,總高度2380mm,穩(wěn)流箱直徑1000mm。噴嘴用鑄鋼制作,其余結(jié)構(gòu)的材料均為A3鋼。噴頭內(nèi)設(shè)一級整流器。潛水泵流出的水首先進(jìn)入穩(wěn)流箱,以改善水流條件。潛水泵采用臥式放置在水泵箱內(nèi),水泵箱上部設(shè)不銹鋼網(wǎng)罩,以過濾水中雜質(zhì)。用2臺(tái)SP-215-6潛水泵供水。經(jīng)實(shí)測,噴泉最大噴水高度達(dá)108m。

旋轉(zhuǎn)噴泉有2個(gè)直流噴嘴,用鑄銅制造,噴嘴直徑30mm,旋轉(zhuǎn)臂長度4m,旋轉(zhuǎn)噴頭與SP潛水泵之間采用雙支頭整流器連接。旋轉(zhuǎn)噴泉由電機(jī)驅(qū)動(dòng),電機(jī)功率5kW,采用變頻技術(shù)對電機(jī)進(jìn)行調(diào)速,以獲得滿意造型效果。用2臺(tái)SP-160-3-1潛水泵向旋轉(zhuǎn)噴泉供水,潛水泵放置在水泵箱內(nèi)。經(jīng)實(shí)測旋噴高度達(dá)25m,造型呈螺旋形狀。

噴泉的基礎(chǔ)全部采用鋼管樁。中心主噴泉設(shè)備下打入6根300無縫鋼管樁,兩水泵箱下打入6根200無縫鋼管樁。通過法蘭,噴泉設(shè)備基座和水泵箱支撐在鋼管樁基上。

潛水泵容量較大,采用的啟動(dòng)方式是自耦減壓啟動(dòng),降低了電機(jī)的啟動(dòng)電壓和啟動(dòng)電流。

百米旋轉(zhuǎn)噴泉自投入運(yùn)行以來,平均每天工作3h~4h,最長曾達(dá)到7h,運(yùn)行狀況良好。

2技術(shù)問題探討

2.1泵型選擇

水泵是噴泉的主要設(shè)備,合理地選擇泵型是噴泉設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),它對保證噴泉質(zhì)量,降低工程造價(jià)及運(yùn)行費(fèi)用都有重要意義。在建造該百米旋轉(zhuǎn)噴泉之前,大明湖公園曾建過一大型噴泉,噴水高度未能達(dá)到100m的設(shè)計(jì)高度,其中一個(gè)很重要的原因是水泵選用不當(dāng)。吸取以往噴泉失敗的教訓(xùn),實(shí)際采用丹麥格蘭富公司的潛水泵。格蘭富潛水泵全部采用不銹鋼制造,有良好的耐磨性。不銹鋼意味著輕的重量,便于對泵處置,形成低的設(shè)備費(fèi)用,縮短安裝及維修的時(shí)間。此外,由于采用臥式安裝潛水泵,不需要修建泵坑,安裝拆卸簡單,使用管理方便。

2.2噴頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

一個(gè)典型的噴頭常由噴嘴、噴管、整流器等組成。在設(shè)計(jì)百米旋轉(zhuǎn)噴泉時(shí),重點(diǎn)解決了噴嘴的收縮角度大小等問題,以實(shí)現(xiàn)用最小的壓力達(dá)到盡可能高的射程,以最小的流量達(dá)到盡量大的觀瞻。根據(jù)流體力學(xué)理論,當(dāng)噴嘴為圓錐形收縮管嘴時(shí),流體由管嘴出流后流股逐漸地收縮,因而流股的流速和動(dòng)能都增加。這種管嘴的主要用途為增加出口流速以構(gòu)成動(dòng)能較大的射流。噴嘴的出流與收縮角度有關(guān),當(dāng)圓錐角為13°24′時(shí),流量系數(shù)達(dá)到最大值。在設(shè)計(jì)噴頭時(shí),依據(jù)上述原理并借鑒消防噴頭的形式,把噴頭的收縮角度定為13°。對百米旋轉(zhuǎn)噴泉來講,噴頭射出的水流速度很高,水流發(fā)生紊動(dòng)現(xiàn)象,促使射出的水樁發(fā)生散裂。為降低水流的的紊動(dòng)性,在百米噴泉內(nèi)裝設(shè)了一級整流器,在旋轉(zhuǎn)噴泉內(nèi)裝設(shè)二級整流器。實(shí)際運(yùn)行表明,經(jīng)過這樣的整流處理,有效地解決了水流向上噴射過程中的散裂問題。

2.3旋轉(zhuǎn)噴泉的動(dòng)力

根據(jù)設(shè)計(jì)要求,旋轉(zhuǎn)噴泉圍繞中心主噴泉轉(zhuǎn)動(dòng),兩個(gè)直流噴頭射出的水流旋轉(zhuǎn)向上,呈螺旋形狀。噴泉的旋轉(zhuǎn)臂長度是4m,噴高25m,國內(nèi)外尚未有類似的大型旋噴的報(bào)道。對于小型旋轉(zhuǎn)噴泉,常利用水的反作用力帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動(dòng),但其受水流影響較大,轉(zhuǎn)動(dòng)速度不穩(wěn)定。對這樣的大型旋轉(zhuǎn)噴泉,利用水流的動(dòng)能顯然很難滿足設(shè)計(jì)要求。實(shí)際采用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)作動(dòng)力,功率5kW。電動(dòng)機(jī)和旋轉(zhuǎn)臂之間的傳動(dòng)方式是齒輪傳動(dòng),這種傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊,可靠耐久,傳遞的功率大。同時(shí),采用了變頻調(diào)速技術(shù)對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速,以獲得滿意的水流造型效果。公務(wù)員之家:

2.4旋轉(zhuǎn)噴泉的密封問題

旋轉(zhuǎn)噴泉的水箱由上、下兩部分組成。下水箱固定,上水箱在電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng),上下水箱之間有一很小間隙,由于水箱內(nèi)壓力很大,需妥善地處理密封問題。實(shí)際用石棉橡膠盤根作密封材料來封閉水箱之間的間隙,并用壓蓋壓緊石棉橡膠盤根。其緊壓程度控制在使密封材料既能保證密封,又盡量減小密封材料與下水箱間的摩擦,以減少功率的消耗,同時(shí)讓水少量滲出,以潤滑密封材料并帶走水箱和密封材料所產(chǎn)生的熱量。

3結(jié)語

百米旋轉(zhuǎn)噴泉自投入運(yùn)轉(zhuǎn)以來,以新穎的造型、可靠的穩(wěn)定性、高效節(jié)能受到各界的重視和贊賞,尤其是每天能長時(shí)間運(yùn)行。該噴泉的建成不僅增加了大明湖的吸引力,也為大型噴泉的建造提供了有益的經(jīng)驗(yàn)。