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摘要：百米旋轉噴泉在我國是第一次建造，介紹了該工程的概況及主要設備，并就泵型選擇、噴頭結構設計、旋轉噴泉的動力及密封等問題作了探討。

大明湖是泉城濟南一著名旅游景點，湖光山色，景色秀麗。近期，大明湖公園在景區內建造了一組大型噴泉，使得大明湖更具動感和立體感。其中心主噴泉噴高超過100m，氣勢磅礴；旋轉噴泉圍繞主噴泉轉動，噴射25m之高，交錯飛舞；兩組斜噴似彩虹，交叉噴射，飛越跨度28m。整個工程造型獨特新穎，成為大明湖標志性景觀。

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。百米旋轉噴泉就建在這樣的天然湖泊內，控制室建在岸邊，湖底埋設電纜線。整個工程于1998年10月投入運行。

中心主噴泉噴嘴直徑50mm，總高度2380mm，穩流箱直徑1000mm。噴嘴用鑄鋼制作，其余結構的材料均為A3鋼。噴頭內設一級整流器。潛水泵流出的水首先進入穩流箱，以改善水流條件。潛水泵采用臥式放置在水泵箱內，水泵箱上部設不銹鋼網罩，以過濾水中雜質。用2臺SP-215-6潛水泵供水。經實測，噴泉最大噴水高度達108m。

旋轉噴泉有2個直流噴嘴，用鑄銅制造，噴嘴直徑30mm，旋轉臂長度4m，旋轉噴頭與SP潛水泵之間采用雙支頭整流器連接。旋轉噴泉由電機驅動，電機功率5kW，采用變頻技術對電機進行調速，以獲得滿意造型效果。用2臺SP-160-3-1潛水泵向旋轉噴泉供水，潛水泵放置在水泵箱內。經實測旋噴高度達25m，造型呈螺旋形狀。

噴泉的基礎全部采用鋼管樁。中心主噴泉設備下打入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，采用的啟動方式是自耦減壓啟動，降低了電機的啟動電壓和啟動電流。

百米旋轉噴泉自投入運行以來，平均每天工作3h～4h，最長曾達到7h，運行狀況良好。

2技術問題探討

2.1泵型選擇

水泵是噴泉的主要設備，合理地選擇泵型是噴泉設計中的一個重要環節，它對保證噴泉質量，降低工程造價及運行費用都有重要意義。在建造該百米旋轉噴泉之前，大明湖公園曾建過一大型噴泉，噴水高度未能達到100m的設計高度，其中一個很重要的原因是水泵選用不當。吸取以往噴泉失敗的教訓，實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，形成低的設備費用，縮短安裝及維修的時間。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噴頭結構設計

一個典型的噴頭常由噴嘴、噴管、整流器等組成。在設計百米旋轉噴泉時，重點解決了噴嘴的收縮角度大小等問題，以實現用最小的壓力達到盡可能高的射程，以最小的流量達到盡量大的觀瞻。根據流體力學理論，當噴嘴為圓錐形收縮管嘴時，流體由管嘴出流后流股逐漸地收縮，因而流股的流速和動能都增加。這種管嘴的主要用途為增加出口流速以構成動能較大的射流。噴嘴的出流與收縮角度有關，當圓錐角為13°24′時，流量系數達到最大值。在設計噴頭時，依據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°。對百米旋轉噴泉來講，噴頭射出的水流速度很高，水流發生紊動現象，促使射出的水樁發生散裂。為降低水流的的紊動性，在百米噴泉內裝設了一級整流器，在旋轉噴泉內裝設二級整流器。實際運行表明，經過這樣的整流處理，有效地解決了水流向上噴射過程中的散裂問題。

2.3旋轉噴泉的動力

根據設計要求，旋轉噴泉圍繞中心主噴泉轉動，兩個直流噴頭射出的水流旋轉向上，呈螺旋形狀。噴泉的旋轉臂長度是4m，噴高25m，國內外尚未有類似的大型旋噴的報道。對于小型旋轉噴泉，常利用水的反作用力帶動旋轉臂轉動，但其受水流影響較大，轉動速度不穩定。對這樣的大型旋轉噴泉，利用水流的動能顯然很難滿足設計要求。實際采用一臺電動機作動力，功率5kW。電動機和旋轉臂之間的傳動方式是齒輪傳動，這種傳動結構緊湊，可靠耐久，傳遞的功率大。同時，采用了變頻調速技術對電動機進行調速，以獲得滿意的水流造型效果。公務員之家:

2.4旋轉噴泉的密封問題

旋轉噴泉的水箱由上、下兩部分組成。下水箱固定，上水箱在電動機的驅動下轉動，上下水箱之間有一很小間隙，由于水箱內壓力很大，需妥善地處理密封問題。實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生的熱量。

3結語

百米旋轉噴泉自投入運轉以來，以新穎的造型、可靠的穩定性、高效節能受到各界的重視和贊賞，尤其是每天能長時間運行。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驗。