Sådan fungerer Wave Pools

Den moderne civilisation er fyldt med kunstige genskabelser af naturen. Folk pynter huse med kunstige juletræer, bære kunstigt hår, spille spil på kunstgræs og bygge zoo bure med kunstige klipper. Forskere har endda udviklet kunstige hjerter!

En af menneskets mærkeligste genskabelser af naturen er den kunstige havkyst, også kendt som bølgebassin . Disse populære vandland attraktioner er desinficerede, regimenterede revisioner af naturen, organiske surfing skabt af naturen. I bølgebassiner, vandet kloreres, stranden er konkret og bølgerne ankommer som et urværk, en gang hvert par minutter.

I denne artikel, vi kigger bag kulisserne i Thunder Bay, hovedattraktionen kl Wet 'n Wild Emerald Pointe i Greensboro, NC . Som vi vil se, det kræver meget sofistikeret, kraftfuldt udstyr til at holde bølgerne rullende hele dagen lang. Men grundidéen er meget enkel.

1. At lave bølger
2. Menneskeskabte bølger
3. Tilsæt bare vand
4. Et kæmpe super-rent toilet
5. Kom ud med det
6. Olie og vand

At lave bølger

I havet, de fleste bølger skabes af vinden. Den brusende luft skubber nogle vandmolekyler sammen, producerer en dønning af vand - a forstyrrelse i havets overflade - på et bestemt tidspunkt. Disse molekyler skubber på molekylerne ved siden af ​​dem, som skubber på molekylerne ved siden af ​​dem og så videre. På denne måde, forstyrrelsen passeres langs overfladen af ​​havet, mens de enkelte vandmolekyler forbliver i nogenlunde samme område.

Der er en række måder at replikere denne type bølgehandling på. Alt du behøver er et bassin med vand og nogle midler til at skabe en periodisk forstyrrelse. Du kan bruge en kraftig luftstrøm langs overfladen, et roterende skovlhjul (som dem der bruges på dampbåde) eller et oscillerende stempel. I bund og grund, du skubber på vandet på et tidspunkt og dette energi rejser udad, gennem det omgivende vand. Det er det samme, der sker, når du taber en sten i en dam.

Emerald Pointe har en slags bølgebassin på Splash Island, et svømmeområde for yngre børn. I denne pulje, milde krusninger spredt ud fra den dybere ende, lige under en vulkanstruktur, og vaske op på den lille strand.

Lad os tage et kig på de maskiner, der får dette til at ske.

Menneskeskabte bølger

Maskinen, der skaber krusningseffekten i bølgebassinet på Emerald Pointe, er meget enkel. I et pumperum under poolen, en høj hastighed ventilator blæser luft ind i et bredt metal rør , som fører til en udstødningsport i bunden af ​​vulkanen. Midt i dette rør, der er en sommerfuglventil , en bred skive med en drejelig stang i metalakse. Når stangen drejes en vej, skiven hviler vandret i røret, blokerer luftstrømmen. Når stangen drejes den anden vej, skiven bevæger sig til en lodret position, så luften kan passere.

EN hydraulisk stempel drejer stangen frem og tilbage med jævne mellemrum, tillader korte udbrud af trykluft at strømme op til udstødningsporten. Disse luftblæser blæser på vandet ved vulkanens bund, genererer de flydende krusninger.

At lave små bølger er ret simpelt med denne form for system, men det er meget sværere at danne store, surfbare bølger. Du skulle have brug for en absurd intens luftblæsning eller en stor, frygtelig stærkt stempel. Sådanne enheder ville sandsynligvis være ineffektive, besværligt og farligt, så de ville ikke sørge for særlig gode vandland attraktioner. I stedet, vandland anvender vandpumpende bølgesystemer. I de næste par afsnit, vi vil se, hvordan denne slags bølgebassin fungerer.

Tilsæt bare vand

I det sidste afsnit, vi kiggede på en ekstremt enkel bølgebassin. I dette design, korte udbrud af trykluft anvender kraft på en relativt stabil vandpøl. Dette skaber små bølger, som strækker sig udad langs vandoverfladen.

Et større bølgebassystem fungerer anderledes. I stedet for at skubbe på vandet med luft eller en padle, bølgemaskinen dumper en enorm mængde vand i den dybe ende af poolen. Bølgen i vand bevæger sig hele vejen til stranden; det Vandstand i poolen balancerer igen. Da vandet er ret tungt, det presser meget hårdt på at finde sit eget niveau. Hvis du smider mere vand i, du øger bølgens størrelse og styrke.

Der er meget kraftfuldt udstyr involveret i denne proces, men ideen er ret simpel. Bølgebassinet har fem grundlæggende dele:

• EN vandpumpesystem
• EN vandopsamlingsreservoir
• EN serie af udløsningsventiler i bunden af ​​reservoiret
• En kæmpe, skrå swimmingpool
• EN retur kanal , der fører fra strandområdet til pumpesystemet

Et kæmpe super-rent toilet

Robert Bochenski , vedligeholdelseschefen hos Emerald Pointe, sammenligner bølgepoolen "Thunder Bay" med et kæmpe toilet. Pumpesystemet trækker vand fra returkanalen ind i opsamlingsreservoiret på samme måde som et toilet trækker vand fra vandledningen ind i sin tank. Når vandstanden i reservoiret er høj nok, systemet åbner udløsningsventilerne i bunden af ​​reservoiret. Dette er som at skylle et toilet:Det smider alt det opsamlede vand ned i poolen, skaber bølgen.

I dette system, vandet er konstant cirkulerer . Det bevæger sig fra poolens dybe ende, ud til kanalen, rundt til pumpesystemet og tilbage i poolens dybe ende. Returkanalen er indhegnet, så svømmere vil aldrig blive udsat for pumpemekanismen.

Der er en række måder at konfigurere det bølgedannende system i denne opsætning. I det næste afsnit, vi ser på det specifikke maskineri, der bruges på Emerald Pointe's Thunder Bay.

På en travl hverdag, tusinder og tusinder af mennesker vil tage en dukkert i Thunder Bay -bølgebassinet, og selv de reneste blandt dem efterlader en vis mængde snavs og olie. For at holde vandet sanitært, Emerald Pointe holder et filtreringssystem i gang 24 timer i døgnet.

Thunder Bay -bølgebassinet bruger seks massive filtre, placeret lige bag bølgegeneratoren. En kraftig pumpe suger vand ind fra kanalen, sender det gennem filtersystemet og skyder rent vand tilbage. Det opsamlede snavsede vand pumpes til byens kloakledning næsten en kilometer væk.

Kom ud med det

Thunder Bay er 84 fod (26 m) på tværs i den dybe ende, og den er mere end 122 fod lang. Samlet set, puljen rummer omkring 2 millioner gallon (7,6 millioner L) vand, og selve bølgen er 90, 000 gallon (341, 000 L). For at lave en bølge så stor og få den til at trænge igennem hele puljen, du har brug for noget ret tungt udstyr.

Bølgegeneratoren bruger en 100 hestekræfter pumpe, en 200-hestes pumpe og en 300-hestes pumpe. Hver pumpe har en motor øverst, som snurrer en lang drivaksel. Drivakslen strækker sig ned gennem et rør, til en propel placeret 4 fod under vandet. Når drivakslen snurrer, den roterer propellen, som driver vand opad gennem røret (på samme måde som en roterende ventilator driver luft frem).

På pumpens basisniveau, rørets kurver, løber vandret i 6 fod (1,8 m), krummer derefter op og stiger yderligere 3 fod, før den endelig åbnes i vandreservoiret. I alt, pumperne flytter vandet 9 fod! Ved deres standardhastighed, pumperne kører omkring 40, 000 gallon (150, 000 L) vand pr. Minut.

Vandreservoiret er opdelt i otte tilsluttede kamre , hver med sin egen udløsningsventil. Det udløsningsventil har tre hovedelementer:

• Det ventilsæde - Åbningen, der fører ned til poolen
• Ventilpladen - Et bredt stykke metal, der sidder tæt oven på ventilsædet
• Metalstiver der drejer sig om en stationær stålbjælke fastgjort til reservoirvæggene i den ene ende og til ventilpladen i den anden ende
• Det hydraulisk-cylinder stempel , som er fastgjort til en metalbjælke, der løber mellem de to stivere

Da metalstiverne svinger frit på den stationære stålbjælke, du kan svinge ventilpladen frem og tilbage. Pladen er temmelig tung, så det vil naturligvis svinge hen over ventilsædet. Dette tilslutter reservoiret, så vand ikke kan slippe ud. (EN gummipakning omkring ventilsædet forhindrer ventilen i at lække for meget.)

Hvornår olie under tryk er rettet mod den hydrauliske cylinder, den bevæger stemplet med stor kraft. Dette skubber ud på metalstiverne. Ventilpladen strækker sig udad, frakobling af vandbeholderen. Vandet falder direkte under reservoiret, ind i en buet gang, der fører til poolen. Da det suser i poolen, vandet ramper op en slags rev i betongulvet. Det her fokuserer det strømmende vand, så det bevæger sig i en god størrelse, surfbar bølge.

Vandpumperne gør det meste af arbejdet med at opbygge en bølge, men det hydrauliske system er det afgørende element, der rent faktisk får det til at køre. I det næste afsnit, vi ser på den enkle, men geniale mekanisme, der styrer dette system.

En bølgebassin, ligesom enhver swimmingpool, taber konstant vand. Noget af det fordamper i luften, noget af det filtreres fra, og en god smule bæres væk i svømmeres badedragter (og på deres kroppe).

For at holde vandstanden oppe i Thunder Bay, Emerald Pointe skal konstant pumpe nyt vand ind. Parken er forbundet med byens vandlinje, men det meste af vandet kommer fra flere underjordiske brønde. Brøndene pumper vand ind i bølgebassengskanalen såvel som i andre føderpuljer i parken. Installation af vandbrøndene krævede en voldsom indledende investering, men det betød meget lavere månedlige vandregninger i det lange løb.

Olie og vand

I det sidste afsnit, vi så, at bølgegeneratorens ventiler åbnes af hydrauliske stempler. Som med de fleste andre hydrauliske maskiner, disse stempler drives af en basic hydraulisk pumpe . Pumpen holder en jævn strøm af trykolie, der strømmer ind i systemet. Emerald Pointe bruger faktisk vegetabilsk olie , frem for almindelig maskinolie, da der er en vis risiko for, at olien lækker ned i bølgebassinet.

I bølgegeneratoren, oliestrømmen styres af a retningsventil . Ventilen er forbundet til flere slanger, fører til:

• Det hydraulisk pumpe
• EN opsamlingstank der tilfører olie tilbage til pumpen
• Det cylinderstempler

Hvis du skulle skære en af ​​stempelcylindrene op, du ville se sådan noget som dette:

Du kan se, at stempelstangen, der strækker sig uden for cylinderen, faktisk flyttes af en stempelhoved inde i cylinderen. Der er væske på begge sider af dette stempelhoved, fodret med to forskellige slanger. Hvis kraften er større på den blå side, stemplet bevæger sig til venstre, og hvis det er højere på den orange side, stemplet bevæger sig til højre. For at ændre kraftretningen, du holder op med at pumpe olie til den ene side og begynder at pumpe den til den anden. Denne slags stempelcylinder kaldes almindeligvis a hydraulisk ram .

Retningsventilen styrer strømmen til disse vædder. Den har en lille spole, der bevæger sig frem og tilbage, blokere nogle ind- og udløbsporte og åbne andre.

Når spolen er til venstre, højtryksolien går til venstre side af cylinderen, skubbe stemplet udad. Når spolen er til højre, det skubber stemplet ind igen. Da højtryksolien skubber på den ene side, lavtryksolien på den anden side tvinges tilbage i olietanken.

Spolen flyttes frem og tilbage af en simpel magnetventil (en elektromagnetisk switch, der styres af en elektrisk strøm). Magnetventilen styres af en elektrisk timer . Hvert andet minut, timeren aktiverer magnetventilen, så den skubber stemplerne ud i et par sekunder og trækker dem derefter ind igen. Dette åbner alle udløsningsventiler, skaber en bølge.

En af de mest fantastiske ting ved dette kontrolsystem, og bølgegeneratoren generelt, er hvor holdbar den er. Hele sommeren, Emerald Pointe -mandskabet starter bølgerne ved daggry og lukker ikke systemet ned, før parken lukker om aftenen. Det er en hård arbejdsuge!

Masser mere information

Relaterede HowStuffWorks -artikler

• Sådan fungerer rutsjebaner
• Sådan fungerer vandrutsjebaner
• Sådan fungerer toiletter
• Sådan fungerer hydrauliske maskiner
• Sådan fungerer vandtårne

Flere store links

• Wet 'n Wild Emerald Pointe
• Murphy's Waves Ltd.
• Amusement Leisure Worldwide
• ASR Wave Pools