Kodėl svarbu išsaugoti visus vargonų vamzdžius? Kuri šildymo akumuliatoriaus prijungimo schema yra geresnė - prijungimo galimybės ir būdai, privalumai ir trūkumai

Kai atsidarė nepastebimos smėlio spalvos durelės, iš tamsos akį patraukė tik keli mediniai laipteliai. Iš karto už durų kyla galinga medinė dėžė, primenanti ventiliacijos dėžę. „Atsargiai, tai vargonų vamzdis, 32 pėdų, bosinės fleitos registras“, – perspėjo mano vadovas. – Palauk, aš įjungsiu šviesą. Kantriai laukiu, laukiu vienos įdomiausių ekskursijų gyvenime. Prieš mane yra įėjimas į vargonus. Tai vienintelis muzikos instrumentas, į kurį galite patekti.

Kūnas yra senesnis nei šimtas metų. Jis stovi Maskvos konservatorijos Didžiojoje salėje, labai garsioje salėje, nuo kurios sienų į tave žiūri Bacho, Čaikovskio, Mocarto, Bethoveno portretai... Tačiau žiūrovo akiai atsiveria tik vargonininko pultas. pasuko į salę su nugara ir šiek tiek menišku mediniu „Prospektu“ su vertikaliais metaliniais vamzdžiais. Stebėdamas vargonų fasadą nežinantis nesupras, kaip ir kodėl groja šis unikalus instrumentas. Norėdami atskleisti jos paslaptis, turėsite pažvelgti į problemą kitu kampu. Tiesiogine prasme.

Vargonų kuratorė, mokytoja, muzikantė ir vargonų meistrė Natalija Vladimirovna Malina maloniai sutiko tapti mano gide. „Vargonuose galima judėti tik į priekį“, – griežtai man paaiškina ji. Šis reikalavimas neturi nieko bendra su mistika ir prietarais: tiesiog, judėdamas atgal ar į šoną, nepatyręs žmogus gali užlipti ant vieno iš vargonų vamzdžių ar jį paliesti. O vamzdžių yra tūkstančiai.

Pagrindinis vargonų principas, išskiriantis juos iš daugumos pučiamųjų instrumentų: vienas vamzdis – viena nata. Pano fleita galima laikyti senovės vargonų protėviu. Šis instrumentas, nuo neatmenamų laikų gyvavęs įvairiose pasaulio vietose, susideda iš kelių skirtingo ilgio tuščiavidurių nendrių, surištų. Jei pučiate kampu ties trumpiausio žiotimis, pasigirs plonas aukštas garsas. Ilgesnės nendrės skamba žemiau.

Juokingas instrumentas – armonika su neįprastais šiam instrumentui trimitais. Bet beveik lygiai tą patį dizainą galima rasti bet kuriuose dideliuose vargonuose (kaip parodyta paveikslėlyje dešinėje) - taip išdėstyti "nendriniai" vargonų vamzdžiai

Trijų tūkstančių trimitų garsas. Bendroji schema Diagramoje parodyta supaprastinta organo schema su mechanine trakta. Maskvos valstybinės konservatorijos Didžiosios salės vargonų viduje darytos nuotraukos, kuriose matyti atskiri instrumento komponentai ir prietaisai. Diagramoje nepavaizduotos dumplės, kurios palaiko pastovų slėgį vėjo dangtyje, ir Barker svirtys (jie yra nuotraukose). Taip pat trūksta pedalo (kojos klaviatūros)

Skirtingai nuo paprastos fleitos, jūs negalite pakeisti atskiro vamzdžio aukščio, todėl Pano fleita gali groti tiksliai tiek natų, kiek joje yra nendrių. Kad instrumentas skleistų labai žemus garsus, į jo sudėtį būtina įtraukti didelio ilgio ir didelio skersmens vamzdelius. Galima padaryti daug Pan fleitų su skirtingų medžiagų ir skirtingo diametro vamzdžiais, tada jos pūs tas pačias natas skirtingais tembrais. Bet groti visais šiais instrumentais vienu metu nepavyks – negali jų laikyti rankose, o milžiniškoms „nendrėms“ neužteks kvapo. Bet jei visas savo rievas pastatysime vertikaliai, kiekvienam atskiram vamzdžiui pateiksime oro įleidimo vožtuvą, sukursime mechanizmą, kuris suteiktų galimybę valdyti visus vožtuvus iš klaviatūros ir galiausiai sukurtume oro siurbimo konstrukciją. vėlesnio paskirstymo, ką tik gavome organą.

Sename laive

Vamzdžiai organuose yra pagaminti iš dviejų medžiagų: medžio ir metalo. Mediniai vamzdžiai, naudojami boso garsams išgauti, turi kvadratinę dalį. Metaliniai vamzdžiai dažniausiai yra mažesni, jie yra cilindro arba kūgio formos ir dažniausiai gaminami iš alavo ir švino lydinio. Jei skardos daugiau, vamzdis garsesnis, jei daugiau švino, išgaunamas garsas kurčias, „medvilnė“.

Alavo ir švino lydinys yra labai minkštas, todėl vargonų vamzdžiai lengvai deformuojasi. Jei didelis metalinis vamzdis bus paklotas ant šono, po kurio laiko jis pagal savo svorį įgaus ovalią dalį, o tai neišvengiamai paveiks jo gebėjimą išgauti garsą. Judėdamas Maskvos konservatorijos Didžiosios salės vargonų viduje, stengiuosi paliesti tik medines dalis. Užlipus ant vamzdžio ar nepatogiai jį griebus, vargonų meistro laukia nauji nemalonumai: vamzdį teks „gydyti“ – ištiesinti ar net lituoti.

Vargonai, kuriuose esu, toli gražu nėra didžiausi pasaulyje ir net Rusijoje. Dydžiu ir vamzdžių skaičiumi nusileidžia Maskvos muzikos namų, Kaliningrado katedros ir Koncertų salės vargonams. Čaikovskis. Pagrindiniai rekordininkai yra užjūryje: pavyzdžiui, Atlantik Sičio konferencijų salėje (JAV) įrengtame instrumente yra daugiau nei 33 tūkst. Konservatorijos Didžiosios salės vargonuose dūdų dešimt kartų mažiau, „tik“ 3136, tačiau net ir šio nemažo skaičiaus kompaktiškai vienoje plokštumoje sutalpinti nepavyks. Vargonai viduje yra kelių pakopų, ant kurių vamzdžiai montuojami eilėmis. Kad vargonų meistras galėtų prieiti prie vamzdžių, kiekvienoje pakopoje buvo padaryta siaura lentų platformos forma. Pakopos yra tarpusavyje sujungtos laiptais, kuriuose laiptelių vaidmenį atlieka įprastos skersinės sijos. Vargonų viduje yra daug žmonių, o judėjimas tarp pakopų reikalauja tam tikro miklumo.

„Mano patirtis tokia, – sako Natalija Vladimirovna Malina, – vargonų meistrui geriausia būti lieknam ir lengvam. Kitų gabaritų žmogui čia sunku dirbti nepažeidžiant instrumento. Neseniai elektrikas – sunkaus darbo vyras – keitė elektros lemputę virš vargonų, suklupo ir nuo lentų stogo nulaužė porą lentų. Aukų ir sužeistųjų nebuvo, tačiau nukritusios lentos apgadino 30 vargonų vamzdžių.

Protiškai įvertinęs, kad mano kūne nesunkiai tilptų idealių proporcijų vargonų meistrų pora, atsargiai žvilgteliu į niūriai atrodančius laiptus, vedančius į viršutines aukštas. „Nesijaudink, – ramina mane Natalija Vladimirovna, – tiesiog eik į priekį ir kartok judesius paskui mane. Konstrukcija tvirta, ji jus atlaikys.

Švilpukas ir nendrė

Pakylame į viršutinę vargonų pakopą, nuo kurios atsiveria vaizdas į Didžiąją salę nuo viršutinio taško, kuris nepasiekiamas paprastam oranžerijos lankytojui. Žemiau esančioje scenoje, kur ką tik pasibaigė styginių ansamblio repeticija, vaikšto žmogeliukai su smuikai ir altais. Natalija Vladimirovna prie kamino rodo man ispaniškus registrus. Skirtingai nuo kitų vamzdžių, jie yra ne vertikalūs, o horizontalūs. Virš vargonų suformuodami savotišką skydelį, jie pučia tiesiai į salę. Didžiosios salės vargonų kūrėjas Aristide'as Cavaillé-Collas buvo kilęs iš prancūzų ir ispanų vargonų meistrų šeimos. Taigi Pirėnų tradicijos instrumente Maskvos Bolšaja Nikitskaja gatvėje.

Beje, apie ispaniškus registrus ir apskritai registrus. „Regitras“ yra viena iš pagrindinių vargonų dizaino sąvokų. Tai tam tikro skersmens vargonų vamzdžių serija, formuojanti chromatinę skalę pagal savo klaviatūros ar jos dalies klavišus.

Priklausomai nuo juose esančių vamzdžių mastelio (skalė – charakteriui ir garso kokybei svarbiausių vamzdžio parametrų santykis), registrai suteikia skirtingos tembrinės spalvos garsą. Lyginant su Pan fleita vos nepastebėjau vienos subtilybės: faktas, kad ne visi vargonų vamzdžiai (kaip senos fleitos nendrės) yra aerofonai. Aerofonas yra pučiamasis instrumentas, kuriame garsas susidaro dėl oro stulpelio virpesių. Tai yra fleita, trimitas, tūba, ragas. Bet saksofonas, obojus, armonika yra idiofonų grupėje, tai yra „savaime skambantys“. Čia svyruoja ne oras, o oro srauto supaprastintas liežuvis. Oro slėgis ir tamprumo jėga, priešingai veikiantys, sukelia nendrės drebėjimą ir skleidžia garso bangas, kurias sustiprina instrumento varpas kaip rezonatorius.

Dauguma vargonų vamzdžių yra aerofonai. Jie vadinami labialiniais arba švilpiančiais. Idiofoniniai vamzdžiai sudaro specialią registrų grupę ir vadinami nendriniais vamzdžiais.

Kiek rankų turi vargonininkas?

Tačiau kaip muzikantui pavyksta, kad visi šie tūkstančiai vamzdžių – medinių ir metalinių, švilpukų ir nendrių, atvirų ir uždarų – dešimtys ar šimtai registrų... skambėtų tinkamu laiku? Kad tai suprastume, trumpam nusileisime nuo viršutinės vargonų pakopos ir eikime į sakyklą arba vargonininko pultą. Nežinantis, pamatęs šį įrenginį, dreba kaip prieš šiuolaikinio lėktuvo prietaisų skydelį. Kelios rankinės klaviatūros – rankinės (gali būti penkios ar net septynios!), Viena koja plius dar keli paslaptingi pedalai. Taip pat yra daug išmetimo svirčių su užrašais ant rankenų. Kam visa tai?

Žinoma, vargonininkas turi tik dvi rankas, o visų manualų vienu metu groti negalės (didžiosios salės vargonuose jų yra trys, o tai irgi nemažai). Norint mechaniškai ir funkcionaliai atskirti registrų grupes, reikalingos kelios rankinės klaviatūros, kaip ir kompiuteryje vienas fizinis kietasis diskas yra padalintas į keletą virtualių. Taigi, pavyzdžiui, pirmasis Didžiosios salės vargonų vadovas valdo registrų grupės, vadinamos Grand Orgue, vamzdžius (vokiškas terminas yra Werk). Jį sudaro 14 registrų. Antrasis vadovas (Positif Expressif) taip pat yra atsakingas už 14 registrų. Trečioji klaviatūra – Recit expressif – 12 registrų. Galiausiai 32 klavišų kojinis jungiklis arba „pedalas“ veikia su dešimčia žemųjų dažnių registrų.

Ginčiuojantis pasauliečio požiūriu, net 14 registrų vienai klaviatūrai kažkaip per daug. Juk paspaudęs vieną klavišą vargonininkas sugeba vienu metu skirtingais registrais suskambėti 14 dūdų (iš tikrųjų daugiau dėl tokių registrų kaip mixtura). O jei reikia groti natą tik viename registre ar keliuose pasirinktuose? Šiuo tikslu iš tikrųjų naudojamos išmetimo svirtys, esančios vadovo dešinėje ir kairėje. Ištraukęs svirtį, ant kurios rankenos užrašytas registro pavadinimas, muzikantas atidaro savotišką sklendę, kuri atveria orą tam tikro registro vamzdžiams.

Taigi, norint sugroti norimą natą norimame registre, reikia pasirinkti rankinę arba pedalinę klaviatūrą, kuri valdo šį registrą, ištraukti šį registrą atitinkančią svirtį ir paspausti norimą klavišą.

Galingas kvėpavimas

Paskutinė mūsų kelionės dalis skirta orui. Pats oras, dėl kurio skamba vargonai. Kartu su Natalija Vladimirovna nusileidžiame į žemiau esantį aukštą ir atsiduriame erdvioje techninėje patalpoje, kurioje nėra nieko iš iškilmingos Didžiosios salės nuotaikos. Betoninės grindys, balintos sienos, arkinės medinės atraminės konstrukcijos, ortakiai ir elektros variklis. Pirmąjį vargonų gyvavimo dešimtmetį čia sunkiai dirbo calcante rokeriai. Keturi sveiki vyrai stovėjo iš eilės, abiem rankomis griebė per plieninį žiedą ant prekystalio persmeigtą pagaliuką ir pakaitomis viena ar kita koja spaudė svirtis, kurios pripūtė kailį. Buvo numatyta pamaina dvi valandas. Jei koncertas ar repeticija užsitęsdavo ilgiau, pavargusius rokerius pakeisdavo švieži pastiprinimai.

Iki šių dienų išliko seni kailiai, kurių yra keturi. Pasak Natalijos Vladimirovnos, aplink oranžeriją sklando legenda, kad kažkada rokerių darbą jie bandė pakeisti arklio galia. Tam net buvo sukurtas specialus mechanizmas. Tačiau kartu su oru į Didžiąją salę pakilo arklių mėšlo kvapas, o rusų vargonų mokyklos įkūrėjas A.F. Gedikė, išgirdusi pirmąjį akordą, nepatenkintas pajudino nosį ir pasakė: „Smirda!

Nesvarbu, ar ši legenda teisinga, ar ne, 1913 m. elektrinis variklis pagaliau pakeitė raumenų jėgą. Skriemulio pagalba jis suko veleną, o tai savo ruožtu per švaistiklio mechanizmą pajudino silfoną. Vėliau šios schemos taip pat buvo atsisakyta, o šiandien elektrinis ventiliatorius pumpuoja orą į vargonus.

Vargonuose priverstinis oras patenka į vadinamąsias žurnalines dumples, kurių kiekviena yra sujungta su viena iš 12 vėjarodžių. „Windlada“ yra suspausto oro bakas, kuris atrodo kaip medinė dėžė, ant kurios iš tikrųjų sumontuotos vamzdžių eilės. Ant vienos vėjavietės paprastai dedami keli registrai. Į šoną montuojami dideli vamzdžiai, kuriems ant vėjo neužtenka vietos, o prie vėjo juostos jungiasi metalinio vamzdžio formos ortakis.

Didžiosios salės vargonų pučiamosios („kilpos“ dizainas) suskirstytos į dvi pagrindines dalis. Apatinėje dalyje žurnalo kailio pagalba palaikomas pastovus slėgis. Viršus sandariomis pertvaromis padalintas į vadinamuosius tonų kanalus. Visi skirtingų registrų vamzdžiai, valdomi vienu rankinio arba pedalo klavišu, turi išvestį į tonų kanalą. Kiekvienas tono kanalas yra sujungtas su vėjo apačia skylute, uždaryta spyruokliniu vožtuvu. Paspaudus klavišą per traktūrą, judesys perduodamas vožtuvui, jis atsidaro ir suslėgtas oras patenka į viršų į tonų kanalą. Visi vamzdžiai, turintys prieigą prie šio kanalo, teoriškai turėtų pradėti skambėti, bet ... tai, kaip taisyklė, neįvyksta. Faktas yra tas, kad per visą viršutinę vėjelio dalį praeina vadinamosios kilpos - amortizatoriai su skylutėmis, esančiomis statmenai tonų kanalams ir turinčios dvi pozicijas. Viename iš jų kilpos visiškai uždengia visus tam tikro registro vamzdžius visuose tonų kanaluose. Kitame registras atidarytas, jo vamzdžiai pradeda skambėti, kai tik paspaudus klavišą oras patenka į atitinkamą tono kanalą. Kilpų valdymas, kaip jau galima spėti, atliekamas nuotolinio valdymo pulto svirtimis per registro kelią. Paprasčiau tariant, klavišai leidžia visiems vamzdžiams skambėti savo tonų kanalais, o kilpos nustato mėgstamiausius.

Dėkojame Maskvos valstybinės konservatorijos vadovybei ir Natalijai Vladimirovnai Malinai už pagalbą rengiant šį straipsnį.

Šaltinis: « Mokslo pasaulyje » , Nr. 3, 1983. Autoriai: Neville H. Fletcher ir Susanna Thwaites

Didingas vargonų skambesys sukuriamas dėl griežtai fazių sinchronizuotos oro srovės, praeinančios pro vamzdžio pjūvį, ir jo ertmėje rezonuojančio oro stulpelio sąveikos.

Joks muzikos instrumentas negali prilygti vargonams savo galia, tembru, diapazonu, tonalumu ir skambesio didingumu. Kaip ir daugelio muzikos instrumentų, vargonų struktūra buvo nuolat tobulinama daugelio kartų įgudusių meistrų, pamažu kaupusių patirtį ir žinias, pastangomis. Iki XVII amžiaus pabaigos. kūnas iš esmės įgijo šiuolaikinę formą. Du žymiausi XIX a. fizikai. Hermannas von Helmholtzas ir lordas Rayleighas pateikė priešingas teorijas, paaiškinančias pagrindinį garsų susidarymo mechanizmą. vargonų vamzdžiai, tačiau dėl reikalingų instrumentų ir priemonių trūkumo jų ginčas taip ir nebuvo išspręstas. Atsiradus osciloskopams ir kitiems šiuolaikiniams instrumentams, atsirado galimybė detaliai ištirti organo veikimo mechanizmą. Paaiškėjo, kad ir Helmholtzo teorija, ir Rayleigh teorija galioja esant tam tikram slėgiui, kuriam esant oras priverčiamas į vargonų vamzdį. Toliau straipsnyje bus pateikti naujausių tyrimų rezultatai, kurie daugeliu atžvilgių nesutampa su vadovėliuose pateiktu organo veikimo mechanizmo paaiškinimu.

Iš nendrių ar kitų tuščiavidurių augalų išskaptuoti vamzdžiai buvo bene pirmieji pučiamieji instrumentai. Jie skleidžia garsus, jei pučiate per atvirą vamzdelio galą arba pučiate į vamzdelį, vibruodami lūpomis, arba, suspaudę vamzdelio galą, pučiate orą, todėl jo sienelės vibruoja. Sukūrus šiuos tris paprastų pučiamųjų instrumentų tipus, buvo sukurta moderni fleita, trimitas ir klarnetas, iš kurių muzikantas gali skleisti garsus gana dideliu dažnių diapazonu.

Lygiagrečiai buvo sukurti tokie instrumentai, kuriuose kiekvienas vamzdelis turėjo skambėti viena konkrečia nata. Paprasčiausias iš šių instrumentų yra fleita (arba "Pan's flute"), kuri dažniausiai turi apie 20 įvairaus ilgio vamzdžių, uždarytų viename gale ir skleidžiančių garsus pučiant per kitą, atvirą galą. Didžiausias ir sudėtingiausias tokio tipo instrumentas yra vargonai, kuriuose yra iki 10 000 dūdų, kuriuos vargonininkas valdo naudodamas sudėtingą mechaninių pavarų sistemą. Vargonai datuojami senovėje. Molinės figūrėlės, vaizduojančios muzikantus, grojančius instrumentu, pagamintu iš daugybės dumplių vamzdžių, Aleksandrijoje buvo gaminamos dar II amžiuje prieš Kristų. pr. Kr. Iki X amžiaus. vargonai pradedami naudoti krikščionių bažnyčiose, o Europoje pasirodo vienuolių parašyti traktatai apie vargonų sandarą. Pasak legendos, dideli vargonai, pastatytas X amžiuje. Anglijos Vinčesterio katedrai turėjo 400 metalinių vamzdžių, 26 dumples ir dvi klaviatūras su 40 klavišų, kur kiekvienas klavišas valdė po dešimt vamzdžių. Per ateinančius šimtmečius vargonų įtaisas buvo tobulinamas mechaniškai ir muzikiškai, o jau 1429 metais Amjeno katedroje buvo pastatyti vargonai su 2500 vamzdžių. Vokietija XVII amžiaus pabaigoje. vargonai jau įgavo modernią formą.

1979 metais Australijoje Sidnėjaus operos teatro koncertų salėje įrengti vargonai yra didžiausi ir techniškai pažangiausi vargonai pasaulyje. Projektavo ir pastatė R. Sharp. Jame yra apie 10 500 vamzdžių, valdomų mechanine transmisija su penkiomis rankinėmis ir vienos kojos pagalvėlėmis. Vargonus galima valdyti automatiškai magnetine juostele, ant kurios muzikanto pasirodymas anksčiau buvo įrašytas skaitmeniniu būdu.

Apibūdinimui naudojami terminai vargonų prietaisai, atspindi jų kilmę iš vamzdinių pučiamųjų instrumentų, į kuriuos oras buvo pučiamas burna. Vargonų vamzdeliai yra atviri iš viršaus, o iš apačios yra susiaurintos kūgio formos. Skersai išlygintos dalies, virš kūgio, praeina vamzdžio „burna“ (nupjauta). Vamzdžio viduje įdedamas „liežuvis“ (horizontalus šonkaulis), kad tarp jo ir apatinės „lūpos“ susidarytų „labialinė anga“ (siauras tarpelis). Oras į vamzdį įspaudžiamas didelėmis dumplėmis ir patenka į jo kūgio formos pagrindą esant 500–1000 paskalių (5–10 cm vandens stulpelio) slėgiui. Kai paspaudus atitinkamą pedalą ir klavišą oras patenka į vamzdį, jis veržiasi aukštyn ir susidaro išėjus. labialinis plyšys platus plokščias upelis. Oro srovė praeina per „burnos“ plyšį ir, pataikydama į viršutinę lūpą, sąveikauja su oro stulpeliu pačiame vamzdyje; dėl to susidaro stabilios vibracijos, dėl kurių vamzdis „kalba“. Pats savaime klausimas, kaip trimite įvyksta staigus perėjimas nuo tylos prie garso, yra labai sudėtingas ir įdomus, tačiau šiame straipsnyje jis nenagrinėjamas. Pokalbis daugiausia bus apie procesus, užtikrinančius nenutrūkstamą vargonų dūdų skambesį ir sukuriančius jiems būdingą tonalumą.

Vargonų vamzdis sužadinamas oru, patenkančiu į jo apatinį galą ir, eidamas pro tarpą tarp apatinės lūpos ir liežuvio, sudarydamas srovę. Skyriuje srovė sąveikauja su oro stulpeliu vamzdyje šalia viršutinės lūpos ir praeina vamzdžio viduje arba už jo ribų. Oro stulpelyje sukuriami pastovūs svyravimai, dėl kurių skamba trimitas. Oro slėgis, kuris kinta pagal stovinčios bangos dėsnį, rodomas spalvotu atspalviu. Viršutiniame vamzdžio gale yra sumontuota nuimama įvorė arba kamštis, kuris leidžia šiek tiek pakeisti oro stulpelio ilgį reguliavimo metu.

Gali atrodyti, kad užduotis apibūdinti oro čiurkšlę, kuri sukuria ir išsaugo vargonų garsą, visiškai priklauso skysčių ir dujų srautų teorijai. Tačiau paaiškėjo, kad teoriškai labai sunku svarstyti net pastovaus, sklandaus, laminarinio srauto judėjimą, nes visiškai turbulentiškam oro srautui, judančiam vargonų vamzdžiu, jo analizė yra neįtikėtinai sudėtinga. Laimei, turbulencija, kuri yra sudėtinga oro judėjimo forma, iš tikrųjų supaprastina oro srauto pobūdį. Jei šis srautas būtų laminarinis, tai oro srovės sąveika su aplinka priklausytų nuo jų klampumo. Mūsų atveju turbulencija pakeičia klampumą kaip lemiamą sąveikos veiksnį, tiesiogiai proporcingą oro srauto pločiui. Konstruojant vargonus ypatingas dėmesys skiriamas tam, kad oro srautai vamzdžiuose būtų visiškai turbulentiški, o tai pasiekiama nedidelių pjūvių pagalba palei liežuvio kraštą. Keista, skirtingai nei laminarinis srautas, turbulentinis srautas yra stabilus ir gali būti atkuriamas.

Visiškai turbulentinis srautas palaipsniui susimaišo su aplinkiniu oru. Plėtimo ir sulėtinimo procesas yra gana paprastas. Kreivė, vaizduojanti srauto greičio kitimą priklausomai nuo atstumo nuo jos atkarpos centrinės plokštumos, yra apverstos parabolės pavidalu, kurios viršus atitinka didžiausią greičio reikšmę. Srauto plotis didėja proporcingai atstumui nuo labialinio plyšio. Srauto kinetinė energija išlieka nepakitusi, todėl jo greičio mažėjimas proporcingas atstumo nuo tarpo kvadratinei šaknei. Šią priklausomybę patvirtina ir skaičiavimai, ir eksperimentiniai rezultatai (atsižvelgiant į nedidelę pereinamąją sritį, esančią šalia lūpų tarpo).

Jau sujaudintame ir skambančiame vargonų vamzdyje oro srautas iš labialinio plyšio patenka į intensyvų garso lauką vamzdžio plyšyje. Oro judėjimas, susijęs su garsų generavimu, nukreipiamas per plyšį, todėl statmenas srauto plokštumai. Prieš penkiasdešimt metų B. Brownui iš Londono universiteto koledžo pavyko nufotografuoti laminarinį dūminio oro srautą garso lauke. Vaizdai parodė, kaip susidaro vingiuotos bangos, kurios didėja judant srove, kol pastaroji suyra į dvi sūkurių žiedų eiles, besisukančias priešingomis kryptimis. Supaprastintas šių ir panašių stebėjimų aiškinimas lėmė neteisingą fizinių procesų vargonų vamzdžiuose aprašymą, kurį galima rasti daugelyje vadovėlių.

Vaisingesnis būdas tirti tikrąjį oro srauto elgesį garso lauke yra eksperimentuoti su vienu vamzdžiu, kuriame garso laukas sukuriamas naudojant garsiakalbį. Tokių tyrimų, kuriuos atliko J. Coltman Westinghouse Electric Corporation laboratorijoje ir mano dalyvavusi grupė Naujosios Anglijos universitete Australijoje, buvo sukurti šiuolaikinės vargonų vamzdžiuose vykstančių fizikinių procesų teorijos pagrindai. buvo sukurti. Tiesą sakant, net Rayleigh pateikė išsamų ir beveik išsamų matematinį laminarinių inviscidinių terpių srautų aprašymą. Kadangi buvo nustatyta, kad turbulencija ne apsunkina, o supaprastina fizinį oro stygų vaizdą, buvo galima panaudoti Rayleigh metodą su nedideliais pakeitimais apibūdinti Koltmano ir mūsų grupės eksperimentiniu būdu gautus ir ištirtus oro srautus.

Jei vamzdyje nebūtų lūpų plyšio, būtų galima tikėtis, kad oro srovė judančio oro juostelės pavidalu tiesiog judės pirmyn ir atgal kartu su visu kitu oru vamzdžio plyšyje, veikiama akustinio poveikio. vibracijos. Tiesą sakant, kai purkštukas palieka plyšį, jį efektyviai stabilizuoja pats lizdas. Šį efektą galima palyginti su rezultatu, kai bendram svyruojančiam oro judėjimui garso lauke nustatomas griežtai subalansuotas maišymas, lokalizuotas horizontalaus krašto plokštumoje. Šis lokalizuotas maišymas, kurio dažnis ir amplitudė yra tokie patys kaip garso laukas ir dėl to sukuriamas nulinis srovės maišymas horizontaliame peleke, yra saugomas judančiame oro sraute ir sukuria vingiuojančią bangą.

Penki skirtingo dizaino vamzdžiai skleidžia vienodo aukščio, bet skirtingo tembro garsus. Antrasis trimitas iš kairės – dulciana, švelnaus, subtilaus skambesio, primenančio styginio instrumento skambesį. Trečiasis trimitas – atviro diapazono, suteikiantis lengvą, skambų skambesį, kuris būdingiausias vargonams. Ketvirtasis trimitas skamba kaip stipriai prislopinta fleita. Penktasis trimitas – Waldflote ( « miško fleita“) su švelniu garsu. Kairėje pusėje esantis medinis vamzdis uždaromas kamščiu. Jis turi tokį patį pagrindinį dažnį kaip ir kiti vamzdžiai, bet rezonuoja nelyginiais obertonais, kurių dažniai yra nelyginį skaičių kartų didesni už pagrindinį dažnį. Likusių vamzdžių ilgis nėra visiškai vienodas, nes „galų korekcija“ atliekama norint gauti tą patį žingsnį.

Kaip Rayleighas parodė tirdamas jo tirtą purkštuko tipą ir kaip visapusiškai patvirtinome atveju, kai turbulentinė srovė skiriasi, banga sklinda išilgai srauto greičiu, šiek tiek mažesniu nei pusė oro greičio centrinėje srovės plokštumoje. . Šiuo atveju, judant išilgai srauto, bangos amplitudė didėja beveik eksponentiškai. Paprastai jis padvigubėja, kai banga sklinda vieną milimetrą, ir jos poveikis greitai tampa dominuojančiu prieš paprastą grįžtamąjį šoninį judėjimą, kurį sukelia garso virpesiai.

Nustatyta, kad didžiausias bangos augimo greitis pasiekiamas, kai jos ilgis išilgai srauto yra šešis kartus didesnis už srauto plotį tam tikrame taške. Kita vertus, jei bangos ilgis mažesnis už srovės plotį, tai amplitudė nedidėja ir banga gali visai išnykti. Kadangi oro srovė plečiasi ir lėtėja tolstant nuo plyšio, ilgais didelės amplitudės srautais gali sklisti tik ilgos bangos, tai yra žemo dažnio virpesiai. Ši aplinkybė bus svarbi vėliau svarstant apie harmoninio vargonų dūdų skambesio kūrimą.

Dabar panagrinėkime vargonų vamzdžio garso lauko poveikį oro srovei. Nesunku įsivaizduoti, kad dėl garso lauko akustinių bangų vamzdžio plyšyje oro srovės galiukas juda per viršutinę plyšio lūpą, todėl srovė yra vamzdžio viduje arba už jo ribų. Tai primena paveikslą, kai jau stumiamos sūpynės. Oro stulpelis vamzdyje jau svyruoja, o kai oro gūsiai patenka į vamzdį sinchroniškai su vibracija, jie išlaiko vibracijos jėgą, nepaisant įvairių energijos nuostolių, susijusių su garso sklidimu ir oro trintimi į vamzdžio sieneles. . Jei oro gūsiai nesutampa su oro stulpelio vamzdyje svyravimais, jie šiuos svyravimus nuslopins ir garsas išblės.

Oro srovės forma parodyta paveiksle kaip nuoseklių kadrų serija, kai ji išeina iš lūpų plyšio į judantį akustinį lauką, kurį vamzdžio „burnoje“ sukuria oro kolonėlė, kuri rezonuoja vamzdžio viduje. Periodiškas oro poslinkis burnos dalyje sukuria vingiuojančią bangą, judančią per pusę greičiu nei oro centrinėje srovės plokštumoje ir eksponentiškai didėjančią tol, kol jos amplitudė viršija pačios srovės plotį. Horizontalios atkarpos rodo kelio atkarpas, kurias banga keliauja srove nuosekliais virpesių periodo ketvirčiais. T. Sekančios linijos artėja viena prie kitos, kai srovės greitis mažėja. Vargonų vamzdyje viršutinė lūpa yra rodyklės nurodytoje vietoje. Oro srovė pakaitomis išeina ir patenka į vamzdį.

Oro srovės garsą skleidžiančias savybes galima išmatuoti atvirame vamzdžio gale uždėjus veltinio arba putplasčio pleištus, kad būtų išvengta garso, ir naudojant garsiakalbį sukuriant mažos amplitudės garso bangą. Atsispindėjusi nuo priešingo vamzdžio galo, garso banga sąveikauja su oro srove „burnos“ dalyje. Purkštuko sąveika su stovinčia banga vamzdžio viduje matuojama naudojant nešiojamąjį testerio mikrofoną. Tokiu būdu galima nustatyti, ar oro srovė padidina ar sumažina atspindėtos bangos energiją apatinėje vamzdžio dalyje. Kad trimitas skambėtų, srovė turi padidinti energiją. Matavimo rezultatai išreiškiami akustiniu "laidumu", apibrėžiamu kaip akustinio srauto santykis išėjimo iš sekcijos « burną“ iki garso slėgio tiesiai už pjūvio. Įvairių oro išleidimo slėgio ir virpesių dažnio derinių laidumo vertės kreivė yra spiralės formos, kaip parodyta toliau esančiame paveikslėlyje.

Ryšys tarp akustinių virpesių atsiradimo vamzdžio plyšyje ir kitos oro srovės dalies patekimo į viršutinę plyšio lūpą momento nustatomas pagal laiko intervalą, per kurį banga oro sraute nukeliauja atstumą nuo lūpų plyšį iki viršutinės lūpos. Vargonų statytojai šį atstumą vadina „sumažėjusiu“. Jei "sumažėjimas" yra didelis arba oro slėgis (taigi ir judėjimo greitis) mažas, judėjimo laikas bus didelis. Ir atvirkščiai, jei „pažeminimas“ mažas arba oro slėgis aukštas, kelionės laikas bus trumpas.

Norint tiksliai nustatyti fazių ryšį tarp oro stulpelio svyravimų vamzdyje ir oro srauto dalių patekimo į viršutinės lūpos vidinį kraštą, būtina išsamiau ištirti oro stulpelio poveikio pobūdį. šios proporcijos oro stulpelyje. Helmholtzas manė, kad pagrindinis veiksnys čia yra purkštuko tiekiamas oro srautas. Todėl, kad purkštuko dalys kuo daugiau energijos perduotų svyruojančiam oro stulpeliui, jos turi atvykti tuo momentu, kai slėgis prie viršutinės lūpos vidinės dalies pasiekia maksimumą.

Rayleigh pateikė kitokią poziciją. Jis teigė, kad kadangi plyšys yra gana arti atviro vamzdžio galo, akustinės bangos plyšyje, kurias veikia oro srovė, negali sukurti didelio slėgio. Rayleighas manė, kad oro srautas, patekęs į vamzdį, iš tikrųjų susiduria su kliūtimi ir beveik sustoja, o tai greitai sukuria aukštą slėgį, kuris turi įtakos jo judėjimui vamzdyje. Todėl, pasak Rayleigh, oro srovė perduos didžiausią energijos kiekį, jei į vamzdį pateks tuo metu, kai ne slėgis, o pats akustinių bangų srautas yra maksimalus. Poslinkis tarp šių dviejų maksimumų yra vienas ketvirtadalis oro stulpelio svyravimų vamzdyje laikotarpio. Jei darytume analogiją su sūpyne, tai šis skirtumas išreiškiamas stumiant sūpynes, kai ji yra aukščiausiame taške ir turi maksimalią potencialią energiją (pagal Helmholtzą), ir kai ji yra žemiausiame taške ir turi didžiausią greitį (pagal į Rayleigh).

Purkštuko akustinio laidumo kreivė yra spiralės formos. Atstumas nuo pradžios taško rodo laidumo dydį, o kampinė padėtis rodo fazės poslinkį tarp akustinio srauto plyšio išėjimo angoje ir garso slėgio už plyšio. Kai srautas yra fazėje su slėgiu, laidumo reikšmės yra dešinėje spiralės pusėje ir srovės energija išsisklaido. Kad čiurkšlė skleistų garsą, laidumas turi būti kairėje spiralės pusėje, o tai atsiranda, kai srovė kompensuojama arba palaipsniui nutraukiama slėgio atžvilgiu po vamzdžio pjūvio. Šiuo atveju atsispindėjusios bangos ilgis yra didesnis už krintančios bangos ilgį. Atskaitos kampo vertė priklauso nuo to, kuris iš dviejų mechanizmų dominuoja sužadinant vamzdį: Helmholtz mechanizmas ar Rayleigh mechanizmas. Kai laidumas yra viršutinėje spiralės pusėje, srovė sumažina vamzdžio natūralų rezonansinį dažnį, o kai laidumo vertė yra apatinėje spiralės dalyje, padidina vamzdžio natūralų rezonansinį dažnį.

Oro srauto judėjimo vamzdyje grafikas (punktyrinė kreivė) esant tam tikram purkštuko įlinkiui yra asimetriškas nulinės deformacijos vertės atžvilgiu, nes vamzdžio briauna suprojektuota taip, kad čiurkšlė nupjautų ne išilgai jos centrinės plokštumos. Kai čiurkšlė nukreipiama palei paprastą sinusoidę su didele amplitudė (vientisa juoda kreivė), oro srautas, patenkantis į vamzdelį (spalvos kreivė), pirmiausia „prisotinamas“ viename kraštutiniame purkštuko nukreipimo taške, kai jis visiškai išeina iš vamzdžio. Esant dar didesnei amplitudei, oro srautas prisotinamas ir kitame kraštutiniame nuokrypio taške, kai srovė visiškai patenka į vamzdį. Lūpos poslinkis suteikia srautui asimetrinę bangos formą, kurios obertonai turi dažnius, kurie yra nukreipiančios bangos dažnio kartotiniai.

80 metų problema liko neišspręsta. Be to, nauji tyrimai iš tikrųjų nebuvo atlikti. Ir tik dabar ji rado tenkinantį sprendimą L. Kremerio ir H. Leasingo iš instituto dėka. Heinrichas Hercas Vakaruose. Berlynas, S. Elleris iš JAV karinio jūrų laivyno akademijos, Coltmanas ir mūsų grupė. Trumpai tariant, ir Helmholtzas, ir Rayleighas buvo iš dalies teisūs. Santykį tarp dviejų veikimo mechanizmų lemia įpurškiamo oro slėgis ir garso dažnis – esant žemam slėgiui ir aukštiems dažniams pagrindinis yra Helmholtz mechanizmas, o esant aukštam slėgiui ir žemiems dažniams – Rayleigh mechanizmas. Standartinės konstrukcijos vargonų vamzdžiams Helmholco mechanizmas dažniausiai atlieka svarbesnį vaidmenį.

Koltmanas sukūrė paprastą ir veiksmingą būdą tirti oro srovės savybes, kuris buvo modifikuotas ir patobulintas mūsų laboratorijoje. Šis metodas pagrįstas oro srauto tyrimu ties vargonų vamzdžio plyšiu, kai tolimasis jo galas uždaromas veltinio ar putplasčio garsą sugeriančiais pleištais, kurie neleidžia vamzdžiui skambėti. Tada iš tolimajame gale įtaisyto garsiakalbio vamzdžiu nuleidžiama garso banga, kuri atsispindi nuo angos krašto, pirmiausia įpurškiama srove, o paskui be jos. Abiem atvejais krintančios ir atsispindėjusios bangos sąveikauja vamzdžio viduje, sukurdamos stovinčią bangą. Mažu zondo mikrofonu matuojant bangos konfigūracijos pasikeitimą, kai oro srovė veikia, galima nustatyti, ar srovė padidina ar sumažina atspindėtos bangos energiją.

Eksperimentuose iš tikrųjų išmatavome oro srovės „akustinį laidumą“, kuris nustatomas pagal akustinio srauto plyšio išleidimo angoje, susidariusio dėl purkštuko buvimo, santykį su akustiniu slėgiu tiesiai plyšio viduje. . Akustinis laidumas apibūdinamas dydžiu ir fazės kampu, kurie gali būti grafiškai pavaizduoti kaip dažnio arba išleidimo slėgio funkcija. Jei pateiksime laidumo grafiką su nepriklausomu dažnio ir slėgio pokyčiu, tada kreivė turės spiralės formą (žr. pav.). Atstumas nuo spiralės pradžios taško rodo laidumo vertę, o taško kampinė padėtis spirale atitinka vingiuotos bangos fazės vėlavimą, atsirandančią čiurkšlėje, veikiant akustiniams vamzdžio virpesiams. Vieno bangos ilgio delsa atitinka 360° aplink spiralės perimetrą. Dėl ypatingų turbulentinės srovės savybių paaiškėjo, kad laidumo vertę padauginus iš slėgio vertės kvadratinės šaknies, visos tam tikram vargonų vamzdžiui išmatuotos vertės telpa ant tos pačios spiralės.

Jei slėgis išlieka pastovus, o įeinančių garso bangų dažnis didėja, tada taškai, rodantys laidumo dydį, artėja spirale link jo vidurio pagal laikrodžio rodyklę. Esant pastoviam dažniui ir didėjančiam slėgiui, šie taškai tolsta nuo vidurio priešinga kryptimi.

Sidnėjaus operos vargonų vidinis vaizdas. Matyti kai kurie jo 26 registrų vamzdžiai. Dauguma vamzdžių pagaminti iš metalo, dalis – iš medžio. Zonduojančios vamzdžio dalies ilgis padvigubėja kas 12 vamzdžių, o vamzdžio skersmuo – maždaug kas 16 vamzdžių. Ilgametė meistrų patirtis – vargonų kūrėjai leido atrasti geriausias proporcijas, suteikiančias stabilų garso tembrą.

Kai laidumo taškas yra dešinėje spiralės pusėje, srovė paima energiją iš srauto vamzdyje, todėl energija prarandama. Kai taškas yra kairėje pusėje, srovė perduos energiją srautui ir taip veiks kaip garso virpesių generatorius. Kai laidumo vertė yra viršutinėje spiralės pusėje, srovė sumažina vamzdžio natūralų rezonansinį dažnį, o kai šis taškas yra apatinėje pusėje, srovė padidina vamzdžio natūralų rezonansinį dažnį. Fazės atsilikimą apibūdinančio kampo vertė priklauso nuo to, kokia schema - Helmholtz ar Rayleigh - atliekamas pagrindinis vamzdžio sužadinimas, ir tai, kaip parodyta, lemia slėgio ir dažnio reikšmės. Tačiau šis kampas, matuojamas iš dešinės horizontaliosios ašies pusės (dešiniojo kvadranto), niekada nėra žymiai didesnis už nulį.

Kadangi 360° aplink spiralės perimetrą atitinka fazės atsilikimą, lygų vingiuotos bangos, sklindančios išilgai oro srove, ilgiui, tokio atsilikimo dydis nuo daug mažesnio nei ketvirtadalio bangos ilgio iki beveik trijų ketvirtadalių bangos ilgio. ilgis gulės ant spiralės nuo vidurio linijos, tai yra toje dalyje, kur srovė veikia kaip garso virpesių generatorius. Taip pat matėme, kad esant pastoviam dažniui, fazės atsilikimas yra įpurškiamo oro slėgio funkcija, kuri turi įtakos ir pačios srovės greičiui, ir vingiuotos bangos sklidimo išilgai srove greičiui. Kadangi tokios bangos greitis yra pusė srovės greičio, o tai, savo ruožtu, yra tiesiogiai proporcinga slėgio kvadratinei šaknis, srovės fazės pokytis puse bangos ilgio įmanomas tik labai pasikeitus slėgiui. . Teoriškai slėgis gali pasikeisti devynis kartus, kol trimitas nustoja skleisti garsą savo pagrindiniu dažniu, jei nepažeidžiamos kitos sąlygos. Tačiau praktiškai trimitas pradeda skambėti didesniu dažniu, kol pasiekiama nurodyta viršutinė slėgio kitimo riba.

Reikėtų pažymėti, kad norint kompensuoti energijos nuostolius vamzdyje ir užtikrinti garso stabilumą, keli spiralės apsisukimai gali eiti toli į kairę. Tik dar viena tokia kilpa, kurios vieta atitinka maždaug tris pusbanges čiurkšlėje, gali sukelti vamzdžio garsą. Kadangi stygų laidumas šioje vietoje yra mažas, skleidžiamas garsas yra silpnesnis nei bet kuris garsas, atitinkantis tašką išoriniame spiralės posūkyje.

Laidumo spiralės forma gali tapti dar sudėtingesnė, jei viršutinės lūpos nuokrypis viršija pačios srovės plotį. Tokiu atveju čiurkšlė beveik visiškai išpučiama iš vamzdžio ir įpučiama atgal į jį kiekvieno poslinkio ciklo metu, o energijos kiekis, kurį ji perduoda vamzdyje atsispindėjusiai bangai, nustoja priklausyti nuo tolesnio amplitudės padidėjimo. Atitinkamai mažėja ir oro stygų efektyvumas akustinių virpesių generavimo režime. Šiuo atveju, padidėjus srovės nukreipimo amplitudei, sumažėja laidumo spiralė.

Sumažėjus srovės efektyvumui, padidėjus nukreipimo amplitudei, didėja energijos nuostoliai vargonų vamzdyje. Vamzdžio svyravimai greitai nustatomi į žemesnį lygį, kai srovės energija tiksliai kompensuoja energijos nuostolius vamzdyje. Įdomu pastebėti, kad daugeliu atvejų energijos nuostoliai dėl turbulencijos ir klampumo yra daug didesni nei nuostoliai, susiję su garso bangų sklaida pro plyšį ir atvirus vamzdžio galus.

Diapazono tipo vargonų vamzdžio pjūvis, rodantis, kad liežuvyje yra įpjova, sukurianti tolygų turbulentinį oro srauto judėjimą. Vamzdis pagamintas iš „pažymėto metalo“ – lydinio, kuriame yra daug alavo ir pridėta švino. Gaminant lakštinę medžiagą iš šio lydinio, ant jo pritvirtinamas būdingas raštas, kuris aiškiai matomas nuotraukoje.

Žinoma, tikrasis vamzdžio garsas vargonuose neapsiriboja vienu konkrečiu dažniu, o turi aukštesnio dažnio garsus. Galima įrodyti, kad šie obertonai yra tikslios pagrindinio dažnio harmonikos ir skiriasi nuo jo sveikuoju skaičiumi kartų. Esant pastovioms oro įpurškimo sąlygoms, osciloskopo garso bangos forma išlieka lygiai tokia pati. Mažiausias harmoninio dažnio nukrypimas nuo vertės, kuri yra griežtai pagrindinio dažnio kartotinė, lemia laipsnišką, bet aiškiai matomą bangos formos pokytį.

Šis reiškinys yra įdomus, nes vargonų vamzdžio, kaip ir bet kurio atviro vamzdžio, oro stulpelio rezonansiniai virpesiai nustatomi tokiais dažniais, kurie šiek tiek skiriasi nuo harmonikų. Faktas yra tas, kad padidėjus dažniui, vamzdžio darbinis ilgis tampa šiek tiek mažesnis dėl akustinio srauto pasikeitimo atviruose vamzdžio galuose. Kaip bus parodyta, obertonai vargonų vamzdyje sukuriami sąveikaujant oro srovei ir plyšio krašteliui, o pats vamzdis tarnauja aukštesnio dažnio obertonams daugiausia kaip pasyvus rezonatorius.

Rezonansinės vibracijos vamzdyje sukuriamos didžiausiu oro judėjimu ties jo angomis. Kitaip tariant, vargonų vamzdžio laidumas turi pasiekti didžiausią angą. Iš to išplaukia, kad rezonansinės vibracijos taip pat atsiranda vamzdyje, kurio ilgas galas yra atviras, tokiais dažniais, kuriais į vamzdžio ilgį telpa sveikasis garso virpesių pusės bangų skaičius. Jei pagrindinį dažnį įvardysime kaip f 1, tada aukštesni rezonansiniai dažniai bus 2 f 1 , 3f 1 ir tt (Tiesą sakant, kaip jau minėta, aukščiausi rezonansiniai dažniai visada yra šiek tiek didesni už šias vertes.)

Vamzdžiu su uždaru arba prislopintu ilgo nuotolio arkliu rezonansiniai svyravimai atsiranda tokiais dažniais, kuriais vamzdžio ilgyje telpa nelyginis bangos ilgio ketvirčių skaičius. Todėl norint skambėti ta pačia nata, uždaras vamzdis gali būti perpus ilgesnis už atvirą, o jo rezonansiniai dažniai bus f 1 , 3f 1 , 5f 1 ir tt

Priverstinio oro slėgio keitimo poveikio garsui įprastinio vargonų vamzdžio rezultatai. Romėniški skaitmenys žymi keletą pirmųjų obertonų. Pagrindinis trimito režimas (spalvotas) apima įvairius gerai subalansuotus normalius garsus esant normaliam slėgiui. Didėjant slėgiui, trimito garsas pereina į antrąjį obertoną; sumažinus slėgį, sukuriamas susilpnėjęs antrasis obertonas.

Dabar grįžkime prie oro srauto vargonų vamzdyje. Matome, kad aukšto dažnio bangų trikdžiai palaipsniui mažėja, kai didėja srovės plotis. Dėl to srovės galas prie viršutinės lūpos svyruoja beveik sinusiškai pagrindiniu vamzdžio skambėjimo dažniu ir beveik nepriklausomai nuo aukštesnių akustinio lauko virpesių harmonikų šalia vamzdžio plyšio. Tačiau sinusoidinis purkštuko judėjimas nesukels tokio paties oro srauto judėjimo vamzdyje, nes srautas yra „prisotintas“ dėl to, kad esant dideliam nuokrypiui bet kuria kryptimi, jis visiškai teka arba iš vidaus. arba iš viršutinės lūpos išorės. Be to, lūpa paprastai yra šiek tiek pasislinkusi ir nupjauna srautą ne tiksliai išilgai savo centrinės plokštumos, todėl sodrumas nėra simetriškas. Todėl srauto svyravimai vamzdyje turi visą pagrindinio dažnio harmonikų rinkinį su griežtai apibrėžtu dažnių ir fazių santykiu, o šių aukšto dažnio harmonikų santykinės amplitudės greitai didėja didėjant oro srovės nukreipimo amplitudei. .

Įprastiniame vargonų vamzdyje srovės nukreipimo dydis plyšyje yra proporcingas srovės pločiui ties viršutine lūpa. Dėl to oro sraute sukuriama daug obertonų. Jei lūpa čiurkšlę padalintų griežtai simetriškai, garse nebūtų net obertonų. Taigi paprastai lūpoms suteikiamas šiek tiek susiliejimo, kad išliktų visi obertonai.

Kaip ir galima tikėtis, atviri ir uždari vamzdžiai sukuria skirtingą garso kokybę. Purkštuko sukuriamų obertonų dažniai yra pagrindinio srovės virpesių dažnio kartotiniai. Oro stulpelis vamzdyje stipriai rezonuos į tam tikrą obertoną tik tuo atveju, jei vamzdžio akustinis laidumas yra didelis. Tokiu atveju amplitudė smarkiai padidės dažniu, artimu obertono dažniui. Todėl uždarame vamzdyje, kur sukuriami tik obertonai su nelyginiu rezonansinio dažnio skaičiumi, visi kiti obertonai yra slopinami. Rezultatas yra būdingas „prislopintas“ garsas, kuriame net obertonai yra silpni, nors jų visiškai nėra. Priešingai, atviras vamzdis skleidžia „lengvesnį“ garsą, nes išlaiko visus obertonus, gautus iš pagrindinio dažnio.

Vamzdžio rezonansinės savybės labai priklauso nuo energijos nuostolių. Šie nuostoliai yra dviejų tipų: nuostoliai dėl vidinės trinties ir šilumos perdavimo bei nuostoliai dėl spinduliuotės per plyšį ir atvirą vamzdžio galą. Pirmojo tipo nuostoliai yra reikšmingesni siauruose vamzdžiuose ir esant žemiems virpesių dažniams. Platiems vamzdžiams ir esant dideliam virpesių dažniui, antrojo tipo nuostoliai yra reikšmingi.

Lūpos vietos įtaka obertonų kūrimui rodo, kad lūpą patartina perstumti. Jei lūpa padalytų srautą griežtai išilgai centrinės plokštumos, vamzdyje būtų sukurtas tik pagrindinio dažnio garsas (I) ir trečiasis obertonas (III). Perkeliant lūpą, kaip rodo punktyrinė linija, atsiranda antrasis ir ketvirtasis obertonai, kurie labai praturtina garso kokybę.

Iš to išplaukia, kad esant tam tikram vamzdžio ilgiui, taigi ir tam tikram pagrindiniam dažniui, platūs vamzdžiai gali pasitarnauti kaip geri rezonatoriai tik pagrindiniam tonui ir keliems kitiems obertonams, kurie sudaro duslų „fleitą panašų“ garsą. Siauri vamzdeliai tarnauja kaip geri rezonatoriai įvairiems obertonams, o kadangi aukštų dažnių spinduliavimas yra intensyvesnis nei žemų dažnių, sukuriamas aukštas „styguotas“ garsas. Tarp šių dviejų garsų skamba skambus sultingas skambesys, kuris tampa būdingu geriems vargonams, kuriuos sukuria vadinamieji principai arba diapazonai.

Be to, dideliame organe gali būti vamzdžių eilės su kūginiu korpusu, perforuotu kamščiu ar kitais geometriniais variantais. Tokios konstrukcijos skirtos trimito rezonansiniams dažniams modifikuoti, o kartais ir aukšto dažnio obertonų diapazonui padidinti, siekiant išgauti ypatingo garso kolorito tembrą. Medžiagos, iš kurios pagamintas vamzdis, pasirinkimas neturi didelės reikšmės.

Yra daug galimų oro vibracijų tipų vamzdyje, o tai dar labiau apsunkina vamzdžio akustines savybes. Pavyzdžiui, kai oro slėgis atvirame vamzdyje padidinamas tiek, kad sraute bus sukurtas pirmasis obertonas. f 1 vieną ketvirtadalį pagrindinės bangos ilgio, laidumo spiralės taškas, atitinkantis šį obertoną, pasislinks į dešinę pusę ir srovė nustos kurti šio dažnio obertoną. Tuo pačiu metu antrojo obertono 2 dažnis f 1 atitinka pusę bangos srovėje ir gali būti stabili. Todėl trimito garsas pereis į antrąjį obertoną, beveik visa oktava aukštesnį nei pirmasis, o tikslus virpesių dažnis priklausys nuo trimito rezonansinio dažnio ir oro slėgio.

Tolesnis iškrovimo slėgio padidėjimas gali sukelti kito obertono 3 susidarymą f 1 su sąlyga, kad lūpos „įpjovimas“ nėra per didelis. Kita vertus, dažnai pasitaiko, kad žemas slėgis, nepakankamas pagrindiniam tonui suformuoti, palaipsniui sukuria vieną iš obertonų antrajame laidumo spiralės posūkyje. Tokie garsai, sukuriami esant pertekliui ar stokojančiam spaudimo, yra įdomūs laboratoriniams tyrimams, tačiau pačiuose organuose naudojami itin retai, tik siekiant kažkokio ypatingo efekto.

Vaizdas į stovinčios bangos rezonansą vamzdžiuose su atviru ir uždaru viršutiniu galu. Kiekvienos spalvotos linijos plotis atitinka vibracijų amplitudę skirtingose vamzdžio dalyse. Rodyklės rodo oro judėjimo kryptį per vieną svyravimo ciklo pusę; antroje ciklo pusėje judėjimo kryptis pasikeičia. Romėniški skaitmenys žymi harmoninius skaičius. Atviram vamzdžiui visos pagrindinio dažnio harmonikos yra rezonansinės. Uždaras vamzdis turi būti perpus ilgesnis, kad išgautų tą pačią natą, tačiau jam rezonuoja tik nelyginės harmonikos. Sudėtinga vamzdžio „burnos“ geometrija šiek tiek iškraipo bangų konfigūraciją arčiau apatinio vamzdžio galo, jų nekeičiant. « pagrindinis » charakteris.

Vargonų gamybos meistrui pagaminus vieną vamzdį su reikiamu garsu, jo pagrindinė ir sunkiausia užduotis yra sukurti visą seriją tinkamo garso ir harmoningo garso per visą muzikinį klaviatūros diapazoną. To negalima pasiekti naudojant paprastą tos pačios geometrijos vamzdžių rinkinį, besiskiriantį tik savo matmenimis, nes tokiuose vamzdžiuose energijos nuostoliai dėl trinties ir spinduliuotės turės skirtingą poveikį skirtingų dažnių virpesiams. Norint užtikrinti akustinių savybių pastovumą visame diapazone, būtina keisti daugybę parametrų. Vamzdžio skersmuo kinta priklausomai nuo jo ilgio ir priklauso nuo jo kaip laipsnio su eksponentu k, kur k yra mažesnis už 1. Todėl ilgi bosiniai vamzdžiai siaurinami. Apskaičiuota k reikšmė yra 5/6, arba 0,83, tačiau atsižvelgiant į psichofizines žmogaus klausos ypatybes, ją reikėtų sumažinti iki 0,75. Ši k reikšmė labai artima tai, kurią empiriškai nustatė didieji XVII ir XVIII amžiaus vargonų gamintojai.

Pabaigoje panagrinėkime klausimą, kuris svarbus vargonavimo požiūriu: kaip valdomas daugelio vamzdžių garsas dideliuose vargonuose. Pagrindinis šio valdymo mechanizmas yra paprastas ir panašus į matricos eilutes ir stulpelius. Vamzdžiai, išdėstyti pagal registrus, atitinka matricos eilutes. Visi to paties registro vamzdžiai turi tą patį toną, o kiekvienas vamzdis atitinka vieną natą ant rankos ar kojos klaviatūros. Oro tiekimas į kiekvieno registro vamzdžius reguliuojamas specialia svirtimi, ant kurios nurodomas registro pavadinimas, o oro tiekimas tiesiai į vamzdžius, susietus su konkrečia užrašu ir sudarančius matricos stulpelį, reguliuojamas atitinkamą klaviatūros klavišą. Trimitas skambės tik pajudinus registro, kuriame jis yra, svirtį ir paspaudus norimą klavišą.

Vargonų vamzdžių išdėstymas primena matricos eilutes ir stulpelius. Šioje supaprastintoje diagramoje kiekviena eilutė, vadinama registru, susideda iš to paties tipo vamzdžių, kurių kiekvienas sukuria vieną užrašą (viršutinė diagramos dalis). Kiekviename stulpelyje, susietame su vienu užrašu klaviatūroje (apatinė diagramos dalis), yra skirtingų tipų vamzdžiai (kairioji diagramos dalis). Konsolėje esanti svirtis (dešinėje diagramos pusėje) suteikia oro prieigą prie visų registro vamzdžių, o paspaudus klaviatūros klavišą, oras pučiamas į visus nurodytos natos vamzdžius. Oro prieiga prie vamzdžio galima tik tuo pačiu metu įjungus eilutę ir stulpelį.

Šiais laikais, naudojant skaitmeninius loginius įrenginius ir elektra valdomus kiekvieno vamzdžio vožtuvus, galima naudoti įvairius tokios grandinės įgyvendinimo būdus. Senesni vargonai naudojo paprastas mechanines svirtis ir nendrinius vožtuvus, kad paduotų orą į klaviatūros kanalus, o mechaniniai slankikliai su skylutėmis valdytų oro srautą į visą registrą. Ši paprasta ir patikima mechaninė sistema, be savo dizaino privalumų, leido vargonininkui pačiam reguliuoti visų sklendžių atsidarymo greitį ir tarsi priartino sau šį pernelyg mechaninį muzikos instrumentą.

XIX amžiuje XX amžiaus pradžioje. dideli vargonai buvo statomi su visokiais elektromechaniniais ir elektropneumatiniais prietaisais, tačiau pastaruoju metu pirmenybė vėl teikiama mechaninėms perdavimui iš klavišų ir pedalų, o naudojant sudėtingus elektroninius prietaisus, grojant vargonais vienu metu įjungiamos registrų kombinacijos. Pavyzdžiui, 1979 m. Sidnėjaus operos teatro koncertų salėje buvo sumontuoti didžiausi pasaulyje vargonai. Juose yra 10 500 vamzdžių 205 registruose, paskirstytuose penkiarankėmis ir vienakojaiomis klaviatūromis. Rakto valdymas atliekamas mechaniškai, tačiau jį dubliuoja elektrinė transmisija, prie kurios galite prisijungti. Tokiu būdu vargonininko pasirodymas gali būti įrašytas užkoduota skaitmenine forma, kurią vėliau galima panaudoti automatiniam atkūrimui originalaus atlikimo vargonais. Registrų ir jų kombinacijų valdymas vykdomas naudojant elektrinius ar elektropneumatinius prietaisus bei mikroprocesorius su atmintimi, kas leidžia labai įvairinti valdymo programą. Taigi nuostabų sodrų didingų vargonų skambesį sukuria pažangiausių šiuolaikinių technologijų pasiekimų ir tradicinių technikų bei principų derinys, kurį ilgus šimtmečius taiko praeities meistrai.

Šildymo sistemos efektyvumas visų pirma priklauso nuo kompetentingo šildymo akumuliatoriaus prijungimo schemos pasirinkimo. Idealu, jei su mažomis degalų sąnaudomis radiatoriai gali generuoti maksimalų šilumos kiekį. Žemiau esančioje medžiagoje kalbėsime apie tai, kokios yra daugiabučio namo šildymo radiatorių prijungimo schemos, koks yra kiekvieno iš jų ypatumas, taip pat į kokius veiksnius reikėtų atsižvelgti renkantis tam tikrą variantą.

Radiatoriaus efektyvumą įtakojantys veiksniai

Pagrindiniai reikalavimai šildymo sistemai, žinoma, yra jos efektyvumas ir ekonomiškumas. Todėl į jo dizainą reikia žiūrėti apgalvotai, kad nepraleistumėte visų tam tikros gyvenamosios erdvės subtilybių ir ypatybių. Jei neturite pakankamai įgūdžių sukurti kompetentingą projektą, geriau šį darbą patikėti specialistams, kurie jau pasitvirtino ir turi teigiamų klientų atsiliepimų. Pasikliauti draugų patarimais, kurie rekomenduoja tam tikrus radiatorių prijungimo būdus, neverta, nes kiekvienu atveju pradinės sąlygos bus skirtingos. Kitaip tariant, kas tinka vienam žmogui, nebūtinai tiks kitam.

Tačiau jei vis tiek norite patys susitvarkyti su vamzdynais prie šildymo radiatorių, atkreipkite dėmesį į šiuos veiksnius:

radiatorių dydis ir jų šiluminė galia;
šildymo prietaisų išdėstymas namo viduje;
prijungimo schema.

Šiuolaikiniam vartotojui siūlomas įvairių modelių šildymo prietaisų pasirinkimas – tai iš įvairių medžiagų pagaminti šarnyriniai radiatoriai, cokoliniai arba grindų konvektoriai. Skirtumas tarp jų yra ne tik dydis ir išvaizda, bet ir tiekimo būdai, taip pat šilumos perdavimo laipsnis. Visi šie veiksniai turės įtakos šildymo radiatorių prijungimo galimybių pasirinkimui.

Priklausomai nuo šildomos patalpos dydžio, izoliacinio sluoksnio buvimo ar nebuvimo ant išorinių pastato sienų, galios, taip pat radiatoriaus gamintojo rekomenduojamo prijungimo tipo, tokių įrenginių skaičius ir matmenys skirsis. .

Paprastai radiatoriai dedami po langais arba prieplaukose tarp jų, jei langai yra dideliais atstumais vienas nuo kito, taip pat kampuose arba palei tuščią kambario sieną, vonioje, koridoriuje, sandėliuke. , dažnai daugiabučių namų laiptinėse.

Norint nukreipti šilumos energiją iš radiatoriaus į patalpą, tarp prietaiso ir sienos patartina pritvirtinti specialų atspindintį ekraną. Toks ekranas gali būti pagamintas iš bet kokios šilumą atspindinčios folijos medžiagos - pavyzdžiui, penofolio, izospano ar bet kurios kitos.

Prieš prijungdami šildymo akumuliatorių prie šildymo sistemos, atkreipkite dėmesį į kai kurias jo montavimo ypatybes:

viename būste visų baterijų išdėstymo lygis turi būti vienodas;
konvektorių briaunos turi būti nukreiptos vertikaliai;
radiatoriaus vidurys turi sutapti su centriniu lango tašku arba gali būti paslinktas 2 cm į dešinę arba į kairę;
bendras akumuliatoriaus ilgis turi būti nuo 75% lango angos pločio;
atstumas nuo palangės iki radiatoriaus turi būti ne mažesnis kaip 5 cm, o tarp prietaiso ir grindų turi būti bent 6 cm atstumas. Geriausia palikti 10-12 cm.

Atkreipkite dėmesį, kad nuo teisingo daugiabučio namo šildymo radiatorių prijungimo metodų pasirinkimo priklausys ne tik akumuliatoriaus šilumos perdavimas, bet ir šilumos nuostolių lygis.

Neretai butų savininkai šildymo sistemą surenka ir pajungia vadovaudamiesi draugų rekomendacijomis. Tokiu atveju rezultatas yra daug prastesnis nei tikėtasi. Tai reiškia, kad montavimo metu buvo padarytos klaidos, įrenginių galios neužtenka apšildyti konkrečiam kambariui arba šildymo vamzdžių sujungimo su baterijomis schema yra netinkama šiam namui.

Pagrindinių akumuliatorių jungčių tipų skirtumai

Visi galimi šildymo radiatorių prijungimo būdai skiriasi vamzdyno tipu. Jį gali sudaryti vienas arba du vamzdžiai. Savo ruožtu kiekviena iš variantų apima padalijimą į sistemas su vertikaliais stovais arba horizontaliomis linijomis. Gana dažnai naudojamas daugiabučio namo šildymo sistemos horizontalioji instaliacija ir ji pasirodė gerai.

Atsižvelgiant į tai, kuri vamzdžių prijungimo prie radiatorių parinktis buvo pasirinkta, jų prijungimo schema tiesiogiai priklausys. Šildymo sistemose su vienvamzde ir dviejų vamzdžių grandine naudojamas apatinis, šoninis ir įstrižinis radiatorių prijungimo būdas. Kad ir kurį variantą pasirinktumėte, svarbiausia, kad į patalpą patektų pakankamai šilumos kokybiškam jos šildymui.

Aprašyti vamzdžių laidų tipai vadinami trišakiu sujungimo sistema. Tačiau yra ir kita įvairovė - tai kolektoriaus grandinė arba sijos laidai. Jį naudojant šildymo kontūras klojamas prie kiekvieno radiatoriaus atskirai. Šiuo atžvilgiu akumuliatoriaus prijungimo kolektoriaus tipai turi didesnę kainą, nes tokiam ryšiui įgyvendinti reikės daug vamzdžių. Be to, jie praeis per visą kambarį. Tačiau dažniausiai tokiais atvejais šildymo kontūras klojamas grindyse ir nesugadina patalpos interjero.

Nepaisant to, kad aprašytoje kolektoriaus prijungimo schemoje daroma prielaida, kad yra daug vamzdžių, ji vis dažniau naudojama projektuojant šildymo sistemas. Visų pirma, tokio tipo radiatorių prijungimas naudojamas vandens "šiltoms grindims" sukurti. Jis naudojamas kaip papildomas šilumos šaltinis, arba kaip pagrindinis – viskas priklauso nuo projekto.

Vieno vamzdžio schema

Vadinama vienvamzdė šildymo sistema, kurioje visi be išimties radiatoriai yra prijungti prie vieno vamzdyno. Tuo pačiu metu šildomas aušinimo skystis prie įleidimo ir atvėsęs grįžtant juda tuo pačiu vamzdžiu, palaipsniui eidamas per visus šildymo įrenginius. Šiuo atveju labai svarbu, kad vidinė vamzdžio dalis būtų pakankama pagrindinei funkcijai atlikti. Priešingu atveju visas šildymas bus neefektyvus.

Šildymo sistema su vieno vamzdžio grandine turi tam tikrų privalumų ir trūkumų. Būtų klaidinga manyti, kad tokia sistema gali žymiai sumažinti vamzdžių klojimo ir šildymo prietaisų įrengimo išlaidas. Faktas yra tas, kad sistema veiks efektyviai tik tada, kai ji bus tinkamai prijungta, atsižvelgiant į daugybę subtilybių. Priešingu atveju jis negalės tinkamai šildyti buto.

Sutaupoma vienvamzdę šildymo sistemą tikrai galima sutaupyti, tačiau tik tada, kai naudojamas vertikalus tiekimo stovas. Visų pirma, penkių aukštų namuose ši laidų parinktis dažnai praktikuojama siekiant sutaupyti medžiagų. Šiuo atveju šildomas aušinimo skystis tiekiamas aukštyn per pagrindinį stovą, kur jis paskirstomas visiems kitiems stovams. Karštas vanduo grandinėje palaipsniui praeina per radiatorius kiekviename aukšte, pradedant nuo viršaus.

Kai aušinimo skystis pasiekia apatinius aukštus, jo temperatūra palaipsniui mažėja. Temperatūros skirtumui kompensuoti apatiniuose aukštuose montuojami didesnio ploto radiatoriai. Dar viena vienvamzdės šildymo sistemos ypatybė – ant visų radiatorių rekomenduojama įrengti aplinkkelius. Jie leidžia lengvai išimti baterijas, jei reikia remonto, nesustabdant visos sistemos.

Jei šildymas vieno vamzdžio grandine atliekamas pagal horizontalią laidų schemą, aušinimo skysčio judėjimas gali būti susijęs arba aklavietė. Tokia sistema pasiteisino iki 30 m ilgio vamzdynuose Tuo pačiu metu prijungtų radiatorių skaičius gali būti 4-5 vnt.

Dviejų vamzdžių šildymo sistemos

Dviejų vamzdžių grandinės viduje aušinimo skystis juda dviem atskirais vamzdynais. Vienas iš jų naudojamas tiekimo srautui su karštu aušinimo skysčiu, o kitas - grįžtamam srautui su aušinamu vandeniu, kuris juda link šildymo bako. Taigi, montuojant šildymo radiatorius su apatine jungtimi ar bet kokiu kitu sujungimu, visi akumuliatoriai įšyla tolygiai, nes į juos patenka maždaug tokios pat temperatūros vanduo.

Verta paminėti, kad dviejų vamzdžių grandinė jungiant baterijas su žemesne jungtimi, taip pat naudojant kitas schemas, yra priimtiniausia. Faktas yra tas, kad tokio tipo jungtis užtikrina minimalų šilumos nuostolių kiekį. Vandens cirkuliacijos schema gali būti ir susijusi, ir aklavietė.

Atkreipkite dėmesį, kad jei yra dviejų vamzdžių laidai, galima reguliuoti naudojamų radiatorių šilumines charakteristikas.

Kai kurie privačių namų savininkai mano, kad projektai su dviejų vamzdžių radiatorių jungtimis yra daug brangesni, nes jiems įgyvendinti reikia daugiau vamzdžių. Tačiau jei pažvelgsite išsamiau, paaiškės, kad jų kaina nėra daug didesnė nei vieno vamzdžio sistemų išdėstymo.

Faktas yra tas, kad vieno vamzdžio sistema reiškia, kad yra vamzdžių su dideliu skerspjūviu ir dideliu radiatoriumi. Tuo pačiu plonesnių vamzdžių, reikalingų dviejų vamzdžių sistemai, kaina yra daug mažesnė. Be to, galų gale atsipirks nereikalingos išlaidos dėl geresnės aušinimo skysčio cirkuliacijos ir minimalių šilumos nuostolių.

Naudojant dviejų vamzdžių sistemą, aliuminio šildymo radiatorių prijungimui naudojamos kelios galimybės. Jungtis gali būti įstriža, šoninė arba apatinė. Šiuo atveju leidžiama naudoti vertikalias ir horizontalias jungtis. Kalbant apie efektyvumą, įstrižinė jungtis laikoma geriausiu pasirinkimu. Tuo pačiu metu šiluma tolygiai paskirstoma visuose šildymo prietaisuose su minimaliais nuostoliais.

Šoninis arba vienpusis sujungimo būdas vienodai sėkmingai naudojamas tiek vieno vamzdžio, tiek dviejų vamzdžių laiduose. Pagrindinis skirtumas yra tas, kad tiekimo ir grąžinimo grandinės yra įpjautos vienoje radiatoriaus pusėje.

Šoninis sujungimas dažnai naudojamas daugiabučiuose namuose su vertikaliu tiekimo stovu. Atkreipkite dėmesį, kad prieš prijungiant šildymo radiatorių su šonine jungtimi, būtina ant jo sumontuoti aplinkkelį ir vožtuvą. Tai leis jums laisvai išimti bateriją plovimui, dažymui ar keitimui, neišjungiant visos sistemos.

Pažymėtina, kad vienpusio sujungimo efektyvumas yra maksimalus tik 5-6 sekcijų akumuliatoriams. Jei radiatoriaus ilgis yra daug ilgesnis, su tokia jungtimi bus dideli šilumos nuostoliai.

Apatinio vamzdyno pasirinkimo ypatybės

Paprastai radiatorius su apatine jungtimi jungiamas tais atvejais, kai netinkami šildymo vamzdžiai turi būti paslėpti grindyse arba sienoje, kad nebūtų trikdomas patalpos vidus.

Parduodant galite rasti daugybę šildymo prietaisų, kuriuose gamintojai suteikia mažesnį šildymo radiatorių tiekimą. Jie yra įvairių dydžių ir konfigūracijų. Tuo pačiu, norint nepažeisti akumuliatoriaus, verta pasidomėti gaminio pasu, kuriame nurodytas vieno ar kito modelio įrangos prijungimo būdas. Paprastai akumuliatoriaus prijungimo bloke yra rutuliniai vožtuvai, kurie, esant reikalui, leidžia jį išimti. Taigi, net neturėdami tokio darbo patirties, vadovaudamiesi instrukcijomis, galite prijungti bimetalinius šildymo radiatorius su apatine jungtimi.

Vandens cirkuliacija daugelyje šiuolaikinių radiatorių su žemesne jungtimi vyksta taip pat, kaip ir su įstrižaine jungtimi. Šis efektas pasiekiamas dėl radiatoriaus viduje esančios kliūties, kuri užtikrina vandens patekimą per visą šildytuvą. Po to aušinamas aušinimo skystis patenka į grįžtamąją grandinę.

Atkreipkite dėmesį, kad šildymo sistemose su natūralia cirkuliacija apatinė radiatorių jungtis yra nepageidautina. Tačiau didelius šilumos nuostolius dėl tokios prijungimo schemos galima kompensuoti padidinus baterijų šiluminę galią.

Įstrižainė jungtis

Kaip jau minėjome, įstrižai radiatorių prijungimo būdui būdingi mažiausi šilumos nuostoliai. Pagal šią schemą karštas aušinimo skystis patenka iš vienos radiatoriaus pusės, praeina per visas sekcijas, o tada išeina per vamzdį iš priešingos pusės. Tokio tipo jungtis tinka tiek vieno, tiek dviejų vamzdžių šildymo sistemoms.

Įstrižai radiatorių prijungti galima dviem versijomis:

Karšto aušinimo skysčio srautas patenka į viršutinę radiatoriaus angą, o tada, praėjęs per visas sekcijas, išeina iš apatinės šoninės angos priešingoje pusėje.
Aušinimo skystis patenka į radiatorių per apatinę angą vienoje pusėje ir išteka iš priešingos pusės iš viršaus.

Jungti įstrižai patartina tais atvejais, kai baterijos susideda iš daugybės sekcijų – nuo 12 ar daugiau.

Natūrali ir priverstinė aušinimo skysčio cirkuliacija

Verta paminėti, kad vamzdžių sujungimo su radiatoriais būdas taip pat priklausys nuo to, kaip aušinimo skystis cirkuliuoja šildymo kontūre. Yra dviejų tipų cirkuliacija – natūrali ir priverstinė.

Natūrali skysčio cirkuliacija šildymo kontūre pasiekiama taikant fizikinius dėsnius, o papildomos įrangos montuoti nereikia. Tai įmanoma tik naudojant vandenį kaip šilumos nešiklį. Jei naudojamas koks nors antifrizas, jis negalės laisvai cirkuliuoti vamzdžiais.

Šildymas natūralia cirkuliacija apima boilerį vandeniui šildyti, išsiplėtimo baką, 2 tiekimo ir grąžinimo vamzdynus, taip pat radiatorius. Šiuo atveju veikiantis katilas palaipsniui šildo vandenį, kuris plečiasi ir juda išilgai stove, eidamas per visus sistemos radiatorius. Tada jau atvėsęs vanduo gravitacijos būdu teka atgal į katilą.

Siekiant užtikrinti laisvą vandens judėjimą, horizontalūs vamzdžiai montuojami su nedideliu nuolydžiu aušinimo skysčio judėjimo kryptimi. Šildymo sistema su natūralia cirkuliacija yra savireguliacinė, nes vandens kiekis kinta priklausomai nuo jo temperatūros. Kai vanduo pašildomas, padidėja cirkuliacijos slėgis, o tai užtikrina vienodą patalpos šildymą.

Sistemose su natūralia skysčio cirkuliacija galima sumontuoti radiatorių su apatine jungtimi, jei yra dviejų vamzdžių jungtis, taip pat naudoti viršutinės laidų schemą vieno ir dviejų vamzdžių grandinėje. Paprastai tokio tipo cirkuliacija vykdoma tik mažuose namuose.

Atkreipkite dėmesį, kad ant akumuliatorių turi būti įrengtos ventiliacijos angos, per kurias būtų galima pašalinti oro užraktus. Arba stovuose gali būti įrengtos automatinės oro išleidimo angos. Šildymo katilą patartina pastatyti žemiau šildomos patalpos lygio, pavyzdžiui, rūsyje.

Jei namo plotas viršija 100 m 2, aušinimo skysčio cirkuliacijos būdas turi būti priverstinis. Tokiu atveju reikės sumontuoti specialų cirkuliacinį siurblį, kuris užtikrins antifrizo ar vandens judėjimą grandinėje. Siurblio galia priklauso nuo namo dydžio.

Cirkuliacinis siurblys gali būti montuojamas tiek ant tiekimo, tiek ant grąžinimo vamzdžių. Labai svarbu dujotiekio viršuje sumontuoti automatinius oro išleidiklius arba ant kiekvieno radiatoriaus įrengti Mayevsky čiaupus, kad oro spynos būtų pašalintos rankiniu būdu.

Cirkuliacinio siurblio naudojimas yra pateisinamas tiek vieno, tiek dviejų vamzdžių sistemose su vertikaliu ir horizontaliu radiatorių prijungimo tipu.

Kodėl svarbu teisingai prijungti šildymo radiatorius

Kad ir kokį prijungimo būdą bei radiatorių tipą pasirinktumėte, labai svarbu atlikti kompetentingus skaičiavimus ir teisingai sumontuoti įrangą. Tuo pačiu metu, norint pasirinkti geriausią variantą, svarbu atsižvelgti į konkretaus kambario ypatybes. Tada sistema bus maksimaliai efektyvi ir išvengs didelių šilumos nuostolių ateityje.

Jei norite surinkti šildymo sistemą dideliame brangiame dvare, projektavimą geriau patikėti specialistams.

Mažo ploto namams galite patys pasirinkti laidų schemą ir sumontuoti baterijas. Būtina atsižvelgti tik į konkrečios prijungimo schemos kokybę ir ištirti montavimo darbų ypatybes.

Atkreipkite dėmesį, kad vamzdynai ir radiatoriai turi būti pagaminti iš tos pačios medžiagos. Pavyzdžiui, plastikinių vamzdžių negalima prijungti prie ketaus baterijų, nes tai yra kupina problemų.

Taigi, jei atsižvelgiama į konkretaus namo ypatybes, šildymo radiatorių prijungimas gali būti atliekamas savarankiškai. Tinkamai parinkta vamzdžių sujungimo su radiatoriais schema sumažins šilumos nuostolius, kad šildymo įrenginiai veiktų maksimaliai efektyviai.