Kāpēc ir svarīgi saglabāt visas ērģeļu caurules? Fizikālie procesi orgānu caurulēs

Avots: « Zinātnes pasaulē » , Nr. 3, 1983. Autori: Nevils H. Flečers un Susanna Thvaitesa

Ērģeļu majestātiskā skaņa rodas, mijiedarbojoties stingri fāzē sinhronizētai gaisa strūklai, kas iet cauri caurules griezumam, un gaisa kolonnu, kas rezonē tās dobumā.

Nevienu mūzikas instrumentu nevar salīdzināt ar ērģelēm spēka, tembra, diapazona, tonalitātes un skaņas majestātiskuma ziņā. Tāpat kā daudzu mūzikas instrumentu, arī ērģeļu uzbūve ir nepārtraukti pilnveidota daudzu prasmīgu amatnieku paaudžu pūliņiem, kuri lēnām uzkrāja pieredzi un zināšanas. Līdz XVII gadsimta beigām. ķermenis pamatā ieguva savu mūsdienu formu. Divi ievērojamākie fiziķi 19. gs. Hermans fon Helmholcs un lords Reilijs izvirzīja pretējas teorijas, kas izskaidro skaņu veidošanās pamatmehānismus. ērģeļu pīpes, taču nepieciešamo instrumentu un rīku trūkuma dēļ viņu strīds tā arī netika atrisināts. Līdz ar osciloskopu un citu modernu instrumentu parādīšanos kļuva iespējams detalizēti izpētīt orgāna darbības mehānismu. Izrādījās, ka gan Helmholca teorija, gan Reilija teorija ir spēkā noteiktiem spiedieniem, zem kuriem ērģeļu caurulē tiek iespiests gaiss. Tālāk rakstā tiks prezentēti jaunāko pētījumu rezultāti, kas daudzējādā ziņā nesakrīt ar mācību grāmatās sniegto orgāna darbības mehānisma skaidrojumu.

No niedrēm vai citiem dobiem kātiem augiem izgrebtas caurules, iespējams, bija pirmie pūšamie instrumenti. Tie rada skaņas, ja pūšat pa caurules atvērto galu vai iepūšat caurulē, vibrējot ar lūpām, vai, saspiežot caurules galu, iepūšat gaisu, izraisot tās sieniņu vibrāciju. Šo trīs vienkāršo pūšaminstrumentu veidu izstrāde noveda pie modernās flautas, trompetes un klarnetes radīšanas, no kurām mūziķis var radīt skaņas diezgan plašā frekvenču diapazonā.

Paralēli tika radīti tādi instrumenti, kuros katrai caurulei bija paredzēts skanēt uz vienas konkrētas nots. Vienkāršākais no šiem instrumentiem ir flauta (jeb "Pan's flute"), kurai parasti ir aptuveni 20 dažāda garuma caurules, kas vienā galā ir aizvērtas un rada skaņas, pūšot pāri otram, atvērtam galam. Lielākais un sarežģītākais šāda veida instruments ir ērģeles, kas satur līdz 10 000 dūdu, kuras ērģelnieks vada ar sarežģītu mehānisko pārnesumu sistēmu. Ērģeles datētas ar seniem laikiem. Aleksandrijā jau 2. gadsimtā pirms mūsu ēras tika izgatavotas māla figūriņas, kurās attēloti mūziķi, kuri spēlē no daudzām silfonu caurulēm veidotu instrumentu. BC. Līdz X gadsimtam. ērģeles sāk izmantot kristiešu baznīcās, un Eiropā parādās mūku sarakstīti traktāti par ērģeļu uzbūvi. Saskaņā ar leģendu, lielas ērģeles, celta X gadsimtā. Vinčesteras katedrālei Anglijā, bija 400 metāla caurules, 26 plēšas un divas klaviatūras ar 40 taustiņiem, kur katrs taustiņš vadīja desmit caurules. Turpmākajos gadsimtos ērģeļu iekārta tika mehāniski un muzikāli pilnveidota, un jau 1429. gadā Amjēnas katedrālē tika uzbūvētas ērģeles ar 2500 trubām. Vācija 17. gadsimta beigās. ērģeles jau ieguvušas savu moderno formu.

Ērģeles, kas uzstādītas 1979. gadā Sidnejas Operas nama koncertzālē Austrālijā, ir lielākās un tehniski modernākās ērģeles pasaulē. Projektējis un būvējis R. Šārps. Tam ir aptuveni 10 500 cauruļu, ko kontrolē mehāniskā transmisija ar piecu roku un vienas kājas paliktņiem. Ērģeles var vadīt automātiski ar magnētisko lenti, uz kuras mūziķa sniegums iepriekš tika ierakstīts digitāli.

Apzīmēšanai izmantotie termini orgānu ierīces, atspoguļo to izcelsmi no cauruļveida pūšaminstrumentiem, kuros gaiss tika iepūsts ar muti. Ērģeļu caurules ir atvērtas no augšas, un no apakšas tām ir sašaurināta koniska forma. Pāri saplacinātajai daļai, virs konusa, iet caur caurules “mute” (nogriezta). Caurules iekšpusē tiek ievietota "mēle" (horizontālā riba), lai starp to un apakšējo "lūpu" izveidotu "labiālo atveri" (šaura sprauga). Gaiss tiek iespiests caurulē ar lielām plēšām un ieplūst tās konusveida pamatnē ar spiedienu no 500 līdz 1000 paskaliem (5 līdz 10 cm ūdens staba). Nospiežot atbilstošo pedāli un taustiņu, gaiss ieplūst caurulē, tas steidzas uz augšu, veidojoties izejot lūpu plaisa plata plakana straume. Gaisa strūkla iet pāri "mutes" spraugai un, atsitoties pret augšējo lūpu, mijiedarbojas ar gaisa kolonnu pašā caurulē; rezultātā tiek radītas stabilas vibrācijas, kas liek caurulei “runāt”. Pats par sevi jautājums par to, kā šī pēkšņā pāreja no klusuma uz skaņu notiek trompetē, ir ļoti sarežģīts un interesants, taču šajā rakstā tas netiek apskatīts. Saruna galvenokārt būs par procesiem, kas nodrošina nepārtrauktu ērģeļspēļu skanējumu un veido tām raksturīgo tonalitāti.

Ērģeļu caurule tiek uzbudināta, gaisam ieplūstot tās apakšējā galā un veidojot strūklu, ejot cauri spraugai starp apakšlūpu un mēli. Sekcijā strūkla mijiedarbojas ar gaisa kolonnu caurulē pie augšējās lūpas un iziet vai nu caurules iekšpusē, vai ārpus tās. Gaisa kolonnā tiek radītas līdzsvara stāvokļa svārstības, kas izraisa trompetes skaņu. Gaisa spiediens, kas mainās atkarībā no stāvviļņu likuma, tiek parādīts ar krāsainu ēnojumu. Caurules augšējā galā ir uzstādīta noņemama uzmava vai spraudnis, kas regulēšanas laikā ļauj nedaudz mainīt gaisa kolonnas garumu.

Var šķist, ka uzdevums aprakstīt gaisa strūklu, kas rada un saglabā orgānu skaņu, pilnībā pieder šķidruma un gāzes plūsmu teorijai. Tomēr izrādījās, ka ir ļoti grūti teorētiski apsvērt pat pastāvīgas, gludas, lamināras plūsmas kustību, jo pilnīgi turbulentai gaisa strūklai, kas pārvietojas ērģeļu caurulē, tās analīze ir neticami sarežģīta. Par laimi, turbulence, kas ir sarežģīts gaisa kustības veids, faktiski vienkāršo gaisa plūsmas būtību. Ja šī plūsma būtu lamināra, tad gaisa strūklas mijiedarbība ar vidi būtu atkarīga no to viskozitātes. Mūsu gadījumā turbulence aizstāj viskozitāti kā noteicošo mijiedarbības faktoru tieši proporcionāli gaisa plūsmas platumam. Ērģeļu būvniecības laikā īpaša uzmanība tiek pievērsta tam, lai gaisa plūsmas caurulēs būtu pilnīgi turbulentas, kas tiek panākts ar nelielu griezumu palīdzību gar mēles malu. Pārsteidzoši, atšķirībā no laminārās plūsmas, turbulentā plūsma ir stabila un to var reproducēt.

Pilnībā turbulentā plūsma pakāpeniski sajaucas ar apkārtējo gaisu. Izplešanās un palēnināšanas process ir salīdzinoši vienkāršs. Līknei, kas attēlo plūsmas ātruma izmaiņas atkarībā no attāluma no tās sekcijas centrālās plaknes, ir apgriezta parabola, kuras augšdaļa atbilst ātruma maksimālajai vērtībai. Plūsmas platums palielinās proporcionāli attālumam no labiālās plaisas. Plūsmas kinētiskā enerģija paliek nemainīga, tāpēc tās ātruma samazināšanās ir proporcionāla kvadrātsaknei no attāluma no spraugas. Šo atkarību apstiprina gan aprēķini, gan eksperimentālie rezultāti (ņemot vērā nelielu pārejas apgabalu netālu no labiālās spraugas).

Jau uzbudinātā un skanošā ērģeļpīpē gaisa plūsma no labiālās spraugas ieplūst intensīvā skaņas laukā caurules spraugā. Gaisa kustība, kas saistīta ar skaņu radīšanu, tiek virzīta caur spraugu un tādējādi perpendikulāra plūsmas plaknei. Pirms piecdesmit gadiem B. Braunam no Londonas Universitātes koledžas izdevās nofotografēt dūmu gaisa lamināro plūsmu skaņas laukā. Attēlos bija redzama līkumotu viļņu veidošanās, kas pieauga, pārvietojoties pa straumi, līdz tā sadalījās divās virpuļgredzenu rindās, kas rotē pretējos virzienos. Šo un līdzīgu novērojumu vienkāršotā interpretācija ir novedusi pie nepareiza fizikālo procesu apraksta ērģeļpīpēs, ko var atrast daudzās mācību grāmatās.

Auglīgāka metode gaisa strūklas faktiskās uzvedības izpētei skaņas laukā ir eksperimentēšana ar vienu cauruli, kurā skaņas lauks tiek izveidots, izmantojot skaļruni. Šāda pētījuma rezultātā, ko veica Dž. Koltmens Westinghouse Electric Corporation laboratorijā un grupa ar manu dalību Jaunanglijas Universitātē Austrālijā, radīja mūsdienu teorijas pamatus par ērģeļpīpēs notiekošajiem fizikālajiem procesiem. tika izstrādāti. Faktiski pat Rayleigh sniedza rūpīgu un gandrīz pilnīgu matemātisko aprakstu par inviscid mediju laminārajām plūsmām. Tā kā tika konstatēts, ka turbulence nevis sarežģī, bet gan vienkāršo gaisa stīgu fizisko attēlu, ar nelielām modifikācijām bija iespējams izmantot Reilija metodi, lai aprakstītu Koltmana un mūsu grupas eksperimentāli iegūtās un pētītās gaisa plūsmas.

Ja mēģenē nebūtu lūpu spraugas, tad varētu sagaidīt, ka gaisa strūkla kustīga gaisa sloksnes veidā akustisko vibrāciju ietekmē vienkārši kustētos uz priekšu un atpakaļ kopā ar visu pārējo gaisu caurules spraugā. Patiesībā, kad strūkla atstāj spraugu, to efektīvi stabilizē pati sprauga. Šo efektu var salīdzināt ar rezultātu, kas rodas, uzliekot vispārējai gaisa svārstību kustībai skaņas laukā stingri līdzsvarotu sajaukšanos, kas lokalizēta horizontālās malas plaknē. Šī lokalizētā sajaukšana, kurai ir tāda pati frekvence un amplitūda kā skaņas laukam un kā rezultātā rada nulles strūklas sajaukšanos pie horizontālās spuras, tiek glabāta kustīgā gaisa plūsmā un rada līkumotu vilni.

Piecas dažāda dizaina caurules rada vienāda augstuma, bet atšķirīga tembra skaņas. Otrā trompete no kreisās puses ir dulciana, kurai ir maiga, smalka skaņa, kas atgādina stīgu instrumenta skaņu. Trešā trompete ir atvērta diapazona, dodot vieglu, skanīgu skaņu, kas raksturīgākā ērģelēm. Ceturtajai trompetei ir stipri apslāpētas flautas skaņa. Piektā trompete - Waldflote ( « meža flauta") ar maigu skaņu. Kreisajā pusē esošā koka caurule ir aizvērta ar aizbāzni. Tam ir tāda pati pamata frekvence kā citām caurulēm, taču tā rezonē ar nepāra virstoņiem, kuru frekvences ir nepāra reižu lielākas par pamatfrekvenci. Atlikušo cauruļu garums nav gluži vienāds, jo tiek veikta "gala korekcija", lai iegūtu vienādu piķi.

Kā Rayleigh parādīja attiecībā uz viņa pētīto strūklas veidu un kā mēs esam visaptveroši apstiprinājuši gadījumam ar atšķirīgu turbulentu strūklu, vilnis izplatās pa plūsmu ar ātrumu, kas ir nedaudz mazāks par pusi no gaisa ātruma strūklas centrālajā plaknē. . Šajā gadījumā, pārvietojoties pa plūsmu, viļņa amplitūda palielinās gandrīz eksponenciāli. Parasti tas dubultojas, kad vilnis pārvietojas vienu milimetru, un tā efekts ātri kļūst dominējošs pār vienkāršu turp un sānu kustību, ko izraisa skaņas vibrācijas.

Tika konstatēts, ka vislielākais viļņu augšanas ātrums tiek sasniegts, ja tā garums pa plūsmu ir sešas reizes lielāks par plūsmas platumu dotajā punktā. Savukārt, ja viļņa garums ir mazāks par straumes platumu, tad amplitūda nepalielinās un vilnis var izzust pavisam. Tā kā gaisa strūkla izplešas un palēninās, virzoties prom no spraugas, garās plūsmās ar lielu amplitūdu var izplatīties tikai garie viļņi, tas ir, zemas frekvences svārstības. Šis apstāklis ​​izrādīsies būtisks turpmākajā apsvērumā par ērģeļspēļu harmoniskā skanējuma radīšanu.

Tagad apskatīsim ērģeļu caurules skaņas lauka ietekmi uz gaisa strūklu. Ir viegli iedomāties, ka skaņas lauka akustiskie viļņi caurules spraugā liek gaisa strūklas galam pārvietoties pāri spraugas augšējai malai, tādējādi strūkla atrodas vai nu caurules iekšpusē, vai ārpus tās. Tas atgādina attēlu, kad jau tiek stumtas šūpoles. Gaisa kolonna caurulē jau svārstās, un, kad gaisa brāzmas ieplūst caurulē sinhroni ar vibrāciju, tās saglabā vibrācijas spēku, neskatoties uz dažādiem enerģijas zudumiem, kas saistīti ar skaņas izplatīšanos un gaisa berzi pret caurules sienām. . Ja gaisa brāzmas nesakrīt ar gaisa kolonnas svārstībām caurulē, tās nomāc šīs svārstības un skaņa izgaisīs.

Gaisa strūklas forma ir parādīta attēlā kā secīgu kadru sērija, kad tā iziet no labiālās spraugas kustīgā akustiskā laukā, ko caurules “mutē” rada gaisa kolonna, kas rezonē caurules iekšpusē. Periodiska gaisa nobīde mutes daļā rada līkumotu vilni, kas pārvietojas ar ātrumu, kas uz pusi mazāks nekā gaisa strūklas centrālajā plaknē, un pieaug eksponenciāli, līdz tā amplitūda pārsniedz pašas strūklas platumu. Horizontālās sekcijas parāda ceļa posmus, kurus vilnis virzās strūklā secīgās svārstību perioda ceturkšņos. T. Sekanta līnijas tuvojas viena otrai, samazinoties strūklas ātrumam. Ērģeļu caurulē augšlūpa atrodas bultiņas norādītajā vietā. Gaisa strūkla pārmaiņus iziet un ieplūst caurulē.

Gaisa strūklas skaņu radošo īpašību mērīšanu var veikt, caurules atvērtajā galā novietojot filca vai putuplasta ķīļus, lai novērstu skaņu, un ar skaļruni radot nelielas amplitūdas skaņas vilni. Atspoguļojot no pretējā caurules gala, skaņas vilnis mijiedarbojas ar gaisa strūklu “mutes” sadaļā. Strūklas mijiedarbība ar stāvviļņu caurules iekšpusē tiek mērīta, izmantojot pārnēsājamu testera mikrofonu. Tādā veidā ir iespējams noteikt, vai gaisa strūkla palielina vai samazina atstarotā viļņa enerģiju caurules apakšējā daļā. Lai trompete skanētu, strūklai jāpalielina enerģija. Mērījumu rezultātus izsaka kā akustisko "vadītspēju", kas definēta kā akustiskās plūsmas attiecība pie izejas no sekcijas « mute" līdz skaņas spiedienam tieši aiz griezuma. Vadītspējas vērtības līknei dažādām gaisa izplūdes spiediena un svārstību frekvences kombinācijām ir spirāles forma, kā parādīts nākamajā attēlā.

Sakarību starp akustisko svārstību rašanos caurules spraugā un brīdi, kad nākamā gaisa strūklas daļa nonāk spraugas augšdaļā, nosaka laika intervāls, kurā vilnis gaisa plūsmā virzās attālumu no plkst. lūpu sprauga līdz augšlūpai. Ērģeļbūvētāji šo attālumu sauc par "zemspēli". Ja "zems griezums" ir liels vai gaisa spiediens (un līdz ar to arī kustības ātrums) ir zems, kustības laiks būs liels. Un otrādi, ja "zems griezums" ir mazs vai gaisa spiediens ir augsts, tad brauciena laiks būs īss.

Lai precīzi noteiktu fāzes sakarību starp gaisa kolonnas svārstībām caurulē un gaisa plūsmas daļu iekļūšanu augšējās lūpas iekšējā malā, ir nepieciešams sīkāk izpētīt gaisa kolonnas ietekmes raksturu. šīs proporcijas uz gaisa kolonnas. Helmholcs uzskatīja, ka galvenais faktors šeit ir gaisa plūsmas apjoms, ko piegādā strūkla. Tāpēc, lai strūklas daļas nodotu pēc iespējas vairāk enerģijas ar svārstīgo gaisa kolonnu, tām ir jāierodas brīdī, kad spiediens augšlūpas iekšējās daļas tuvumā sasniedz maksimumu.

Reilija izvirzīja citu nostāju. Viņš apgalvoja, ka, tā kā sprauga atrodas salīdzinoši tuvu caurules atvērtajam galam, akustiskie viļņi spraugā, ko ietekmē gaisa strūkla, nevar radīt lielu spiedienu. Reilija uzskatīja, ka gaisa plūsma, ieejot caurulē, faktiski sastopas ar šķērsli un gandrīz apstājas, kas ātri rada tajā augstu spiedienu, kas ietekmē tās kustību caurulē. Tāpēc, pēc Reilija teiktā, gaisa strūkla nodos maksimālo enerģijas daudzumu, ja tā ieplūdīs caurulē brīdī, kad maksimālais ir nevis spiediens, bet gan pati akustisko viļņu plūsma. Nobīde starp šiem diviem maksimumiem ir viena ceturtdaļa no gaisa kolonnas svārstību perioda caurulē. Ja mēs velkam analoģiju ar šūpolēm, tad šī atšķirība izpaužas kā šūpoļu stumšana, kad tā ir visaugstākajā punktā un tai ir maksimālā potenciālā enerģija (saskaņā ar Helmholca teikto), un tad, kad tā atrodas zemākajā punktā un tai ir maksimālais ātrums (saskaņā ar uz Reilu).

Strūklas akustiskās vadītspējas līknei ir spirāles forma. Attālums no sākuma punkta norāda vadītspējas lielumu, un leņķiskais stāvoklis norāda fāzes nobīdi starp akustisko plūsmu spraugas izejā un skaņas spiedienu aiz spraugas. Kad plūsma ir vienā fāzē ar spiedienu, vadītspējas vērtības atrodas spirāles labajā pusē un strūklas enerģija tiek izkliedēta. Lai strūkla radītu skaņu, vadītspējai jāatrodas spirāles kreisajā pusē, kas rodas, kad strūkla tiek kompensēta vai pakāpeniski pārtraukta attiecībā pret spiedienu pēc caurules griezuma. Šajā gadījumā atstarotā viļņa garums ir lielāks par krītošā viļņa garumu. Atsauces leņķa vērtība ir atkarīga no tā, kurš no diviem mehānismiem dominē caurules ierosmē: Helmholca mehānisms vai Rayleigh mehānisms. Kad vadītspēja ir spirāles augšējā pusē, strūkla pazemina caurules dabiskās rezonanses frekvenci, un, kad vadītspējas vērtība atrodas spirāles apakšējā daļā, tā paaugstina caurules dabiskās rezonanses frekvenci.

Gaisa plūsmas kustības grafiks caurulē (punktētā līkne) pie noteiktas strūklas novirzes ir asimetrisks attiecībā pret nulles novirzes vērtību, jo caurules mala ir veidota tā, lai strūklu nogrieztu nevis pa tās centrālo plakni. Kad strūkla tiek novirzīta pa vienkāršu sinusoīdu ar lielu amplitūdu (vienmērīga melna līkne), gaisa plūsma, kas ieplūst caurulē (krāsu līkne), vispirms "piesātinās" vienā galējā strūklas novirzes punktā, kad tā pilnībā iziet no caurules. Ar vēl lielāku amplitūdu gaisa plūsma tiek piesātināta arī otrā galējā novirzes punktā, kad strūkla pilnībā iekļūst caurulē. Lūpas nobīde dod plūsmai asimetrisku viļņu formu, kuras virstoņiem ir frekvences, kas ir novirzošā viļņa frekvences daudzkārtējas.

80 gadus problēma palika neatrisināta. Turklāt jauni pētījumi faktiski nav veikti. Un tikai tagad viņa ir atradusi apmierinošu risinājumu, pateicoties L. Krēmera un H. Līzinga darbam no institūta. Heinrihs Hercs Rietumos. Berlin, S. Eller no ASV Jūras akadēmijas, Koltmens un mūsu grupa. Īsāk sakot, gan Helmholcam, gan Reilejam bija daļēji taisnība. Sakarību starp abiem darbības mehānismiem nosaka ievadītā gaisa spiediens un skaņas frekvence, pie zema spiediena un augstām frekvencēm galvenais ir Helmholca mehānisms, bet augsta spiediena un zemās frekvencēs – Reilija mehānisms. Standarta konstrukcijas ērģeļu caurulēm Helmholca mehānismam parasti ir lielāka nozīme.

Koltmans izstrādāja vienkāršu un efektīvu veidu, kā izpētīt gaisa strūklas īpašības, kas tika pārveidots un uzlabots mūsu laboratorijā. Šīs metodes pamatā ir gaisa strūklas izpēte pie ērģeļu caurules spraugas, kad tās tālākais gals ir noslēgts ar filca vai putuplasta skaņu absorbējošiem ķīļiem, kas neļauj pīpei skanēt. Pēc tam no tālākajā galā novietotā skaļruņa pa cauruli tiek padots skaņas vilnis, kas atstarojas no spraugas malas, vispirms ar ievadītu strūklu un pēc tam bez tās. Abos gadījumos krītošie un atstarotie viļņi mijiedarbojas caurules iekšpusē, radot stāvošu vilni. Mērot ar nelielu zondes mikrofonu viļņu konfigurācijas izmaiņas gaisa strūklas ietekmē, var noteikt, vai strūkla palielina vai samazina atstarotā viļņa enerģiju.

Eksperimentos mēs faktiski izmērījām gaisa strūklas "akustisko vadītspēju", ko nosaka akustiskās plūsmas attiecība spraugas izejā, ko rada strūklas klātbūtne, un akustisko spiedienu tieši spraugā. . Akustisko vadītspēju raksturo lielums un fāzes leņķis, ko var attēlot grafiski kā frekvences vai izlādes spiediena funkciju. Ja mēs uzrādīsim vadītspējas grafiku ar neatkarīgām frekvences un spiediena izmaiņām, tad līknei būs spirāles forma (sk. attēlu). Attālums no spirāles sākuma punkta norāda vadītspējas vērtību, un punkta leņķiskais stāvoklis uz spirāles atbilst līkumotā viļņa fāzes aizkavēšanai, kas rodas strūklā caurules akustisko vibrāciju ietekmē. Viena viļņa garuma aizkave atbilst 360° ap spirāles apkārtmēru. Turbulentās strūklas īpašo īpašību dēļ izrādījās, ka, reizinot vadītspējas vērtību ar spiediena vērtības kvadrātsakni, visas konkrētajai orgānu caurulei izmērītās vērtības iekļaujas tajā pašā spirālē.

Ja spiediens paliek nemainīgs un ienākošo skaņas viļņu frekvence palielinās, tad punkti, kas norāda vadītspējas lielumu, tuvojas spirālē virzienā uz tās vidu pulksteņrādītāja virzienā. Ar nemainīgu frekvenci un pieaugošu spiedienu šie punkti attālinās no vidus pretējā virzienā.

Sidnejas operas ērģeļu iekšskats. Ir redzamas dažas tās 26 reģistru caurules. Lielākā daļa cauruļu ir izgatavotas no metāla, dažas ir izgatavotas no koka. Caurules skanošās daļas garums dubultojas ik pēc 12 caurulēm, bet caurules diametrs - aptuveni ik pēc 16 caurulēm. Meistaru ilggadīgā pieredze – ērģeļu veidotāji ļāva atrast vislabākās proporcijas, nodrošinot stabilu skaņas tembru.

Kad vadītspējas punkts atrodas spirāles labajā pusē, strūkla ņem enerģiju no plūsmas caurulē, un tāpēc rodas enerģijas zudumi. Ja punkts atrodas kreisajā pusē, strūkla nodos enerģiju plūsmai un tādējādi darbosies kā skaņas vibrāciju ģenerators. Kad vadītspējas vērtība ir spirāles augšējā pusē, strūkla pazemina caurules dabiskās rezonanses frekvenci, un, kad šis punkts atrodas apakšējā daļā, strūkla paaugstina caurules dabiskās rezonanses frekvenci. Fāzes nobīdi raksturojošā leņķa vērtība ir atkarīga no tā, kura shēma - Helmholtz vai Rayleigh - tiek veikta galvenā caurules ierosme, un to, kā parādīts, nosaka spiediena un frekvences vērtības. Tomēr šis leņķis, mērot no horizontālās ass labās puses (labais kvadrants), nekad nav ievērojami lielāks par nulli.

Tā kā 360° ap spirāles apkārtmēru atbilst fāzes nobīdei, kas vienāda ar tinuma viļņa garumu, kas izplatās pa gaisa strūklu, šādas nobīdes lielums no daudz mazākas par ceturtdaļu no viļņa garuma līdz gandrīz trim ceturtdaļām no tā garuma. garums atradīsies uz spirāles no centra līnijas, tas ir, tajā daļā, kur strūkla darbojas kā skaņas vibrāciju ģenerators. Mēs arī redzējām, ka pie nemainīgas frekvences fāzes nobīde ir iesmidzinātā gaisa spiediena funkcija, kas ietekmē gan pašas strūklas ātrumu, gan līkumotā viļņa izplatīšanās ātrumu pa strūklu. Tā kā šāda viļņa ātrums ir puse no strūklas ātruma, kas savukārt ir tieši proporcionāls spiediena kvadrātsaknei, strūklas fāzes izmaiņas par pusi no viļņa garuma ir iespējamas tikai ar būtiskām spiediena izmaiņām. . Teorētiski spiediens var mainīties par deviņiem koeficientiem, pirms trompete pārstāj radīt skaņu savā pamatfrekvenci, ja netiek pārkāpti citi nosacījumi. Tomēr praksē trompete sāk skanēt ar augstāku frekvenci, līdz tiek sasniegta noteiktā spiediena izmaiņu augšējā robeža.

Jāņem vērā, ka, lai kompensētu enerģijas zudumus caurulē un nodrošinātu skaņas stabilitāti, vairāki spirāles pagriezieni var iet tālu pa kreisi. Vēl tikai viena šāda cilpa, kuras atrašanās vieta atbilst aptuveni trim pusviļņiem strūklā, spēj radīt pīpes skaņu. Tā kā stīgu vadītspēja šajā punktā ir zema, radītā skaņa ir vājāka nekā jebkura skaņa, kas atbilst punktam spirāles ārējā pagriezienā.

Vadīšanas spirāles forma var kļūt vēl sarežģītāka, ja novirze pie augšējās lūpas pārsniedz pašas strūklas platumu. Šajā gadījumā strūkla tiek gandrīz pilnībā izpūsta no caurules un iepūsta tajā atpakaļ katrā pārvietošanas ciklā, un enerģijas daudzums, ko tā piešķir atstarotajam vilnim caurulē, vairs nav atkarīgs no turpmāka amplitūdas pieauguma. Attiecīgi samazinās arī gaisa virkņu efektivitāte akustisko vibrāciju ģenerēšanas režīmā. Šajā gadījumā strūklas novirzes amplitūdas palielināšanās tikai noved pie vadīšanas spirāles samazināšanās.

Strūklas efektivitātes samazināšanos, palielinoties novirzes amplitūdai, pavada enerģijas zudumu palielināšanās orgānu caurulē. Svārstības caurulē tiek ātri iestatītas uz zemāku līmeni, pie kura strūklas enerģija precīzi kompensē enerģijas zudumus caurulē. Interesanti atzīmēt, ka vairumā gadījumu enerģijas zudumi turbulences un viskozitātes dēļ ir daudz lielāki nekā zudumi, kas saistīti ar skaņas viļņu izkliedi caur atveri un caurules atvērtajiem galiem.

Diapazona tipa ērģeļu caurules griezums, kas parāda, ka mēlei ir iegriezums, lai radītu vienmērīgu gaisa plūsmas turbulentu kustību. Caurule ir izgatavota no "marķēta metāla" - sakausējuma ar augstu alvas saturu un svina piedevu. Izgatavojot lokšņu materiālu no šī sakausējuma, uz tā tiek fiksēts raksturīgs raksts, kas ir skaidri redzams fotoattēlā.

Protams, ērģeļu caurules faktiskā skaņa neaprobežojas tikai ar vienu noteiktu frekvenci, bet satur augstākas frekvences skaņas. Var pierādīt, ka šīs virstoņi ir precīzas pamatfrekvences harmonikas un atšķiras no tās veselu skaitu reižu. Pastāvīgos gaisa iesmidzināšanas apstākļos skaņas viļņa forma uz osciloskopa paliek tieši tāda pati. Mazākā harmoniskās frekvences novirze no vērtības, kas ir stingri pamatfrekvences reizinājums, noved pie pakāpeniskām, bet skaidri redzamām viļņu formas izmaiņām.

Šī parādība ir interesanta, jo ērģeļu caurulē, tāpat kā jebkurā atvērtā caurulē, gaisa kolonnas rezonanses vibrācijas ir iestatītas frekvencēs, kas nedaudz atšķiras no harmoniku frekvencēm. Fakts ir tāds, ka, palielinoties frekvencei, caurules darba garums kļūst nedaudz mazāks, jo mainās akustiskā plūsma caurules atvērtajos galos. Kā tiks parādīts, virstoņi ērģeļu caurulē rodas gaisa strūklas un spraugas malas mijiedarbības rezultātā, un pati caurule kalpo augstākas frekvences virstoņiem galvenokārt kā pasīvais rezonators.

Rezonanses vibrācijas caurulē tiek radītas ar vislielāko gaisa kustību tās caurumos. Citiem vārdiem sakot, vadītspējai ērģeļu caurulē ir jāsasniedz maksimums spraugā. No tā izriet, ka rezonanses vibrācijas rodas arī caurulē ar atvērtu garo galu frekvencēs, kurās vesels skaņas vibrāciju pusviļņu skaits iekļaujas caurules garumā. Ja pamatfrekvenci apzīmējam kā f 1, tad augstākas rezonanses frekvences būs 2 f 1 , 3f 1 utt. (Patiesībā, kā jau tika norādīts, augstākās rezonanses frekvences vienmēr ir nedaudz augstākas par šīm vērtībām.)

Caurulē ar slēgtu vai apslāpētu liela attāluma zirgu rezonanses svārstības notiek frekvencēs, kurās caurules garumā iekļaujas nepāra viļņa garuma ceturtdaļas. Tāpēc, lai skanētu vienā notī, slēgta caurule var būt uz pusi garāka nekā atvērta, un tās rezonanses frekvences būs f 1 , 3f 1 , 5f 1 utt.

Piespiedu gaisa spiediena maiņas ietekmes uz skaņu rezultāti parastajā ērģeļpīpē. Romiešu cipari apzīmē dažus pirmos virstoņus. Galvenais trompetes režīms (krāsu) aptver virkni labi līdzsvarotu normālu skaņu normālā spiedienā. Palielinoties spiedienam, trompetes skaņa pāriet uz otro virstoni; kad spiediens tiek samazināts, rodas novājināts otrais virstonis.

Tagad atgriezīsimies pie gaisa plūsmas ērģeļu caurulē. Mēs redzam, ka augstfrekvences viļņu traucējumi pakāpeniski samazinās, palielinoties strūklas platumam. Rezultātā strūklas gals pie augšlūpas svārstās gandrīz sinusoidāli caurules skaņas pamatfrekvenci un gandrīz neatkarīgi no akustiskā lauka svārstību augstākajām harmonikām caurules spraugas tuvumā. Tomēr strūklas sinusoidālā kustība neradīs tādu pašu gaisa plūsmas kustību caurulē, jo plūsma ir “piesātināta” tādēļ, ka ar lielu novirzi jebkurā virzienā tā pilnībā plūst vai nu no iekšpuses. vai no augšlūpas ārpuses. Turklāt lūpa parasti ir nedaudz pārvietota un sagriež plūsmu ne tieši gar tās centrālo plakni, lai piesātinājums nebūtu simetrisks. Tāpēc plūsmas svārstībām caurulē ir pilns pamatfrekvences harmoniku komplekts ar stingri noteiktu frekvenču un fāžu attiecību, un šo augstfrekvences harmoniku relatīvās amplitūdas strauji palielinās, palielinoties gaisa strūklas novirzes amplitūdai. .

Parastajā orgānu caurulē strūklas novirzes apjoms spraugā ir proporcionāls strūklas platumam pie augšējās lūpas. Rezultātā gaisa plūsmā tiek radīts liels skaits virstoņu. Ja lūpa sadalītu strūklu stingri simetriski, skaņā nebūtu vienmērīgu virstoņu. Tāpēc parasti lūpai tiek dota zināma sajaukšana, lai saglabātu visus virstoņus.

Kā jūs varētu gaidīt, atvērtas un slēgtas caurules rada dažādas skaņas kvalitātes. Strūklas radīto virstoņu frekvences ir galvenās strūklas svārstību frekvences daudzkārtējas. Gaisa kolonna caurulē spēcīgi rezonēs uz noteiktu virstoni tikai tad, ja caurules akustiskā vadītspēja ir augsta. Šajā gadījumā būs straujš amplitūdas pieaugums frekvencē, kas ir tuvu virstoņa frekvencei. Tāpēc slēgtā caurulē, kur tiek radīti tikai virstoņi ar nepāra rezonanses frekvences skaitļiem, visi pārējie virstoņi tiek nomākti. Rezultāts ir raksturīga "klusināta" skaņa, kurā pat virstoņi ir vāji, lai gan pilnībā nav. Gluži pretēji, atvērta caurule rada "vieglāku" skaņu, jo tā saglabā visus virstoņus, kas iegūti no pamatfrekvences.

Caurules rezonanses īpašības lielā mērā ir atkarīgas no enerģijas zudumiem. Šie zudumi ir divu veidu: zudumi iekšējās berzes un siltuma pārneses dēļ un zudumi starojuma dēļ caur spraugu un caurules atvērto galu. Pirmā veida zudumi ir nozīmīgāki šaurās caurulēs un zemās svārstību frekvencēs. Plašām caurulēm un ar augstu svārstību frekvenci otrā tipa zudumi ir ievērojami.

Lūpas atrašanās vietas ietekme uz virstoņu veidošanu norāda uz lūpu novirzīšanas lietderīgumu. Ja lūpa sadalītu strūklu stingri pa centrālo plakni, caurulē tiktu radīta tikai pamatfrekvences skaņa (I) un trešais virstonis (III). Pārbīdot lūpu, kā to parāda punktētā līnija, parādās otrais un ceturtais virstonis, kas ievērojami bagātina skaņas kvalitāti.

No tā izriet, ka noteiktam caurules garumam un līdz ar to noteiktai pamata frekvencei platas caurules var kalpot par labiem rezonatoriem tikai pamata tonim un dažiem nākamajiem virstoņiem, kas veido klusinātu "flautai līdzīgu" skaņu. Šaurās caurules kalpo kā labi rezonatori plašam virstoņu diapazonam, un, tā kā starojums augstās frekvencēs ir intensīvāks nekā zemās, tiek radīta augsta "stīgu" skaņa. Starp šīm divām skaņām ir skanīgs sulīgs skanējums, kas kļūst raksturīgs labām ērģelēm, kuras rada tā saucamie principi jeb diapazoni.

Turklāt lielam orgānam var būt cauruļu rindas ar konisku korpusu, perforētu aizbāzni vai citām ģeometriskām variācijām. Šādi dizaini paredzēti trompetes rezonanses frekvenču modificēšanai un dažkārt arī augstfrekvences virstoņu diapazona palielināšanai, lai iegūtu īpašas skaņas krāsojuma tembru. Materiāla izvēlei, no kuras izgatavota caurule, nav lielas nozīmes.

Caurulē ir liels skaits iespējamo gaisa vibrāciju veidu, un tas vēl vairāk sarežģī caurules akustiskās īpašības. Piemēram, kad gaisa spiediens atvērtā caurulē tiek palielināts tiktāl, ka strūklā tiks radīts pirmais virstonis f 1 vienu ceturtdaļu no galvenā viļņa garuma, vadīšanas spirāles punkts, kas atbilst šim virstonim, pārvietosies uz tā labo pusi, un strūkla pārstās radīt šīs frekvences virstoni. Tajā pašā laikā otrā virstoņa 2 frekvence f 1 atbilst pusviļņam strūklā, un tas var būt stabils. Tāpēc trompetes skaņa pāries uz šo otro virstoni, kas ir gandrīz par veselu oktāvu augstāka nekā pirmā, ar precīzu svārstību frekvenci atkarībā no trompetes rezonanses frekvences un gaisa spiediena.

Turpmāka izlādes spiediena palielināšanās var izraisīt nākamā virstoņa 3 veidošanos f 1 ar nosacījumu, ka lūpas "zemgriezums" nav pārāk liels. No otras puses, nereti gadās, ka zems spiediens, kas ir nepietiekams pamata toņa veidošanai, pamazām rada vienu no virstoņiem vadīšanas spirāles otrajā pagriezienā. Šādas skaņas, kas radītas ar pārmērīgu spiedienu vai trūkumu, interesē laboratorijas pētījumus, bet pašos orgānos tiek izmantotas ārkārtīgi reti, tikai lai panāktu kādu īpašu efektu.

Skats uz stāvviļņu rezonansē caurulēs ar atvērtu un aizvērtu augšējo galu. Katras krāsainās līnijas platums atbilst vibrāciju amplitūdai dažādās caurules daļās. Bultiņas norāda gaisa kustības virzienu vienā svārstību cikla pusē; cikla otrajā pusē kustības virziens tiek mainīts. Romiešu cipari norāda harmoniskos skaitļus. Atvērtai caurulei visas pamatfrekvences harmonikas ir rezonējošas. Slēgtai caurulei jābūt uz pusi garākai, lai radītu tādu pašu noti, taču tai ir rezonējošas tikai nepāra harmonikas. Caurules "mutes" sarežģītā ģeometrija nedaudz izkropļo viļņu konfigurāciju tuvāk caurules apakšējam galam, tos nemainot « galvenais » raksturs.

Pēc tam, kad ērģeļu izgatavošanas meistars ir izgatavojis vienu cauruli ar nepieciešamo skanējumu, viņa galvenais un grūtākais uzdevums ir izveidot visu atbilstoša skaļuma un skaņas harmonijas pīļu sēriju visā tastatūras muzikālajā diapazonā. To nevar panākt ar vienkāršu vienas un tās pašas ģeometrijas cauruļu komplektu, kas atšķiras tikai pēc izmēriem, jo ​​šādās caurulēs enerģijas zudumi no berzes un starojuma atšķirīgi ietekmēs dažādu frekvenču svārstības. Lai nodrošinātu akustisko īpašību noturību visā diapazonā, ir nepieciešams mainīt vairākus parametrus. Caurules diametrs mainās līdz ar tā garumu un ir atkarīgs no tā kā jauda ar eksponentu k, kur k ir mazāks par 1. Tāpēc garās basa caurules tiek padarītas šaurākas. Aprēķinātā k vērtība ir 5/6 jeb 0,83, bet, ņemot vērā cilvēka dzirdes psihofiziskās īpašības, tā jāsamazina līdz 0,75. Šī k vērtība ir ļoti tuva tai, ko empīriski noteica lielie 17. un 18. gadsimta ērģeļu ražotāji.

Nobeigumā apskatīsim jautājumu, kas ir svarīgs no ērģeļspēles viedokļa: kā tiek kontrolēta daudzu pīļu skaņa lielās ērģelēs. Šīs vadības pamatmehānisms ir vienkāršs un atgādina matricas rindas un kolonnas. Caurules, kas sakārtotas pa reģistriem, atbilst matricas rindām. Visām viena reģistra caurulēm ir vienāds tonis, un katra caurule atbilst vienai noti uz rokas vai pēdas tastatūras. Gaisa padevi katra reģistra caurulēm regulē speciāla svira, uz kuras ir norādīts reģistra nosaukums, un gaisa padevi tieši caurulēm, kas saistītas ar konkrēto noti un veido matricas kolonnu, regulē atbilstošo tastatūras taustiņu. Trompete skanēs tikai tad, ja tiks pārvietota reģistra svira, kurā tā atrodas, un tiek nospiests vajadzīgais taustiņš.

Ērģeļu pīļu izvietojums atgādina matricas rindas un kolonnas. Šajā vienkāršotajā diagrammā katra rinda, ko sauc par reģistru, sastāv no viena veida caurulēm, no kurām katra rada vienu piezīmi (diagrammas augšējā daļa). Katra kolonna, kas saistīta ar vienu tastatūras piezīmi (diagrammas apakšējā daļa), ietver dažāda veida caurules (diagrammas kreisā daļa). Svira uz konsoles (diagrammas labajā pusē) nodrošina gaisa piekļuvi visām reģistra caurulēm, un, nospiežot taustiņu uz tastatūras, gaiss tiek iepūsts visās noteiktās nots caurulēs. Gaisa piekļuve caurulei ir iespējama tikai tad, ja rinda un kolonna ir ieslēgtas vienlaikus.

Mūsdienās var izmantot dažādus veidus, kā ieviest šādu shēmu, izmantojot digitālās loģikas ierīces un elektriski vadāmus vārstus katrā caurulē. Vecāki orgāni izmantoja vienkāršas mehāniskas sviras un niedru vārstus, lai padotu gaisu tastatūras kanālos, un mehāniskos slīdņus ar caurumiem, lai kontrolētu gaisa plūsmu uz visu reģistru. Šī vienkāršā un uzticamā mehāniskā sistēma papildus dizaina priekšrocībām ļāva ērģelniekam pašam regulēt visu vārstu atvēršanas ātrumu un it kā padarīja šo pārāk mehānisko mūzikas instrumentu sev tuvāku.

XIX XX gadsimta sākumā. lielas ērģeles tika būvētas ar visdažādākajām elektromehāniskām un elektropneimatiskām ierīcēm, taču pēdējā laikā priekšroka atkal tiek dota mehāniskām pārraidēm no taustiņiem un pedāļiem, un tiek izmantotas sarežģītas elektroniskas ierīces, lai, spēlējot ērģeles, vienlaikus ieslēgtu reģistru kombinācijas. Piemēram, 1979. gadā Sidnejas Operas nama koncertzālē tika uzstādītas pasaulē lielākās ērģeles. Tajās ir 10 500 pīpes 205 reģistros, kas sadalītas pa piecu roku un vienas kājas klaviatūrām. Atslēgas vadība tiek veikta mehāniski, bet to dublē elektriskā transmisija, kurai var pieslēgties. Tādā veidā ērģelnieka sniegumu var ierakstīt kodētā digitālā formā, ko pēc tam izmantot automātiskai atskaņošanai uz oriģinālā izpildījuma ērģelēm. Reģistru un to kombināciju vadība tiek veikta, izmantojot elektriskās vai elektropneimatiskās ierīces un mikroprocesorus ar atmiņu, kas ļauj plaši variēt vadības programmu. Tādējādi majestātisko ērģeļu brīnišķīgo, bagātīgo skanējumu rada modernāko tehnoloģiju progresīvāko sasniegumu un tradicionālo paņēmienu un principu kombinācija, ko pagātnes meistari izmantojuši jau daudzus gadsimtus.

Kad atvērās neuzkrītošās smilškrāsas durvis, no tumsas manu skatienu noķēra tikai daži koka pakāpieni. Uzreiz aiz durvīm augšā paceļas jaudīga koka kaste, kas atgādina ventilācijas kasti. "Uzmanieties, šīs ir ērģeļu caurule, 32 pēdas, basa flautas reģistrs," mans gids brīdināja. — Pagaidi, es iedegšu gaismu. Pacietīgi gaidu, sagaidot vienu no interesantākajām ekskursijām manā mūžā. Manā priekšā ir ieeja ērģelēs. Šis ir vienīgais mūzikas instruments, kurā var iekāpt.

Ķermenis ir vairāk nekā simts gadus vecs. Tā stāv Maskavas konservatorijas Lielajā zālē, ļoti slavenajā zālē, no kuras sienām uz tevi skatās Baha, Čaikovska, Mocarta, Bēthovena portreti... Tomēr skatītāja acīm ir atvērts tikai ērģelnieka darbs. konsole pagriezās pret zāli ar aizmuguri un nedaudz māksliniecisku koka "Prospect" ar vertikālām metāla caurulēm. Vērojot ērģeļu fasādi, nezinātājs nesapratīs, kā un kāpēc šis unikālais instruments spēlē. Lai atklātu tās noslēpumus, jums būs jāpieiet jautājumam no cita leņķa. Burtiski.

Ērģeļu kuratore, skolotāja, mūziķe un ērģeļu meistare Natālija Vladimirovna Maļina laipni piekrita kļūt par manu gidi. "Var tikai ērģelēs virzīties uz priekšu," viņa man stingri paskaidro. Šai prasībai nav nekāda sakara ar mistiku un māņticību: vienkārši, pārvietojoties atmuguriski vai sānis, nepieredzējis cilvēks var uzkāpt uz vienas no ērģeļu pīlēm vai tai pieskarties. Un tur ir tūkstošiem cauruļu.

Ērģeļu galvenais princips, kas tās atšķir no vairuma pūšamo instrumentu: viena caurule – viena nots. Pana flautu var uzskatīt par senu ērģeļu priekšteci. Šis instruments, kas pastāv kopš neatminamiem laikiem dažādās pasaules malās, sastāv no vairākām kopā sasietām dobām dažāda garuma niedrēm. Ja pūšat leņķī pie īsākā mutes, atskanēs plāna, augsta skaņa. Garākas niedres skan zemāk.

Smieklīgs instruments ir ermoņika ar šim instrumentam neparastām trompetēm. Bet gandrīz tieši tāds pats dizains ir atrodams jebkurās lielajās ērģelēs (kā tas, kas redzams attēlā pa labi) - šādi tiek izkārtotas “niedru” ērģeļu caurules

Trīs tūkstošu trompešu skaņas. Vispārīgā shēma Diagrammā parādīta vienkāršota orgāna diagramma ar mehānisku traktūru. Fotogrāfijas, kurās redzamas atsevišķas instrumenta sastāvdaļas un ierīces, tika uzņemtas Maskavas Valsts konservatorijas Lielās zāles ērģeļu iekšpusē. Diagrammā nav redzamas plēšas, kas uztur nemainīgu spiedienu vējstikliņā un Barker sviras (tās ir attēlos). Trūkst arī pedāļa (pēdas tastatūra)

Atšķirībā no parastās flautas, jūs nevarat mainīt atsevišķas caurules augstumu, tāpēc Pan flauta var atskaņot tieši tik daudz nošu, cik tajā ir niedres. Lai instruments radītu ļoti zemas skaņas, tā sastāvā ir jāiekļauj liela garuma un liela diametra caurules. Ir iespējams izgatavot daudzas Pan flautas ar dažāda materiāla un dažāda diametra caurulēm, un tad tās pūtīs vienādas notis ar dažādiem tembriem. Taču, spēlējot visus šos instrumentus vienlaikus, neizdosies – rokās tos noturēt nevar, un milzu "niedrēm" elpas nepietiks. Bet, ja mēs visas savas flautas novietosim vertikāli, nodrošināsim katru atsevišķu cauruli ar gaisa ieplūdes vārstu, izdomāsim mehānismu, kas dotu mums iespēju vadīt visus vārstus no klaviatūras un, visbeidzot, izveidot dizainu gaisa sūknēšanai ar to. turpmāko izplatīšanu, mēs tikko esam ieguvuši orgānu.

Uz veca kuģa

Caurules orgānos ir izgatavotas no diviem materiāliem: koka un metāla. Koka caurulēm, ko izmanto basu skaņu iegūšanai, ir kvadrātveida sekcija. Metāla caurules parasti ir mazākas, tām ir cilindriska vai koniska forma, un tās parasti ir izgatavotas no alvas un svina sakausējuma. Ja ir vairāk alvas, caurule ir skaļāka, ja ir vairāk svina, izvilktā skaņa ir kurlāka, “kokvilna”.

Alvas un svina sakausējums ir ļoti mīksts, tāpēc ērģeļu caurules viegli deformējas. Ja liela metāla caurule tiek uzlikta uz sāniem, pēc kāda laika tā iegūs ovālu daļu zem sava svara, kas neizbēgami ietekmēs tās spēju iegūt skaņu. Virzoties iekšā Maskavas konservatorijas Lielās zāles ērģelēm, cenšos pieskarties tikai koka detaļām. Uzkāpjot uz pīpes vai neveikli to satverot, ērģeļu meistaram būs jaunas nepatikšanas: caurule būs “jāārstē” - jāiztaisno vai pat jāpielodē.

Ērģeles, kurās esmu iekšā, nebūt nav lielākās pasaulē un pat Krievijā. Cauruļu izmēra un skaita ziņā tas ir zemāks par Maskavas mūzikas nama, Kaļiņingradas katedrāles un koncertzāles ērģelēm. Čaikovskis. Galvenie rekordisti ir ārzemēs: piemēram, Atlantiksitijas konferenču zālē (ASV) uzstādītajā instrumentā ir vairāk nekā 33 000 cauruļu. Konservatorijas Lielās zāles ērģelēs ir desmitreiz mazāk stobru, "tikai" 3136, taču arī šo ievērojamo skaitu nevar kompakti novietot vienā plaknē. Ērģeles iekšpusē ir vairāki līmeņi, uz kuriem rindās ir uzstādītas caurules. Ērģeļmeistara piekļuvei caurulēm katrā līmenī tika izveidota šaura eja dēļu platformas veidā. Līmeņi ir savstarpēji savienoti ar kāpnēm, kurās pakāpienu lomu veic parastās šķērssijas. Ērģeļu iekšpusē ir pārpildīts, un kustībai starp līmeņiem ir nepieciešama zināma veiklība.

"Mana pieredze ir tāda," saka Natālija Vladimirovna Maļina, "ērģeļmeistaram vislabāk ir būt tievam un vieglam. Citu izmēru cilvēkam šeit ir grūti strādāt, nesabojājot instrumentu. Nesen elektriķis - smagnējs vīrietis - mainīja spuldzīti virs ērģelēm, paklupa un nolauza pāris dēļus no dēļu jumta. Cietušo un ievainoto nav, taču nokritušie dēļi sabojāja 30 ērģeļu pīpes.

Garīgi aplēšot, ka ideālu proporciju ērģeļmeistaru pāris viegli iederētos manā ķermenī, es piesardzīgi uzmetu skatienu šaurajām kāpnēm, kas ved uz augšējo līmeni. "Neuztraucieties," mani mierina Natālija Vladimirovna, "vienkārši ejiet uz priekšu un atkārtojiet kustības pēc manis. Struktūra ir spēcīga, tā jūs izturēs.

Svilpe un niedre

Uzkāpjam ērģeļu augšstāvā, no kurienes paveras skats uz Lielo zāli no augšējā punkta, kas vienkāršam ziemas dārza apmeklētājam nav pieejams. Lejā uz skatuves, kur nupat beidzies stīgu ansambļa mēģinājums, apkārt staigā mazi vīriņi ar vijolēm un altiem. Natālija Vladimirovna man parāda spāņu reģistrus pie skursteņa. Atšķirībā no citām caurulēm tās nav vertikālas, bet horizontālas. Veidojot sava veida vizieri virs ērģelēm, tie iepūš tieši zālē. Lielās zāles ērģeļu radītājs Aristīds Kavailjē-Kols nācis no franču-spāņu ērģeļmeistaru ģimenes. Līdz ar to Pireneju tradīcijas instrumentā Maskavas Bolshaya Nikitskaya ielā.

Starp citu, par Spānijas reģistriem un reģistriem vispār. "Reģistrs" ir viens no galvenajiem ērģeļu dizaina jēdzieniem. Šī ir noteikta diametra ērģeļpīpju sērija, kas veido hromatisko skalu atbilstoši to tastatūras taustiņiem vai tās daļai.

Atkarībā no to sastāvā iekļauto trubu mēroga (mērogs ir raksturam un skaņas kvalitātei svarīgāko caurules parametru attiecība), reģistri dod skaņu ar atšķirīgu tembra krāsu. Salīdzinot ar Pan flautu, es gandrīz palaidu garām vienu smalkumu: fakts ir tāds, ka ne visas ērģeļu caurules (kā vecas flautas niedres) ir aerofoni. Aerofons ir pūšaminstruments, kurā skaņa veidojas gaisa kolonnas vibrāciju rezultātā. Tajos ietilpst flauta, trompete, tuba, mežrags. Bet saksofons, oboja, ermoņikas ir idiofonu grupā, tas ir, "pašskanīgs". Šeit svārstās nevis gaiss, bet gan gaisa plūsmas racionalizētā mēle. Gaisa spiediens un elastīgais spēks, iedarbojoties pretī, izraisa niedres trīci un izplata skaņas viļņus, kurus pastiprina instrumenta zvans kā rezonators.

Lielākā daļa ērģeļu trubu ir aerofoni. Tos sauc par labiāliem vai svilpojošiem. Idiofona caurules veido īpašu reģistru grupu un tiek sauktas par niedru caurulēm.

Cik roku ir ērģelniekam?

Bet kā mūziķim izdodas panākt, lai visi šie tūkstoši trubu – koka un metāla, svilpe un niedres, atvērtas un slēgtas – desmitiem vai simtiem reģistru... skanētu īstajā laikā? Lai to saprastu, nokāpsim uz brīdi no ērģeļu augšējās kārtas un dosimies uz kanceli jeb ērģelnieka pulti. Nezinātājs, ieraugot šo ierīci, trīc kā pirms modernas lidmašīnas paneļa. Vairākas manuālās tastatūras - rokasgrāmatas (var būt piecas vai pat septiņas!), Viena pēda plus vēl daži noslēpumaini pedāļi. Ir arī daudz izplūdes sviru ar uzrakstiem uz rokturiem. Kāpēc tas viss?

Protams, ērģelniekam ir tikai divas rokas, un viņš nevarēs vienlaikus atskaņot visas rokasgrāmatas (Lielās zāles ērģelēs tās ir trīs, kas arī ir diezgan daudz). Lai mehāniski un funkcionāli atdalītu reģistru grupas, ir nepieciešamas vairākas manuālās tastatūras, tāpat kā datorā viens fiziskais cietais disks tiek sadalīts vairākos virtuālajos. Tā, piemēram, pirmā Lielās zāles ērģeļu rokasgrāmata kontrolē reģistru grupas (vācu termins ir Werk) caurules ar nosaukumu Grand Orgue. Tas ietver 14 reģistrus. Otrā rokasgrāmata (Positif Expressif) ir atbildīga arī par 14 reģistriem. Trešā tastatūra - Recit expressif - 12 reģistri. Visbeidzot, 32 taustiņu kāju slēdzis jeb "pedālis" darbojas ar desmit basu reģistriem.

Strīdoties no lajēja viedokļa, pat 14 reģistri vienai klaviatūrai ir kaut kā par daudz. Galu galā, nospiežot vienu taustiņu, ērģelnieks spēj vienlaikus dažādos reģistros likt skanēt 14 caurulēm (patiesībā vairāk, pateicoties tādiem reģistriem kā mixtura). Un, ja jums ir jāatskaņo nots tikai vienā reģistrā vai dažos atlasītajos? Šim nolūkam faktiski tiek izmantotas izplūdes sviras, kas atrodas pa labi un pa kreisi no rokasgrāmatām. Izvelkot sviru, uz kuras roktura rakstīts reģistra nosaukums, mūziķis atver tādu kā aizbīdni, kas paver gaisu noteikta reģistra caurulēm.

Tātad, lai atskaņotu vēlamo noti vēlamajā reģistrā, ir jāizvēlas manuālā vai pedāļa tastatūra, kas kontrolē šo reģistru, jāizvelk šim reģistram atbilstošā svira un jānospiež vajadzīgais taustiņš.

Spēcīga elpa

Mūsu tūres beigu daļa ir veltīta gaisam. Pats gaiss, kas liek ērģelēm skanēt. Kopā ar Natāliju Vladimirovnu nokāpjam stāvā lejā un atrodamies plašā tehniskajā telpā, kur nav nekā no Lielās zāles svinīgās noskaņas. Betona grīdas, balinātas sienas, arkveida koka atbalsta konstrukcijas, gaisa vadi un elektromotors. Ērģeļu pastāvēšanas pirmajā desmitgadē šeit cītīgi strādāja kalkantes rokeri. Četri veseli vīrieši stāvēja rindā, ar abām rokām satvēra nūju, kas bija cauri tērauda riņķim uz letes, un pārmaiņus ar vienu vai otru kāju spieda uz svirām, kas uzpūta kažokādu. Maiņa bija paredzēta divas stundas. Ja koncerts vai mēģinājums ievilkās ilgāk, nogurušos rokerus nomainīja svaigi pastiprinājumi.

Vecas kažokādas, kuru skaits ir četras, ir saglabājušās līdz mūsdienām. Pēc Natālijas Vladimirovnas teiktā, ap ziemas dārzu klīst leģenda, ka savulaik viņi mēģinājuši rokeru darbu aizstāt ar zirgspēkiem. Šim nolūkam it kā pat tika izveidots īpašs mehānisms. Taču līdz ar gaisu Lielajā zālē ieplūda zirgu mēslu smaka, un krievu ērģeļskolas dibinātājs A.F. Gediķe, paņēmusi pirmo akordu, neapmierināti kustināja degunu un teica: "Smird!"

Neatkarīgi no tā, vai šī leģenda ir patiesa vai nē, 1913. gadā muskuļu spēku beidzot nomainīja elektromotors. Ar skriemeļa palīdzību viņš grieza vārpstu, kas savukārt caur kloķa mehānismu iekustināja plēšas. Pēc tam arī šī shēma tika atmesta, un šodien elektriskais ventilators sūknē gaisu ērģelēs.

Ērģelēs piespiedu gaiss ieplūst tā sauktajās žurnāla plēšās, no kurām katra ir savienota ar kādu no 12 vējlādiņiem. Windlada ir saspiesta gaisa tvertne, kas izskatās kā koka kaste, uz kuras faktiski ir uzstādītas cauruļu rindas. Uz vienas vējstieņa parasti tiek novietoti vairāki reģistri. Sānos tiek ierīkotas lielas caurules, kurām nav pietiekami daudz vietas uz vējstikla, un gaisa vads metāla caurules veidā savieno tās ar vējstiklu.

Lielās zāles ērģeļu vējstieņi (“cilpas” dizains) ir sadalīti divās galvenajās daļās. Apakšējā daļā ar žurnāla kažokādas palīdzību tiek uzturēts pastāvīgs spiediens. Augšpuse ir sadalīta ar hermētiskām starpsienām tā sauktajos toņu kanālos. Visām dažādu reģistru caurulēm, kuras tiek vadītas ar vienu manuālas vai pedāļa taustiņu, ir izeja uz toņu kanālu. Katrs toņa kanāls ir savienots ar vējstikla apakšu ar caurumu, ko aizver ar atsperes vārstu. Kad taustiņš tiek nospiests cauri traktam, kustība tiek pārraidīta uz vārstu, tas atveras un saspiestais gaiss nonāk augšup toņa kanālā. Visām caurulēm, kurām ir pieeja šim kanālam, teorētiski vajadzētu sākt skanēt, bet ... tas, kā likums, nenotiek. Fakts ir tāds, ka cauri visai vējstikla augšējai daļai iet tā saucamās cilpas - amortizatori ar caurumiem, kas atrodas perpendikulāri toņu kanāliem un kuriem ir divas pozīcijas. Vienā no tiem cilpas pilnībā pārklāj visas dotā reģistra caurules visos toņu kanālos. Otrā reģistrs ir atvērts, un tā caurules sāk skanēt, tiklīdz pēc taustiņa nospiešanas gaiss nonāk attiecīgajā toņu kanālā. Cilpu vadība, kā jūs varētu nojaust, tiek veikta ar tālvadības pults svirām, izmantojot reģistra ceļu. Vienkārši sakot, taustiņi ļauj visām caurulēm skanēt to toņu kanālos, un cilpas nosaka favorītus.

Mēs pateicamies Maskavas Valsts konservatorijas vadībai un Natālijai Vladimirovnai Maļinai par palīdzību šī raksta sagatavošanā.

Apkures sistēmas efektivitāte galvenokārt ir atkarīga no kompetentas apkures akumulatora pieslēguma shēmas izvēles. Ideāli, ja ar nelielu degvielas patēriņu radiatori spēj radīt maksimālo siltuma daudzumu. Zemāk esošajā materiālā mēs runāsim par to, kādas ir daudzdzīvokļu mājas apkures radiatoru pieslēguma shēmas, kāda ir katra no tām īpatnība, kā arī kādi faktori jāņem vērā, izvēloties konkrēto iespēju.

Radiatora efektivitāti ietekmējošie faktori

Galvenās prasības apkures sistēmai, protams, ir tās efektivitāte un ekonomija. Tāpēc tā dizains ir jāpieiet pārdomāti, lai nepalaistu garām visa veida smalkumus un konkrētas dzīves telpas iezīmes. Ja jums nav pietiekamu prasmju, lai izveidotu kompetentu projektu, labāk ir uzticēt šo darbu speciālistiem, kuri jau ir sevi pierādījuši un kuriem ir pozitīvas atsauksmes no klientiem. Nav vērts paļauties uz draugu padomiem, kuri iesaka noteiktas radiatoru pieslēgšanas metodes, jo katrā gadījumā sākotnējie apstākļi būs atšķirīgi. Citiem vārdiem sakot, tas, kas der vienam, ne vienmēr der citam.

Tomēr, ja tomēr vēlaties pats tikt galā ar apkures radiatoru cauruļvadiem, pievērsiet uzmanību šādiem faktoriem:

• radiatoru izmēri un to siltuma jauda;
• apkures ierīču izvietošana mājas iekšienē;
• savienojuma shēma.

Mūsdienu patērētājam tiek piedāvāti dažādi apkures ierīču modeļi - tie ir no dažādiem materiāliem izgatavoti eņģes radiatori un cokola vai grīdas konvektori. Atšķirība starp tām ir ne tikai izmērā un izskatā, bet arī piegādes metodēs, kā arī siltuma pārneses pakāpē. Visi šie faktori ietekmēs apkures radiatoru pieslēgšanas iespēju izvēli.

Atkarībā no apsildāmās telpas lieluma, izolācijas slāņa esamības vai neesamības uz ēkas ārsienām, jaudas, kā arī radiatora ražotāja ieteiktā pieslēguma veida, šādu ierīču skaits un izmēri atšķirsies. .

Parasti radiatorus novieto zem logiem vai piestātnēs starp tiem, ja logi atrodas lielā attālumā viens no otra, kā arī stūros vai gar tukšo istabas sienu, vannas istabā, gaitenī, pieliekamajā. , bieži uz daudzdzīvokļu māju kāpņu telpām.

Lai siltumenerģiju no radiatora novirzītu telpā, starp ierīci un sienu vēlams piestiprināt īpašu atstarojošu ekrānu. Šādu ekrānu var izgatavot no jebkura siltumu atstarojoša folijas materiāla - piemēram, penofola, izospana vai jebkura cita.

Pirms apkures akumulatora pievienošanas apkures sistēmai, pievērsiet uzmanību dažām tā uzstādīšanas funkcijām:

• vienā mājoklī visu bateriju izvietojuma līmenim jābūt vienādam;
• ribām uz konvektoriem jābūt vērstām vertikāli;
• radiatora vidusdaļai jāsakrīt ar loga viduspunktu vai arī to var nobīdīt par 2 cm pa labi vai pa kreisi;
• akumulatora kopējam garumam jābūt no 75% no loga atvēruma platuma;
• attālumam no palodzes līdz radiatoram jābūt vismaz 5 cm, un starp ierīci un grīdu jābūt vismaz 6 cm atstarpei. Vislabāk ir atstāt 10-12 cm.

Lūdzu, ņemiet vērā, ka no pareizas apkures radiatoru pieslēgšanas metožu izvēles daudzdzīvokļu mājā būs atkarīga ne tikai akumulatora siltuma pārnese, bet arī siltuma zudumu līmenis.

Nereti dzīvokļu īpašnieki apkures sistēmu montē un pieslēdz, sekojot draugu ieteikumiem. Šajā gadījumā rezultāts ir daudz sliktāks nekā gaidīts. Tas nozīmē, ka uzstādīšanas procesā tika pieļautas kļūdas, ierīču jauda nav pietiekama, lai apsildītu konkrētu telpu, vai apkures cauruļu savienošanas shēma ar baterijām nav piemērota šai mājai.

Atšķirības starp galvenajiem akumulatoru savienojumu veidiem

Visi iespējamie apkures radiatoru pieslēguma veidi atšķiras pēc cauruļvadu veida. Tas var sastāvēt no vienas vai divām caurulēm. Savukārt katra no iespējām ietver sadalīšanu sistēmās ar vertikāliem stāvvadiem vai horizontālām līnijām. Diezgan bieži lietots apkures sistēmas horizontālā elektroinstalācija daudzdzīvokļu mājā un viņa uzstājās labi.

Pamatojoties uz to, kura opcija cauruļu savienošanai ar radiatoriem tika izvēlēta, to savienojuma shēma būs tieši atkarīga. Apkures sistēmās ar viencauruļu un divu cauruļu ķēdi tiek izmantota apakšējā, sānu un diagonālā radiatoru pieslēgšanas metode. Neatkarīgi no tā, kuru iespēju izvēlaties, galvenais, lai telpā ienāktu pietiekami daudz siltuma tās kvalitatīvai apkurei.

Aprakstītie cauruļu vadu veidi tiek saukti par tee savienojuma sistēmu. Tomēr ir arī cita šķirne - tā ir kolektora ķēde vai staru vadi. Lietojot to, apkures loks tiek likts katram radiatoram atsevišķi. Šajā sakarā kolektoru akumulatora savienojuma veidiem ir augstākas izmaksas, jo šāda savienojuma ieviešanai būs nepieciešams daudz cauruļu. Turklāt tie izies cauri visai telpai. Tomēr parasti šādos gadījumos apkures loks tiek ieklāts grīdā un nesabojā telpas interjeru.

Neskatoties uz to, ka aprakstītajā kolektora pieslēguma shēmā ir pieņemts liels skaits cauruļu, to arvien vairāk izmanto apkures sistēmu projektēšanas laikā. Jo īpaši šāda veida radiatoru pieslēgums tiek izmantots, lai izveidotu ūdens "siltu grīdu". To izmanto kā papildu siltuma avotu vai kā galveno - viss ir atkarīgs no projekta.

Vienas caurules shēma

Tiek saukta viencaurules apkures sistēma, kurā visi radiatori bez izņēmuma ir savienoti ar vienu cauruļvadu. Tajā pašā laikā uzkarsētais dzesēšanas šķidrums pie ieejas un atdzesēts pie atgriešanās virzās pa to pašu cauruli, pakāpeniski izejot cauri visām apkures ierīcēm. Šajā gadījumā ir ļoti svarīgi, lai caurules iekšējā daļa būtu pietiekama tās galvenās funkcijas izpildei. Pretējā gadījumā visa apkure būs neefektīva.

Apkures sistēmai ar viencaurules ķēdi ir noteikti plusi un mīnusi. Būtu kļūdaini uzskatīt, ka šāda sistēma var ievērojami samazināt cauruļu ieguldīšanas un apkures ierīču uzstādīšanas izmaksas. Fakts ir tāds, ka sistēma darbosies efektīvi tikai tad, ja tā būs pareizi savienota, ņemot vērā lielu skaitu smalkumu. Pretējā gadījumā tas nespēs pareizi sildīt dzīvokli.

Ietaupījumi viencaurules apkures sistēmas sakārtošanā patiešām notiek, bet tikai tad, ja tiek izmantots vertikālais pieplūdes stāvvads. Jo īpaši piecstāvu mājās šī elektroinstalācijas iespēja bieži tiek praktizēta, lai ietaupītu materiālus. Šajā gadījumā uzkarsētais dzesēšanas šķidrums tiek padots uz augšu caur galveno stāvvadu, kur tas tiek sadalīts visiem pārējiem stāvvadiem. Karstais ūdens ķēdē pakāpeniski iet caur radiatoriem katrā stāvā, sākot no augšas.

Kad dzesēšanas šķidrums sasniedz apakšējos stāvus, tā temperatūra pakāpeniski pazeminās. Lai kompensētu temperatūras starpību, apakšējos stāvos tiek uzstādīti radiatori ar lielāku platību. Vēl viena viencaurules apkures sistēmas iezīme ir tā, ka ir ieteicams uzstādīt apvedceļus uz visiem radiatoriem. Tie ļauj viegli izņemt baterijas, ja nepieciešams remonts, neapturot visu sistēmu.

Ja apkure ar viencaurules ķēdi tiek veikta saskaņā ar horizontālo elektroinstalācijas shēmu, dzesēšanas šķidruma kustība var būt saistīta vai strupceļā. Šāda sistēma ir pierādījusi sevi cauruļvados, kuru garums ir līdz 30 m. Tajā pašā laikā pieslēgto radiatoru skaits var būt 4-5 gabali.

Divu cauruļu apkures sistēmas

Divu cauruļu ķēdē dzesēšanas šķidrums pārvietojas pa diviem atsevišķiem cauruļvadiem. Viens no tiem tiek izmantots padeves plūsmai ar karstu dzesēšanas šķidrumu, bet otrs - atgaitas plūsmai ar atdzesētu ūdeni, kas virzās uz apkures tvertni. Tādējādi, uzstādot apkures radiatorus ar apakšējo savienojumu vai cita veida pieslēgumu, visi akumulatori vienmērīgi uzsilst, jo tajos iekļūst aptuveni vienādas temperatūras ūdens.

Ir vērts atzīmēt, ka divu cauruļu ķēde, pievienojot akumulatorus ar zemāku savienojumu, kā arī izmantojot citas shēmas, ir vispieņemamākā. Fakts ir tāds, ka šāda veida savienojums nodrošina minimālu siltuma zudumu daudzumu. Ūdens cirkulācijas shēma var būt gan saistīta, gan strupceļa.

Lūdzu, ņemiet vērā, ka, ja ir divu cauruļu elektroinstalācija, ir iespējams regulēt izmantoto radiatoru siltuma veiktspēju.

Daži privātmāju īpašnieki uzskata, ka projekti ar divu cauruļu radiatoru pieslēgumiem ir daudz dārgāki, jo to īstenošanai nepieciešams vairāk cauruļu. Tomēr, ja paskatās sīkāk, izrādās, ka to izmaksas nav daudz augstākas nekā viencauruļu sistēmu izkārtojumā.

Fakts ir tāds, ka viencaurules sistēma nozīmē cauruļu ar lielu šķērsgriezumu un lielu radiatoru klātbūtni. Tajā pašā laikā divu cauruļu sistēmai nepieciešamo plānāko cauruļu cena ir daudz zemāka. Turklāt galu galā atmaksāsies nevajadzīgas izmaksas, pateicoties labākai dzesēšanas šķidruma cirkulācijai un minimāliem siltuma zudumiem.

Izmantojot divu cauruļu sistēmu, alumīnija apkures radiatoru pieslēgšanai tiek izmantotas vairākas iespējas. Savienojums var būt pa diagonāli, sāniem vai apakšā. Šajā gadījumā ir atļauts izmantot vertikālos un horizontālos savienojumus. Efektivitātes ziņā diagonālais savienojums tiek uzskatīts par labāko variantu. Tajā pašā laikā siltums tiek vienmērīgi sadalīts pa visām apkures ierīcēm ar minimāliem zudumiem.

Sānu jeb vienpusējā savienojuma metode tiek izmantota vienlīdz veiksmīgi gan viencaurules, gan divu cauruļu elektroinstalācijā. Tās galvenā atšķirība ir tāda, ka padeves un atgriešanas ķēdes tiek sagrieztas vienā radiatora pusē.

Sānu savienojums bieži tiek izmantots daudzdzīvokļu ēkās ar vertikālu padeves stāvvadu. Lūdzu, ņemiet vērā, ka pirms apkures radiatora pievienošanas ar sānu savienojumu, ir nepieciešams uzstādīt apvedceļu un uz tā krānu. Tas ļaus jums brīvi izņemt akumulatoru mazgāšanai, krāsošanai vai nomaiņai, neizslēdzot visu sistēmu.

Jāatzīmē, ka vienpusējas savienošanas efektivitāte ir maksimāla tikai akumulatoriem ar 5-6 sekcijām. Ja radiatora garums ir daudz lielāks, ar šādu savienojumu būs ievērojami siltuma zudumi.

Apakšējās cauruļvadu iespējas iezīmes

Parasti radiatoru ar apakšējo pieslēgumu pieslēdz gadījumos, kad neprezentējamas apkures caurules ir jāpaslēpj grīdā vai sienā, lai netraucētu telpas iekšpusi.

Pārdošanā jūs varat atrast lielu skaitu apkures ierīču, kurās ražotāji nodrošina zemāku apkures radiatoru piegādi. Tie ir pieejami dažādos izmēros un konfigurācijās. Tajā pašā laikā, lai nesabojātu akumulatoru, ir vērts ieskatīties preces pasē, kur ir noteikta viena vai cita aprīkojuma modeļa pieslēgšanas metode. Parasti akumulatora pieslēguma blokā ir paredzēti lodveida vārsti, kas vajadzības gadījumā ļauj to noņemt. Tādējādi, pat bez pieredzes šādā darbā, izmantojot instrukcijas, jūs varat savienot bimetāla apkures radiatorus ar apakšējo savienojumu.

Ūdens cirkulācija daudzos mūsdienu radiatoros ar zemāku savienojumu notiek tāpat kā ar diagonālo savienojumu. Šis efekts tiek panākts, pateicoties šķērslim, kas atrodas radiatora iekšpusē, kas nodrošina ūdens pāreju visā sildītājā. Pēc tam atdzesētais dzesēšanas šķidrums nonāk atgriešanas ķēdē.

Lūdzu, ņemiet vērā, ka apkures sistēmās ar dabisko cirkulāciju radiatoru apakšējais savienojums nav vēlams. Tomēr ievērojamus siltuma zudumus no šādas savienojuma shēmas var kompensēt, palielinot akumulatoru siltuma jaudu.

Diagonālais savienojums

Kā mēs jau atzīmējām, radiatoru pieslēgšanas diagonālo metodi raksturo mazākie siltuma zudumi. Izmantojot šo shēmu, karstais dzesēšanas šķidrums ieplūst no vienas radiatora puses, iet cauri visām sekcijām un pēc tam iziet caur cauruli no pretējās puses. Šis pieslēguma veids ir piemērots gan vienas, gan divu cauruļu apkures sistēmām.

Radiatoru diagonālo savienojumu var veikt 2 versijās:

1. Karstā dzesēšanas šķidruma plūsma iekļūst radiatora augšējā atverē un pēc tam, izgājusi cauri visām sekcijām, iziet no apakšējās sānu atveres pretējā pusē.
2. Dzesēšanas šķidrums ieplūst radiatorā caur apakšējo atveri vienā pusē un izplūst no pretējās puses no augšas.

Savienošana pa diagonāli ir ieteicama gadījumos, kad baterijas sastāv no liela skaita sekciju - no 12 vai vairāk.

Dzesēšanas šķidruma dabiskā un piespiedu cirkulācija

Ir vērts atzīmēt, ka cauruļu pieslēgšanas metode radiatoriem būs atkarīga arī no tā, kā dzesēšanas šķidrums cirkulē apkures lokā. Ir divu veidu cirkulācija - dabiskā un piespiedu.

Šķidruma dabiskā cirkulācija apkures lokā tiek panākta, piemērojot fizikālos likumus, savukārt papildu aprīkojums nav jāuzstāda. Tas ir iespējams tikai tad, ja izmanto ūdeni kā siltumnesēju. Ja tiek izmantots kāds antifrīzs, tas nevarēs brīvi cirkulēt pa caurulēm.

Apkurē ar dabisko cirkulāciju ietilpst boileris ūdens sildīšanai, izplešanās tvertne, 2 cauruļvadi padevei un atgriešanai, kā arī radiatori. Šajā gadījumā darbojošais katls pakāpeniski uzsilda ūdeni, kas izplešas un virzās pa stāvvadu, izejot cauri visiem sistēmas radiatoriem. Pēc tam jau atdzesētais ūdens gravitācijas ietekmē ieplūst katlā.

Lai nodrošinātu brīvu ūdens kustību, horizontālās caurules tiek montētas ar nelielu slīpumu dzesēšanas šķidruma kustības virzienā. Apkures sistēma ar dabisko cirkulāciju ir pašregulējoša, jo ūdens daudzums mainās atkarībā no tās temperatūras. Kad ūdens tiek uzkarsēts, palielinās cirkulācijas spiediens, kas nodrošina vienmērīgu telpas apsildi.

Sistēmās ar dabisku šķidruma cirkulāciju ir iespējams uzstādīt radiatoru ar apakšējo savienojumu ar divu cauruļu savienojumu, kā arī izmantot augšējo vadu shēmu vienas un divu cauruļu ķēdē. Parasti šāda veida cirkulācija tiek veikta tikai mazās mājās.

Lūdzu, ņemiet vērā, ka uz akumulatoriem ir jābūt ventilācijas atverēm, caur kurām var noņemt gaisa slēdzenes. Alternatīvi stāvvadus var aprīkot ar automātiskām ventilācijas atverēm. Apkures katlu vēlams novietot zem apsildāmās telpas līmeņa, piemēram, pagrabā.

Ja mājas platība pārsniedz 100 m 2, tad dzesēšanas šķidruma cirkulācijas metode ir jāpiespiež. Šajā gadījumā būs nepieciešams uzstādīt īpašu cirkulācijas sūkni, kas nodrošinās antifrīza vai ūdens kustību pa ķēdi. Sūkņa jauda ir atkarīga no mājas lieluma.

Cirkulācijas sūkni var uzstādīt gan uz padeves, gan atgaitas caurulēm. Ir ļoti svarīgi cauruļvada augšpusē uzstādīt automātiskos atgaisotājus vai katram radiatoram nodrošināt Mayevsky krānus, lai manuāli noņemtu gaisa slēdzenes.

Cirkulācijas sūkņa izmantošana ir pamatota gan vienas, gan divu cauruļu sistēmās ar vertikālu un horizontālu radiatora pieslēguma veidu.

Kāpēc ir svarīgi pareizi pieslēgt apkures radiatorus

Neatkarīgi no izvēlētās pieslēguma metodes un radiatora veida ir ļoti svarīgi veikt kompetentus aprēķinus un pareizi uzstādīt aprīkojumu. Tajā pašā laikā, lai izvēlētos labāko variantu, ir svarīgi ņemt vērā konkrētas telpas īpašības. Tad sistēma būs pēc iespējas efektīvāka un turpmāk ļaus izvairīties no būtiskiem siltuma zudumiem.

Ja vēlaties montēt apkures sistēmu lielā dārgā savrupmājā, labāk ir uzticēt projektēšanu speciālistiem.

Mazas platības mājām jūs pats varat tikt galā ar elektroinstalācijas shēmas izvēli un akumulatoru uzstādīšanu. Ir tikai jāņem vērā konkrētas savienojuma shēmas kvalitāte un jāizpēta uzstādīšanas darbu iezīmes.

Lūdzu, ņemiet vērā, ka cauruļvadiem un radiatoriem jābūt izgatavotiem no viena materiāla. Piemēram, plastmasas caurules nevar savienot ar čuguna akumulatoriem, jo ​​​​tas ir pilns ar problēmām.

Tādējādi, ja tiek ņemtas vērā konkrētas mājas īpatnības, apkures radiatoru pieslēgšana var tikt veikta neatkarīgi. Labi izvēlēta shēma cauruļu savienošanai ar radiatoriem samazinās siltuma zudumus, lai apkures ierīces varētu strādāt ar maksimālu efektivitāti.