Thunder Bay, 7,6 miljoner liter vågpool på 2 miljoner gallon vid Wet 'n Wild Emerald Pointe i Greensboro, NC. Den moderna civilisationen är fylld med konstgjorda återskapelser av naturen. Människor dekorerar hus med konstgjorda julgranar, bära konsthår, spela spel på konstgräs och bygga djurparkburar med konstgjorda stenar. Forskare har till och med utvecklat konstgjorda hjärtan!
En av mänsklighetens konstigaste återskapande av naturen är den konstgjorda havsstranden, även känd som vågpool . Dessa populära vattenparkattraktioner saneras, regimenterade revisioner av det vilda, organiska surfar skapade av naturen. I vågbassänger, vattnet kloreras, stranden är konkret och vågorna kommer som ett urverk, en gång i några minuter.
I den här artikeln, vi kikar bakom kulisserna i Thunder Bay, huvudattraktionen på Wet 'n Wild Emerald Pointe i Greensboro, NC . Som vi får se, det krävs mycket sofistikerat, kraftfull utrustning för att hålla vågorna rullande hela dagen. Men grundtanken är väldigt enkel.
Innehåll
Våggeneratorn på Emerald Pointe's Splash Island använder tryckluft för att producera mjuka krusningar. I havet, de flesta vågor skapas av vinden. Den rusande luften skjuter ihop några vattenmolekyler, producerar en svällning av vatten - a störning i havets yta - vid en viss punkt. Dessa molekyler pressar på molekylerna bredvid dem, som trycker på molekylerna bredvid dem och så vidare. På det här sättet, störningen passerar längs havets yta, medan de enskilda vattenmolekylerna stannar i ungefär samma område.
Det finns ett antal sätt att replikera denna typ av vågåtgärd. Allt du behöver är en bassäng med vatten och några sätt att skapa en periodisk störning. Du kan använda en kraftig luftstråle längs ytan, ett roterande paddelhjul (som de som används på ångbåtar) eller en oscillerande kolv. I grund och botten, du trycker på vattnet vid ett tillfälle och detta energi reser utåt, genom det omgivande vattnet. Detta är samma sak som händer när du tappar en sten i en damm.
Emerald Pointe har en sådan vågpool på Splash Island, en badplats för yngre barn. I denna pool, mjuka krusningar sprids ut från den djupare änden, strax under en vulkanstruktur, och tvätta på den lilla stranden.
Låt oss ta en titt på maskinerna som får detta att hända.
Maskineriet som skapar ringverkan i vågbassängen vid Emerald Pointe är väldigt enkelt. I ett pumprum nedanför poolen, en höghastighet fläkt blåser luft i en bred metall rör , som leder till en avgasport vid vulkanens bas. Mitt i detta rör, det finns en fjärilsventil , en bred skiva med en svängbar metallaxelstång. När stången vrids åt ett håll, skivan vilar horisontellt i röret, blockerar luftflödet. När stången vrids åt andra hållet, skivan rör sig till ett vertikalt läge så att luften kan passera.
A hydraulisk kolv svänger stången fram och tillbaka med jämna mellanrum, så att korta tryckluftsflöden kan strömma upp till avgasporten. Dessa luftblåsningar blåser på vattnet vid vulkanens bas, genererar flödande krusningar.
Att göra små vågor är ganska enkelt med den här typen av system, men det är mycket svårare att bilda stora, surfbara vågor. Du skulle behöva en absurd intensiv luftblåsning eller en stor, fruktansvärt stark kolv. Sådana enheter skulle sannolikt vara ineffektiva, besvärligt och farligt, så de skulle inte göra för särskilt bra vatten park attraktioner. Istället, vattenparker använder vattenpumpande vågsystem. I nästa par avsnitt, vi får se hur den här typen av vågpool fungerar.
I det sista avsnittet, vi tittade på en extremt enkel vågpool. I denna design, korta utbrott av tryckluft utövar kraft på en relativt stabil vattenpöl. Detta skapar små vågor, som sträcker sig utåt längs vattenytan.
Ett större vågbassängsystem fungerar annorlunda. Istället för att trycka på vattnet med luft eller en paddel, vågmaskinen dumpar en enorm volym vatten i poolens djupa ände. Ökningen av vatten färdas hela vägen till stranden; de vattennivå i poolen balanserar ut igen. Eftersom vattnet är ganska tungt, det pressar väldigt hårt för att hitta sin egen nivå. Om du slänger in mer vatten, du ökar vågens storlek och styrka.
Det finns mycket kraftfull utrustning involverad i denna process, men tanken är ganska enkel. Vågpoolen har fem grundläggande delar:
Robert Bochenski , underhållschefen på Emerald Pointe, jämför vågbassängen "Thunder Bay" med en gigantisk toalett. Pumpsystemet drar vatten från returkanalen in i uppsamlingsbehållaren på samma sätt som en toalett drar vatten från vattenledningen till sin tank. När vattennivån i behållaren är tillräckligt hög, systemet öppnar släppventilerna i botten av behållaren. Det här är som att spola en toalett:Det tappar allt uppsamlat vatten i poolen, skapar vågen.
I detta system, vattnet är konstant cirkulerande . Den rör sig från poolens djupa ände, ut till kanalen, runt till pumpsystemet och tillbaka till poolens djupa ände. Returkanalen är inhägnad så att simmare aldrig kommer att utsättas för pumpmekanismen.
Det finns ett antal sätt att konfigurera det våggenererande systemet i den här inställningen. I nästa avsnitt, vi kommer att titta på det specifika maskineriet som används vid Emerald Pointe's Thunder Bay.
Håll det rentPå en hektisk dag, tusentals och tusentals människor kommer att ta ett dopp i Thunder Bay vågpool, och även de renaste bland dem lämnar en viss mängd smuts och olja bakom sig. För att hålla vattnet sanitärt, Emerald Pointe håller ett filtreringssystem igång 24 timmar om dygnet.
Thunder Bay vågpool använder sex massiva filter, ligger precis bakom våggeneratorn. En kraftfull pump suger in vatten från kanalen, skickar det genom filtersystemet och skjuter rent vatten tillbaka. Det uppsamlade smutsiga vattnet pumpas till stadens avloppsledning nästan en mil bort.
Läs mer
En av släppventilerna i Thunder Bay. Thunder Bay är 84 fot (26 m) tvärs vid den djupa änden, och den är mer än 122 fot lång. Övergripande, poolen rymmer cirka 2 miljoner gallon (7,6 miljoner liter) vatten, och själva vågen är 90, 000 gallon (341, 000 L). För att göra en våg så stor och få den att ta sig igenom hela poolen, du behöver lite tung utrustning.
Våggeneratorn använder en 100-hästars pump, en 200-hästars pump och en 300-hästars pump. Varje pump har en motor högst upp, som snurrar en lång drivaxel. Drivaxeln sträcker sig ner genom ett rör, till en propeller placerad 4 fot under vatten. När drivaxeln snurrar, den roterar propellern, som driver vatten uppåt genom röret (på samma sätt som en snurrande fläkt driver luft framåt).
På pumpens basnivå, rörets kurvor, löper horisontellt i 6 fot (1,8 m), böjer sig sedan upp och stiger ytterligare 3 fot innan det slutligen öppnas i vattenbehållaren. I alla, pumparna flyttar vattnet 9 fot! Med sin standardhastighet, pumparna driver cirka 40, 000 gallon (150, 000 L) vatten per minut.
Vattenbehållaren är uppdelad i åtta anslutna kammare , var och en med sin egen frigöringsventil. De släppventil har tre huvudelement:
Eftersom metallstagen svänger fritt på den stationära stålbalken, du kan svänga ventilplattan fram och tillbaka. Tallriken är ganska tung, så det kommer naturligtvis att svänga över ventilsätet. Detta pluggar upp behållaren så att vatten inte kan rinna ut. (A gummipackning runt ventilsätet hindrar ventilen från att läcka för mycket.)
När olja under tryck riktas till hydraulcylindern, den rör kolven med stor kraft. Detta skjuter ut metallstagen. Ventilplattan sträcker sig utåt, koppla ur vattenbehållaren. Vattnet faller direkt under behållaren, in i en krökt gång som leder till poolen. När det rusar in i poolen, vattnet ramlar upp ett slags rev i betonggolvet. Detta fokuserar det rinnande vattnet så att det rör sig i en bra storlek, surfbar våg.
Vattenpumparna gör det mesta av arbetet med att bygga upp en våg, men hydraulsystemet är det avgörande elementet som faktiskt får det att gå. I nästa avsnitt, vi ska titta på den enkla men geniala mekanismen som styr detta system.
Ut med det gamla, In med det nyaEn vågpool, precis som vilken pool som helst, tappar ständigt vatten. En del av det avdunstar i luften, en del av det filtreras bort och en bra bit bärs bort i simmars baddräkter (och på deras kroppar).
För att hålla vattennivån uppe i Thunder Bay, Emerald Pointe måste ständigt pumpa in nytt vatten. Parken är ansluten till stadens vattenlinje, men det mesta av vattnet kommer från flera underjordiska brunnar. Brunnarna pumpar vatten in i vågbassängen såväl som i andra matningsbassänger i parken. Att installera vattenbrunnarna krävde en rejäl initial investering, men det innebar mycket lägre månatliga vattenräkningar i längden.
Läs mer
Den riktningsventil som driver släppportarna vid Thunder Bay I det sista avsnittet, vi såg att våggeneratorns ventiler öppnas av hydrauliska kolvar. Som med de flesta hydraulmaskiner, dessa kolvar drivs av en grundläggande hydraulisk pump . Pumpen håller en stadig ström av olja under tryck som strömmar in i systemet. Emerald Pointe använder faktiskt vegetabilisk olja , snarare än vanlig maskinolja, eftersom det finns en viss risk för att oljan läcker in i vågbassängen.
I våggeneratorn, oljeflödet styrs av a riktningsventil . Ventilen är ansluten till flera slangar, leder till:
Om du skulle skära upp en av kolvcylindrarna, du skulle se något så här:
Du kan se att kolvstången som sträcker sig utanför cylindern faktiskt flyttas av en kolvhuvud inuti cylindern. Det finns vätska på båda sidor av detta kolvhuvud, matas av två olika slangar. Om kraften är större på den blå sidan, kolven rör sig till vänster, och om det är högre på den orange sidan, kolven flyttas åt höger. För att ändra kraftriktningen, du slutar pumpa olja till ena sidan och börjar pumpa den till den andra. Denna typ av kolvcylinder kallas vanligen a hydraulisk ram .
Riktningsventilen riktar flödet till dessa baggar. Den har en liten spole som rör sig fram och tillbaka, blockera vissa in- och utloppsportar och öppna andra.
När spolen är till vänster, högtrycksoljan går till cylinderns vänstra sida, trycka kolven utåt. När spolen är till höger, den trycker in kolven igen. När högtrycksoljan trycker på ena sidan, lågtrycksoljan på andra sidan tvingas tillbaka i oljetanken.
Spolen flyttas fram och tillbaka av en enkel magnetventil (en elektromagnetisk omkopplare som styrs av en elektrisk ström). Magnetventilen styrs av en elektrisk timer . Varannan minut, timern aktiverar solenoiden så att den trycker ut kolvarna i några sekunder och drar sedan in dem igen. Detta öppnar alla utlösningsventiler, skapar en våg.
En av de mest fantastiska sakerna med detta styrsystem, och våggeneratorn i allmänhet, är hur hållbart det är. Hela sommaren, Emerald Pointe -besättningen startar vågorna i gryningen och stänger inte av systemet förrän parken stänger på kvällen. Det är en tuff arbetsvecka!
