Obor 11
Hydraulické sítě
Tlak, proudění a potrubí, které přivádí vodu tam, kde je potřeba
Hydraulické sítě rozvádějí vodu a jiné kapaliny potrubím, čerpadly, ventily a nádržemi. Inženýři je navrhují tak, aby každý kohoutek, pole nebo stroj dostal dostatečný průtok při správném tlaku.
Pro koho se hodí
Děti, které rády stavějí z trubek a kohoutků, a ti, koho zajímá zemědělství, domácnosti a zásobování vodou.
Co se naučíte
- Co je tlak a proč voda proudí z místa s vyšším tlakem do místa s nižším tlakem
- Jak délka, průměr a ohyby potrubí kladou proudění odpor
- Jak nádrže vodu uchovávají, čerpadla ji pohánějí a ventily ji řídí
- Jak naplánovat jednoduchý rozvod vody pro několik odběratelů
Ukázkové pokusy
-
Zvedněte nádrž s vodou výš a sledujte, jak se mění tlak u kohoutků pod ní.
-
Porovnejte průtok úzkou a širokou trubkou.
-
Otevírejte a zavírejte ventily a rozdělte vodu mezi dvě zahrady.
Co můžete postavit
-
Rozvod vody pro malou školu
-
Samospádový zavlažovací systém pro zahradu
-
Nádrž, která se přestane plnit, když je plná
Tyto příklady ukazují, o jaký druh práce v tomto oboru jde. Zveřejněné lekce se mohou lišit.
Co simulace zjednodušuje
- Proudění se počítá pro sítě potrubí podle zjednodušených pravidel, nikoli plnou simulací dynamiky tekutin (CFD).
- Voda je idealizovaná: úniky, vzduchové bubliny a opotřebení skutečných trubek se nezapočítávají.
Každá simulace zjednodušuje skutečnost. Pochopit, jak to dělá, je součástí učení se inženýrství.
Vazba na školní předměty
Fyzika (tlak), matematika (rychlosti a měření), zeměpis (zásobování vodou), zemědělství
Propojení s dalšími obory
Hydraulické sítě souvisejí s mechanikou (tlak a síla), s řídicími systémy (udržování hladiny) a s automatizací (čerpadla, která se zapínají a vypínají).
Dobré vědět
Vodojemy stojí vysoko, aby tlak, který žene vodu potrubím města, vytvářela samotná gravitace.