תחום 11
רשתות זורמים
לחץ, זרימה והצינורות שמביאים מים לאן שצריך
רשתות זורמים מעבירות מים ונוזלים אחרים דרך צינורות, משאבות, שסתומים ומכלים. מהנדסים מתכננים אותן כך שכל ברז, שדה או מכונה יקבלו זרימה מספקת בלחץ המתאים.
למי זה מתאים
ילדים שאוהבים לבנות עם צינורות וברזים, ולומדים שמתעניינים בחקלאות, בבתים ובאספקת מים.
מה תלמדו
- מהו לחץ, ולמה מים זורמים מלחץ גבוה ללחץ נמוך
- איך האורך, הרוחב והכיפופים של צינור מתנגדים לזרימה
- איך מכלים אוגרים מים, משאבות דוחפות אותם ושסתומים שולטים בהם
- איך מתכננים אספקת מים פשוטה לכמה צרכנים
דוגמאות לניסויים
-
הגביהו מכל מים, וראו איך משתנה הלחץ בברזים שמתחתיו.
-
השוו את הזרימה בצינור צר ובצינור רחב.
-
פתחו וסגרו שסתומים כדי לחלק מים בין שתי גינות.
מה אפשר לבנות
-
מערכת אספקת מים לבית ספר קטן
-
מערכת השקיה לגינה שפועלת בכוח הכובד
-
מכל שמפסיק להתמלא כשהוא מלא
הדוגמאות האלה מראות את סוג העבודה בתחום הזה. השיעורים שיפורסמו בפועל עשויים להיות שונים.
מה ההדמיה מפשטת
- הזרימה מחושבת עבור רשתות של צינורות לפי כללים מפושטים, ולא באמצעות הדמיה מלאה של דינמיקת זורמים (CFD).
- המים מתוארים באופן אידיאלי: דליפות, בועות אוויר והבלאי של צינורות אמיתיים אינם נלקחים בחשבון.
כל הדמיה מפשטת את המציאות. ההבנה איך היא עושה זאת היא חלק מלימוד ההנדסה.
קשרים למקצועות הלימוד בבית הספר
פיזיקה (לחץ), מתמטיקה (קצבים ומדידה), גאוגרפיה (אספקת מים), חקלאות
קשרים לתחומים אחרים
רשתות זורמים קשורות למכניקה (לחץ וכוח), למערכות בקרה (שמירה על מפלס) ולאוטומציה (משאבות שנדלקות ונכבות).
טוב לדעת
מגדלי מים עומדים גבוה כדי שכוח הכובד לבדו ייצור את הלחץ שדוחף את המים בצינורות של העיר.