Područje 11
Hidrauličke mreže
Tlak, protok i cijevi koje dovode vodu tamo gdje je potrebna
Hidrauličke mreže prenose vodu i druge tekućine kroz cijevi, crpke, ventile i spremnike. Inženjeri ih projektiraju tako da svaka slavina, polje ili stroj dobije dovoljan protok uz odgovarajući tlak.
Kome odgovara
Djeci koja vole graditi od cijevi i slavina te učenicima koje zanimaju poljoprivreda, kućanstva i vodoopskrba.
Što ćeš naučiti
- Što je tlak i zašto voda teče od mjesta višeg prema mjestu nižeg tlaka
- Kako duljina, širina i zavoji cijevi pružaju otpor protoku
- Kako spremnici čuvaju vodu, crpke je potiskuju, a ventili njome upravljaju
- Kako isplanirati jednostavnu vodoopskrbu za više korisnika
Primjeri pokusa
-
Podigni spremnik vode i pogledaj kako se mijenja tlak na slavinama ispod njega.
-
Usporedi protok kroz usku i kroz široku cijev.
-
Otvaraj i zatvaraj ventile i tako rasporedi vodu između dvaju vrtova.
Što možeš izgraditi
-
Vodoopskrba za malu školu
-
Gravitacijski sustav navodnjavanja za vrt
-
Spremnik koji se prestane puniti kad je pun
Ovi primjeri pokazuju kakav se rad obavlja u ovom području. Objavljene lekcije mogu se razlikovati.
Što simulacija pojednostavljuje
- Protok se izračunava za mreže cijevi pomoću pojednostavljenih pravila, a ne potpunom simulacijom dinamike fluida (CFD).
- Voda je idealizirana: curenja, mjehurići zraka i trošenje pravih cijevi izostavljeni su.
Svaka simulacija pojednostavljuje stvarnost. Razumjeti kako to čini dio je učenja inženjerstva.
Veze sa školskim predmetima
Fizika (tlak), matematika (brzine promjene i mjerenje), geografija (vodoopskrba), poljoprivreda
Veze s drugim područjima
Hidrauličke mreže povezane su s mehanikom (tlak i sila), sa sustavima upravljanja (održavanje razine) i s automatizacijom (crpke koje se uključuju i isključuju).
Dobro je znati
Vodotornjevi stoje visoko kako bi sama gravitacija stvarala tlak koji potiskuje vodu kroz gradske cijevi.