11. terület
Csőhálózatok
Nyomás, áramlás és a csövek, amelyek oda viszik a vizet, ahol szükség van rá
A csőhálózatok csöveken, szivattyúkon, szelepeken és tartályokon keresztül szállítják a vizet és más folyadékokat. A mérnökök úgy tervezik meg őket, hogy minden csaphoz, szántóföldhöz vagy géphez elegendő víz áramoljon, megfelelő nyomással.
Kinek való
Azoknak a gyerekeknek, akik szeretnek csövekből és csapokból építeni, és azoknak, akiket érdekel a földművelés, a lakóházak és a vízellátás.
Mit fogsz megtanulni
- Mi a nyomás, és miért áramlik a víz a nagyobb nyomású helyről a kisebb nyomású felé
- Hogyan akadályozza az áramlást a cső hossza, átmérője és kanyarulatai
- Hogyan tárolják, hajtják és szabályozzák a vizet a tartályok, a szivattyúk és a szelepek
- Hogyan tervezz egyszerű vízellátást több fogyasztó számára
Példakísérletek
-
Emeld magasabbra a víztartályt, és figyeld meg, hogyan változik a nyomás a lenti csapoknál.
-
Hasonlítsd össze az áramlást egy keskeny és egy széles csőben.
-
Nyiss és zárj szelepeket, hogy elosszd a vizet két kert között.
Amit megépíthetsz
-
Vízellátás egy kis iskolának
-
Gravitációs öntözőrendszer egy kerthez
-
Tartály, amelynek a töltése leáll, amikor megtelik
Ezek a példák azt mutatják, milyen munka folyik ezen a területen. A közzétett leckék ettől eltérhetnek.
Mit egyszerűsít a szimuláció
- Az áramlást csőhálózatokra számítjuk egyszerűsített szabályokkal, nem pedig teljes körű áramlástani (CFD) szimulációval.
- A vizet idealizáltan kezeljük: a szivárgást, a légbuborékokat és a valódi csövek kopását nem vesszük figyelembe.
Minden szimuláció leegyszerűsíti a valóságot. Annak megértése, hogy miben és hogyan, a mérnöki tudás elsajátításának része.
Kapcsolódó tantárgyak
Fizika (nyomás), matematika (arányosság és mérés), földrajz (vízellátás), mezőgazdaság
Kapcsolat más területekkel
A csőhálózatok kapcsolódnak a mechanikához (nyomás és erő), az irányítástechnikához (a vízszint tartása) és az automatizáláshoz (be- és kikapcsoló szivattyúk).
Jó tudni
A víztornyok azért állnak magasan, hogy pusztán a gravitáció hozza létre azt a nyomást, amely a vizet végighajtja a város csövein.