Area 11
Reti idrauliche
Pressione, portata e i tubi che portano l’acqua dove serve
Le reti idrauliche trasportano l’acqua e altri liquidi attraverso tubi, pompe, valvole e serbatoi. Gli ingegneri le progettano in modo che ogni rubinetto, campo o macchina riceva una portata sufficiente alla pressione giusta.
A chi è adatta
Bambini a cui piace costruire con tubi e rubinetti, e chi si interessa di agricoltura, case e approvvigionamento idrico.
Che cosa imparerai
- Che cos’è la pressione, e perché l’acqua scorre da dove la pressione è alta a dove è bassa
- Come la lunghezza, la larghezza e le curve di un tubo ostacolano il flusso
- Come serbatoi, pompe e valvole immagazzinano, spingono e regolano l’acqua
- Come progettare un semplice impianto idrico per più utenti
Esempi di esperimenti
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Alza un serbatoio d’acqua e guarda come cambia la pressione ai rubinetti più in basso.
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Confronta la portata in un tubo stretto e in un tubo largo.
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Apri e chiudi le valvole per dividere l’acqua tra due giardini.
Cose che puoi costruire
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L’impianto idrico di una piccola scuola
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Un impianto di irrigazione a gravità per un giardino
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Un serbatoio che smette di riempirsi quando è pieno
Questi esempi mostrano il tipo di lavoro che si fa in quest’area. Le lezioni pubblicate potrebbero essere diverse.
Che cosa semplifica la simulazione
- La portata viene calcolata per reti di tubi con regole semplificate, non con una simulazione completa di fluidodinamica (CFD).
- L’acqua è idealizzata: perdite, bolle d’aria e usura dei tubi reali vengono tralasciate.
Ogni simulazione semplifica la realtà. Capire in che modo lo fa è parte dello studio dell’ingegneria.
Collegamenti con le materie scolastiche
Fisica (pressione), matematica (tassi di variazione e misure), geografia (approvvigionamento idrico), agricoltura
Collegamenti con le altre aree
Le reti idrauliche sono collegate alla meccanica (pressione e forza), ai sistemi di controllo (mantenere un livello) e all’automazione (pompe che si accendono e si spengono).
Buono a sapersi
Le torri dell’acqua sono alte perché sia la sola gravità a creare la pressione che spinge l’acqua nei tubi di una città.