11. joma
Cauruļvadu tīkli
Spiediens, plūsma un caurules, kas nogādā ūdeni tur, kur tas vajadzīgs
Cauruļvadu tīkli pārvieto ūdeni un citus šķidrumus pa caurulēm, caur sūkņiem, vārstiem un tvertnēm. Inženieri tos projektē tā, lai katrs krāns, lauks vai mašīna saņemtu pietiekamu plūsmu ar pareizu spiedienu.
Kam šī joma piemērota
Bērniem, kuriem patīk būvēt ar caurulēm un krāniem, un tiem, kurus interesē lauksaimniecība, mājas un ūdensapgāde.
Ko tu apgūsi
- Kas ir spiediens un kāpēc ūdens plūst no augstāka spiediena uz zemāku
- Kā caurules garums, platums un līkumi rada pretestību plūsmai
- Kā tvertnes, sūkņi un vārsti uzkrāj, dzen un regulē ūdeni
- Kā plānot vienkāršu ūdensapgādi vairākiem lietotājiem
Eksperimentu piemēri
-
Pacel ūdens tvertni augstāk un vēro, kā mainās spiediens zemāk esošajos krānos.
-
Salīdzini plūsmu caur šauru un platu cauruli.
-
Atver un aizver vārstus, lai sadalītu ūdeni starp diviem dārziem.
Ko tu vari uzbūvēt
-
Ūdensapgāde nelielai skolai
-
Pašteces apūdeņošanas sistēma dārzam
-
Tvertne, kas pārstāj pildīties, kad ir pilna
Šie piemēri parāda, kāds darbs notiek šajā jomā. Publicētās nodarbības var atšķirties.
Ko simulācija vienkāršo
- Plūsma tiek aprēķināta cauruļu tīkliem pēc vienkāršotiem noteikumiem, nevis ar pilnu šķidrumu dinamikas (CFD) simulāciju.
- Ūdens ir idealizēts: noplūdes, gaisa burbuļi un īstu cauruļu nodilums netiek ņemti vērā.
Katra simulācija vienkāršo realitāti. Zināt, kā tieši tā to dara, ir daļa no inženierijas apguves.
Saistība ar mācību priekšmetiem
Fizika (spiediens), matemātika (izmaiņu ātrums un mērīšana), ģeogrāfija (ūdensapgāde), lauksaimniecība
Saistība ar citām jomām
Cauruļvadu tīkli saistās ar mehāniku (spiediens un spēks), ar vadības sistēmām (līmeņa uzturēšana) un ar automatizāciju (sūkņi, kas ieslēdzas un izslēdzas).
Noderīgi zināt
Ūdenstorņi ir augsti tāpēc, lai jau gravitācija vien radītu spiedienu, kas dzen ūdeni pa pilsētas caurulēm.