Gebied 11
Leidingnetwerken
Druk, stroming en de leidingen die water brengen waar het nodig is
Leidingnetwerken voeren water en andere vloeistoffen door leidingen, pompen, kleppen en tanks. Ingenieurs ontwerpen ze zo dat elke kraan, elk veld en elke machine genoeg doorstroming krijgt bij de juiste druk.
Voor wie het geschikt is
Kinderen die graag bouwen met leidingen en kranen, en leerlingen die geïnteresseerd zijn in landbouw, huizen en watervoorziening.
Wat je leert
- Wat druk is, en waarom water van hoge naar lage druk stroomt
- Hoe de lengte, breedte en bochten van een leiding de stroming tegenwerken
- Hoe tanks, pompen en kleppen water opslaan, voortstuwen en regelen
- Hoe je een eenvoudige watervoorziening voor meerdere gebruikers plant
Voorbeeldexperimenten
-
Zet een watertank hoger en kijk hoe de druk bij de kranen eronder verandert.
-
Vergelijk de stroming door een smalle en een brede leiding.
-
Open en sluit kleppen om water te verdelen over twee tuinen.
Dingen die je kunt bouwen
-
Een watervoorziening voor een kleine school
-
Een irrigatiesysteem voor een tuin dat op zwaartekracht werkt
-
Een tank die stopt met vullen als hij vol is
Deze voorbeelden laten zien wat voor werk er in dit gebied hoort. De gepubliceerde lessen kunnen afwijken.
Wat de simulatie vereenvoudigt
- De stroming wordt berekend voor netwerken van leidingen met vereenvoudigde regels, niet met een volledige stromingssimulatie (CFD).
- Het water is geïdealiseerd: lekken, luchtbellen en slijtage van echte leidingen worden weggelaten.
Elke simulatie vereenvoudigt de werkelijkheid. Weten hoe ze dat doet, hoort bij het leren van techniek.
Verbanden met schoolvakken
Natuurkunde (druk), wiskunde (hoeveelheden per tijd en meten), aardrijkskunde (watervoorziening), landbouw
Verbanden met andere gebieden
Leidingnetwerken hangen samen met mechanica (druk en kracht), met regeltechniek (een niveau constant houden) en met automatisering (pompen die aan- en uitgaan).
Goed om te weten
Watertorens zijn hoog, zodat de zwaartekracht alleen al de druk levert die het water door de leidingen van een stad duwt.