Oblasť 11
Hydraulické siete
Tlak, prietok a potrubia, ktoré privádzajú vodu tam, kde je potrebná
Hydraulické siete dopravujú vodu a iné kvapaliny cez potrubia, čerpadlá, ventily a nádrže. Inžinieri ich navrhujú tak, aby každý kohútik, pole či stroj dostal dostatočný prietok pri správnom tlaku.
Pre koho je vhodná
Deti, ktoré rady stavajú s rúrkami a kohútikmi, a žiaci, ktorých zaujíma poľnohospodárstvo, domácnosti a zásobovanie vodou.
Čo sa naučíš
- Čo je tlak a prečo voda prúdi z miesta s vyšším tlakom na miesto s nižším tlakom
- Ako dĺžka, šírka a ohyby potrubia kladú odpor prúdeniu
- Ako nádrže vodu uchovávajú, čerpadlá ju tlačia a ventily ju regulujú
- Ako naplánovať jednoduchý rozvod vody pre viacerých odberateľov
Príklady pokusov
-
Zdvihni nádrž s vodou a sleduj, ako sa zmení tlak v kohútikoch pod ňou.
-
Porovnaj prietok úzkou a širokou rúrou.
-
Otváraj a zatváraj ventily a rozdeľ vodu medzi dve záhrady.
Čo môžeš postaviť
-
Rozvod vody pre malú školu
-
Samospádové zavlažovanie záhrady
-
Nádrž, ktorá sa prestane plniť, keď je plná
Tieto príklady ukazujú, aká práca ťa v tejto oblasti čaká. Zverejnené lekcie sa môžu líšiť.
Čo simulácia zjednodušuje
- Prúdenie sa počíta pre siete potrubí pomocou zjednodušených pravidiel, nie úplnou simuláciou dynamiky tekutín (CFD).
- Voda je idealizovaná: úniky, vzduchové bubliny a opotrebenie skutočných potrubí sa neberú do úvahy.
Každá simulácia zjednodušuje skutočnosť. Vedieť, ako ju zjednodušuje, je súčasťou učenia sa inžinierstva.
Prepojenie so školskými predmetmi
Fyzika (tlak), matematika (prepočty na jednotku času, meranie), geografia (zásobovanie vodou), poľnohospodárstvo
Prepojenie s ďalšími oblasťami
Hydraulické siete súvisia s mechanikou (tlak a sila), s riadiacimi systémami (udržiavanie hladiny) a s automatizáciou (čerpadlá, ktoré sa zapínajú a vypínajú).
Dobré vedieť
Vodárenské veže stoja vysoko, aby samotná gravitácia vytvárala tlak, ktorý ženie vodu potrubím mesta.