Alan 11
Akışkan ağları
Basınç, akış ve suyu ihtiyaç duyulan yere taşıyan borular
Akışkan ağları; suyu ve diğer sıvıları borular, pompalar, vanalar ve depolar aracılığıyla taşır. Mühendisler bu ağları, her musluğa, tarlaya ya da makineye doğru basınçta yeterli akış ulaşacak şekilde tasarlar.
Kimlere uygun?
Borular ve musluklarla bir şeyler kurmayı seven çocuklar ve tarıma, evlere ve su temine ilgi duyan öğrenciler.
Neler öğreneceksiniz?
- Basıncın ne olduğu ve suyun neden yüksek basınçtan düşük basınca doğru aktığı
- Bir borunun uzunluğunun, genişliğinin ve dirseklerinin akışa nasıl direnç gösterdiği
- Depoların, pompaların ve vanaların suyu nasıl depoladığı, ittiği ve kontrol ettiği
- Birkaç kullanıcı için basit bir su dağıtım sisteminin nasıl planlanacağı
Örnek deneyler
-
Bir su deposunu yükseltin ve aşağıdaki musluklarda basıncın nasıl değiştiğini görün.
-
Dar bir borudan ve geniş bir borudan geçen akışı karşılaştırın.
-
Suyu iki bahçe arasında paylaştırmak için vanaları açıp kapatın.
Yapabileceğiniz şeyler
-
Küçük bir okul için su dağıtım sistemi
-
Bir bahçe için yer çekimiyle çalışan bir sulama sistemi
-
Dolduğunda dolmayı durduran bir depo
Bu örnekler, bu alandaki çalışmaların türünü gösterir. Yayımlanacak dersler farklı olabilir.
Simülasyonun basitleştirdikleri
- Akış, boru ağları için basitleştirilmiş kurallarla hesaplanır; tam bir akışkanlar dinamiği (CFD) simülasyonuyla hesaplanmaz.
- Su idealleştirilmiştir: Sızıntılar, hava kabarcıkları ve gerçek boruların aşınması hesaba katılmaz.
Her simülasyon gerçekliği basitleştirir. Bunu nasıl yaptığını bilmek, mühendislik öğrenmenin bir parçasıdır.
Okul dersleriyle bağlantılar
Fizik (basınç), matematik (oranlar ve ölçme), coğrafya (su temini), tarım
Diğer alanlarla bağlantılar
Akışkan ağları; mekanikle (basınç ve kuvvet), kontrol sistemleriyle (bir seviyeyi korumak) ve otomasyonla (açılıp kapanan pompalar) bağlantılıdır.
Bilmekte fayda var
Su kuleleri yüksekte durur; böylece yalnızca yer çekimi, suyu bir kasabanın borularında ilerletecek basıncı oluşturur.