H11 Centrum Szkoleniowe – Aparatura Badawcza, Urządzenia Treningowe i Dydaktyczne z Zakresu Inżynierii Płynów1. Opis
Niniejszy produkt umożliwia studentom pomiar momentu siły wywieranego przez parcie hydrostatyczne cieczy na płaską powierzchnię, całkowicie lub częściowo w niej zanurzoną. Powierzchnia ta może być ustawiona w pozycji pionowej lub nachylonej (pod kątem). Następnie studenci porównują uzyskane wyniki pomiarów z rezultatami analizy teoretycznej.
Zestaw składa się z pionowego panelu, na którym zamocowano przezroczysty, wykonany z tworzywa sztucznego zbiornik w kształcie ćwiartki koła (kwadrantu); studenci napełniają ten zbiornik wodą. Na powierzchni zbiornika wygrawerowano linie pomocnicze, ułatwiające studentom precyzyjne ustawienie badanej płaszczyzny w pozycji pionowej lub pod określonym kątem.
Oś środkowa cylindrycznych ścian bocznych zbiornika pokrywa się z osią pomiaru momentu siły. W rezultacie wypadkowe parcie hydrostatyczne działające na te zakrzywione powierzchnie nie wywołuje żadnego momentu względem osi obrotu. Tym samym mierzony moment wynika wyłącznie z parcia cieczy działającego na płaską powierzchnię badawczą. Studenci dokonują pomiaru tego momentu, wykorzystując obciążniki zawieszane na ramieniu dźwigni. Skala umieszczona na panelu urządzenia wskazuje aktualny poziom słupa wody.
Aby przeprowadzić eksperymenty, studenci poziomują urządzenie, korzystając z regulowanych nóżek oraz poziomicy pęcherzykowej. Decydują, czy przedmiotem badania ma być płaszczyzna ustawiona pionowo, czy też płaszczyzna nachylona. Następnie wstępnie równoważą zbiornik główny, wykorzystując jeden z wieszaków na obciążniki oraz mniejszy zbiornik do precyzyjnego doważania. Wyniki pomiarów uzyskują poprzez równoważenie kolejnych, stopniowo dokładanych obciążników za pomocą odpowiednich ilości wody. Na podstawie uzyskanych wyników obliczają wartość momentu siły (M) lub parcia hydrostatycznego. Studenci analizują i odnotowują zależność pomiędzy wartością momentu a wysokością słupa wody (h).
W skład zestawu wchodzi nietoksyczny barwnik do wody, ułatwiający studentom wyraźne odczytywanie poziomu cieczy, a także strzykawka umożliwiająca precyzyjne dodawanie lub usuwanie niewielkich ilości wody.
2. Najważniejsze cechy:
Przezroczysta konstrukcja – uczniowie widzą, co się dzieje
Kompaktowy i autonomiczny – wymaga tylko czystej wody
Wyznacza teoretyczny środek ciśnienia i porównuje rzeczywisty i teoretyczny napór hydrostatyczny
Prosta, ale dokładna waga do pomiaru momentu wynikającego z naporu hydrostatycznego
Testuje powierzchnię pionową i nachyloną
Nadaje się do demonstracji w klasie
Zawiera wbudowaną poziomicę i regulowane nóżki poziomujące
Efekty uczenia się:
Badanie zależności między siłą hydrostatyczną a wysokością słupa wody dla całkowicie i częściowo zanurzonej powierzchni pionowej i nachylonej
Porównanie rzeczywistej i teoretycznej siły hydrostatycznej na całkowicie lub częściowo zanurzonej powierzchni dla dowolnego zadanego ciśnienia wody
Teoretyczne obliczenie położenia środka ciśnienia na powierzchni całkowicie lub częściowo zanurzonej
