Věda a technika v pozadí Houba

Celkový přehled Veřejnost MŠ 1. stupeň ZŠ 2. stupeň ZŠ SŠ VŠ

Jak exponát vypadá

Jak exponát vypadá:

Autor textu

Autor textu:

Mgr. Magda Králová

O čem je tento exponát

O čem je tento exponát:

Exponát demonstrující pohyb vodní stěny. Návštěvník manuálně reguluje průtok vody a vytváří tak menší či větší vodní stěnu ve tvaru houby.

Oblíbenou součástí bazénů jsou různé chrliče vody. Ten v Techmanii vypouští vodu ve tvaru houby. V chrliči lze měnit množství protékající vody a tím i měnit velikost houby.

Teorie

Protéká–li průřezem S částice kapaliny rychlostí v, proteče jím za jednu sekundu kapalina o objemu V. Objem kapaliny, který proteče daným průřezem trubice za jednotku času, se nazývá objemový průtok a značí se Q_V a vypočítá jako

Je–li v rychlost proudící kapaliny, posune se za dobu t každá částice kapaliny průřezem trubice o dráhu s = vt. Označíme–li obsah průřezu S, je objem kapaliny V = Svt. Po dosazení dostaneme pro objemový tok

Objemový průtok měříme v jednotkách m³/s. Objem vody, která proteče daným potrubím za libovolnou dobu, měříme vodoměrem, objem plynu plynoměrem. Skládá se z lopatkového kola, jehož pohyb se převádí ozubenými převody na počitadlo.

Podle rychlosti a množství vody, které chrličem protéká může být proudění laminární nebo turbulentní. Laminární proudění – proudění bez vírů – vzniká kolem aerodynamických těles.

Laminární proudění.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.

Při turbulentním proudění se za tělesem tvoří víry. Tlak za tělesem je menší než před tělesem a to způsobí růst odporové síly. Turbulentní proudění vody se projevuje např. šumem vody ve vodovodním potrubí.

Turbulentní proudění.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.

Turbulentní proudění např. v trubkách chladících zařízení přivádí daleko rychleji všechny částice do styku s chladnými stěnami, než při prouděním laminárním. Kapaliny sami o sobě jsou velmi špatnými vodiči tepla, a proto by se bez promíchání ochlazovaly nebo ohřívaly velmi pomalu.

Cigarevoý kouř je zprvu laminární a až po chvíli turbulentní.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Under Creative Commons.

Při proudění reálné kapaliny trubicí není rychlost částic kapaliny v celém průřezu trubice stejná. Vrstva kapaliny, která se stýká bezprostředně se stěnami trubice, se pohybuje nejmenší rychlostí nebo je vzhledem ke stěnám trubice v klidu. Po této tzv. mezní vrstvě kapaliny se posouvá další vrstva, jejíž rychlost je vzhledem ke stěnám trubice větší. Podobně se posouvají postupně větší a větší rychlostí další vrstvy kapaliny jedna po druhé. Největší rychlost mají pak částice kapaliny ve středu průřezu trubice.