H8-Auswirkungen eines Jet-Hydrologie-Demonstrators, didaktische Ausrüstung
AUSWIRKUNG EINES JET
Um richtig zu verstehen, wie eine Turbine (z. B. ein Peltonrad) funktioniert, müssen die Schüler verstehen, wie die Strahlablenkung eine Kraft auf die Turbinenschaufeln erzeugt. Sie müssen auch wissen, wie sich diese Kraft auf die Geschwindigkeit des Impulsflusses im Strahl auswirkt.
Das Impact of a Jet-Gerät zeigt den Schülern die Kraft, die ein Wasserstrahl erzeugt, wenn er auf eine flache Platte oder eine halbkugelförmige Tasse trifft. Sie können dies dann mit der Impulsströmungsrate im Strahl vergleichen. Um den Untersuchungsbereich zu erweitern, sind die konische 120-Grad-Platte und die 30-Grad-Winkelplatte (H8a) separat erhältlich. Zur Verwendung mit der Digital Hydraulic Bench (H1F, separat erhältlich) besteht die Ausrüstung aus einem transparenten Zylinder mit einer vertikal konischen Düse und einer Testplatte. Der Zylinder steht auf Beinen und wird oben auf der hydraulischen Bank montiert. Die von der hydraulischen Bank versorgte Düse erzeugt einen Wasserstrahl mit hoher Geschwindigkeit, der auf die Prüfplatte trifft. Die Prüfplatte ist mit einer Wiegebalkenbaugruppe mit Stützgewicht verbunden, die die Strahlkraft misst. Ein Abflussrohr im Boden des Zylinders leitet das Wasser zurück in die Hydraulikbank und ermöglicht so eine genaue Durchflussmessung.
Alle Testplatten sind alle leicht austauschbar, in nur wenigen Sekunden und ohne Werkzeug.
Um Experimente durchzuführen, nivellieren die Schüler das Gerät und stellen die Wiegebalkenbaugruppe auf Null. Sie stellen den Durchfluss von der hydraulischen Bank auf Maximum und messen die Strahlkraft. Sie reduzieren den Durchfluss von der hydraulischen Bank in mehreren Schritten. Bei jedem Schritt erfassen sie die Kraft des Strahls auf der Platte und die Durchflussrate. Anschließend wiederholen sie die Experimente für verschiedene Testplatten. Die Schüler vergleichen ihre experimentellen Ergebnisse mit den aus der Theorie berechneten und erstellen Diagramme der Geschwindigkeit der Impulsabgabe gegenüber der Kraft auf der Platte.
LERNERFOLGE
• Messung der Aufprallkraft auf einer flachen Platte und Vergleich mit der Impulsänderung
• Messung der Aufprallkraft auf eine halbkugelförmige Platte und Vergleich mit der Impulsänderung
• Messung der Aufprallkraft auf einer geneigten flachen Platte (separat erhältlich) und Vergleich mit der Impulsänderung
• Messung der Aufprallkraft auf einer konischen Platte (separat erhältlich) und Vergleich mit der Impulsänderung
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untersuchung.
