Περιεχόμενο
Όταν φράξουμε ένα ποτάμι, πρέπει να σκεφτείτε κάτι περισσότερο από το να κρατάτε πίσω το ποτάμι. Το νερό συνεχίζει να ρέει και αν δεν βρει έναν τρόπο γύρω από το φράγμα, τελικά ρέει πάνω του. Οι κάστορες είναι ικανοποιημένοι να επιτρέπουν μόνο το νερό να ρέει γύρω από το φράγμα, αλλά οι μηχανικοί που κατασκευάζουν υδροηλεκτρικά φράγματα εκμεταλλεύονται τη συνεχιζόμενη ροή του ποταμού χρησιμοποιώντας το για να γυρίσουν έναν στρόβιλο. Για να γίνει αυτό, σχεδιάζουν έναν υπερχειλιστή στο φράγμα για να κατευθύνουν τη ροή του νερού με ελεγχόμενο τρόπο. Είναι εύκολο να αποδείξει πώς λειτουργεί αυτό όταν χτίζετε ένα μικρό φράγμα για ένα σχολικό πρόγραμμα.
Παίρνει ποταμό
Εάν πρόκειται να κατασκευάσετε ένα φράγμα, χρειάζεστε ένα ποτάμι και είναι εύκολο να φτιάξετε ένα μικρό με ένα πλαστικό δίσκο χρώματος, με μερικούς βράχους, άμμο και χαλίκι, έναν κάδο με νερό και μια μικρή υποβρύχια αντλία, όπως θα χρησιμοποιούσατε για μια εσωτερική βρύση.
Γεμίστε το κάτω μέρος του δίσκου χρώματος με άμμο, στη συνέχεια προσθέστε βράχια και χαλίκια για να προσομοιώσετε μια βραχώδη πλαγιά. Κατασκευάστε ένα κανάλι στη μέση του εδάφους για τον ποταμό, κάνοντας τις τράπεζες όσο πιο ψηλά μπορείτε. Θυμηθείτε ότι τα φράγματα συνήθως κατασκευάζονται σε χαράδρες ή φαράγγια, όχι σε επίπεδο έδαφος.
Ρυθμίστε το δίσκο χρώματος κοντά στην άκρη ενός τραπέζι, έτσι ώστε να κλίνει προς την άκρη και να βάλετε ένα κουβά κάτω από το τραπέζι ακριβώς κάτω από την άκρη του δίσκου για να πιάσει το νερό. Τοποθετήστε μια υποβρύχια αντλία στον κάδο και τρέξτε έναν σωλήνα από την αντλία προς το άλλο άκρο του δίσκου, που είναι η αρχή του ποταμού. Γεμίστε τον κάδο με αρκετό νερό για να καλύψετε την αντλία, ενεργοποιήστε την αντλία και ο ποταμός αρχίζει να ρέει.
Κατασκευάστε το φράγμα
Το φράγμα μπορεί να είναι οπουδήποτε κατά μήκος του μονοπατιού του ποταμού, αλλά για να αποδείξει την επίδραση του υπερχειλιστή, το καλύτερο του, αν είναι κοντά στην άκρη του τραπεζιού. Κόψτε το κάτω μέρος ενός κουτιού από χαρτόνι από χαρτόνι 1 τεμαχίων ή 1 pint. Κάντε τις περικοπές περίπου 2 ίντσες από κάτω, ώστε να έχετε σχήμα κουτιού με πλευρές 2 ιντσών. Καθαρίστε ένα χώρο για αυτό στην κοίτη του ποταμού και τοποθετήστε το στην πλευρά του με το κάτω μέρος που βλέπει στην άκρη του τραπεζιού. Συμπληρώστε τα κενά γύρω από το δοχείο γάλακτος με άμμο και χαλίκι για να αποτρέψετε το πέρασμα του νερού. Ίσως χρειαστεί να συσκευάσετε το χαλίκι και την άμμο για να σταματήσετε το νερό. Μπορεί να βοηθήσει να προσθέσετε πηλό στο μίγμα για να το κάνετε πιο αδιάβροχο.
Κάντε δύο διαρροές
Αφού ολοκληρωθεί το φράγμα, ενεργοποιήστε την αντλία και προσέξτε τι συμβαίνει. Εάν το φράγμα είναι συμπαγές, το νερό πίσω από αυτό σχηματίζει μια λίμνη και το επίπεδο ανεβαίνει μέχρι το νερό να βρει έναν τρόπο να περάσει. Απενεργοποιήστε την αντλία όταν συμβεί αυτό.
Χρησιμοποιώντας μια βίδα ή ένα καρφί, γροθιάστε δύο μικρές τρύπες στο κέντρο του κιβωτίου γάλακτος κατά μήκος μιας κάθετης γραμμής. Κάντε μια τρύπα περίπου μισή ίντσα από το κάτω μέρος και μια άλλη περίπου μισή ίντσα από την κορυφή. Καλύψτε κάθε τρύπα χωριστά με ταινία αγωγών.
Γυρίστε ξανά την αντλία, αφήστε το νερό πίσω από το φράγμα και αποκαλύψτε τη χαμηλότερη οπή. Σημειώστε αν η στάθμη του νερού στη λίμνη πέφτει ή όχι. Εάν η στάθμη του νερού συνεχίζει να αυξάνεται, κάντε την τρύπα λίγο μεγαλύτερη για να εξισώσετε την έξοδο με την ποσότητα νερού που ρέει στον ποταμό. Μόλις η στάθμη του νερού παραμείνει σταθερή, σταματήστε την αντλία, αποκαλύψτε την άλλη την οπή και κάντε το ίδιο μέγεθος. Καλύψτε τα ξανά.
Εκτιμήστε τη δημιουργία σας
Έχετε δημιουργήσει τώρα ένα μικροσκοπικό mockup μιας από τις μεγάλες πηγές υδροηλεκτρικής ενέργειας παγκοσμίως, όπως το φράγμα Hoover. Γυρίστε ξανά την αντλία, αφήστε το νερό πίσω για να σχηματιστεί μια λίμνη και αποκαλύψτε τη χαμηλότερη οπή ή υπερχειλιστή. Σημειώστε πως το νερό πέφτει υπό πίεση. Εάν ήταν ένα πραγματικό φράγμα, το πεπιεσμένο νερό θα περιστρέφει έναν στρόβιλο για να παράγει ηλεκτρική ενέργεια. Τώρα ανοίξτε το δεύτερο μεταφορικό μέσο και προσέξτε τη στάθμη του νερού στη λίμνη. Αυτός ο υπερχειλιστής εμποδίζει την υπερχείλιση του φράγματος όταν η ροή στον ποταμό είναι υψηλότερη από το συνηθισμένο, όπως κατά τη διάρκεια μιας έντονης καταιγίδας. Τα πραγματικά φράγματα έχουν συχνά ένα δεύτερο μεταφορικό μέσο έκτακτης ανάγκης για την αποφυγή υπερχείλισης σε συνθήκες πλημμύρας.