Hidraulika laborgyakorlatok a VTK-n

 

A vízgazdálkodási szakemberek képzésének egyik kiemelt alapozó tantárgya a Hidraulika. A tárgy keretein belül a folyadékok fizikai tulajdonságaival, az álló és mozgó fluidumok jellemzőivel ismerkednek meg hallgatóink. Később ezekre az alapokra építve válnak képessé bonyolultabb vízépítési műtárgyak tervezésére vagy éppen üzemeltetési problémák megoldására. Az elméleti tudnivalók megértése tantermi foglalkozások keretében nem mindig egyszerű feladat. A tudomány differenciál egyenletekkel és magyarázó ábrák segítségével igyekszik bemutatni a törvényszerűségeket, majd pedig levezetések útján egyszerűsíteni a tudnivalókat. Ugyanakkor a tudományág kialakulása során megannyi kísérleten keresztül, elég rögös út vezetett napjainkig. Még a legnagyobb elmék sem sajnálták az időt a fizikai kisérletekre, hogy az ismeretlen vagy már ismert jelenségeket alaposan tanulmányozhassák. Ez a gyakorlatias megközelítés ma is szükséges a jelenlegi ismereteinkkel még nem algoritmizálható feladatok megoldásához. A mérések alapján begyűjtött ismereteket a szakemberek tapasztalati paraméterekben, képletekben foglalják össze és használják munkájuk során. Ez a kettősség (tapasztalat szerzése és használható számítási segédletek készítése) esetünkben kiegészül még az oktatási feladatokkal is, hiszen a jelenségek láttatása mérhetővé tétele kézzel foghatóvá teszi az elméletben már tanultakat. A „learning by doing” alapelv teljes mértékben megvalósul ezen gyakorlatok során.

Az elmúlt évek projektjeiből (EFOP 3.4.3 és EFOP 3.6.1) megvalósult fejlesztésekből a VTK  életében első alkalommal kerülhetett sor hidraulikai laborgyakorlat megtartására. A gyakorlaton másodéves hallgatóink vettek részt, akik hat fős csoportokban összesen öt helyszínen hajtottak végre különböző laborkísérleteket:

1.    A fizikai kisminta laboratóriumban a Duna egy kicsinyített mását építettük ki. Hallgatóink megfigyelhették a modellépítés gyakorlati fogásait és az elméletben tanult modelltörvények megtestesülését.

2.    Az örvényszivattyúk elvét bemutatandó, egy különböző fordulatszámon pörgethető plexi hengert készítettünk. Ez a berendezés a forgó tartályokban kialakuló relatív nyugalom hidrosztatikus állapotát teszi látványossá és érthetővé.

3.    Tartályból való kifolyás kísérletében a hallgatók saját méréseik alapján számíthatták ki, hogy azonos keresztmetszetű, más-más profilú nyíláson miként változik az átfolyó vízhozam.

4.    Mini áramlási csatornánkban a forgószárnyas sebességméréssel, a különböző bukókkal meghatározható vízhozamméréseket tanulmányozhatták. Sőt a műtárgyak közelében kialakuló jelenségeket is (pl. vízugrás) szimulálhatták, vizsgálhatták.

5.    A vízépítő mérnökök egyik feladata a műtárgyak fenéklemezére ható felhajtóerő számítása, mely a szerkezetek tönkremenetelét is okozhatja. Az alaplemez alatti szivárgó víz útja is ebbe a témakörbe tartozik. A jelenség modellezéséhez egy elektromos analóg kísérleti berendezést készítettünk. A hasonlóság lehetőséget teremt a mintán végzett mérések eredményeinek valóságba való átszámítására.

A hallgatók a vártnál is nagyobb érdeklődéssel vettek részt a feladatok végrehajtásában. A visszajelzések szerint ez a fajta oktatás teljesen kedvező fogadtatásban részesült és reményeink szerint Egyetemünk kreatív tanulási programjába is jól integrálható. A folyamatban lévő laborfejlesztések megvalósulásával további eszközök is beszerzésre kerülnek, sőt újabb saját fejlesztéseink is tervezési fázisban állnak.

Friss kísérleti berendezéseink oktatásba való, egyre szélesebb körű beépítését moduláris szerkezetben kívánjuk megtenni. Így a modulok tetszőleges variálásával különböző szintű és tematikájú gyakorlatok tartására válunk alkalmassá. Ennek előnyeit az alapképzéstől a doktori iskoláig ki tudjuk használni, de lehetőség nyílik a toborzási tevékenység (középiskolások, technikusok) kiterjesztésében sőt, az ágazati továbbképzések terén is.

Szöveg: Keve Gábor

Fotók: Bárdos Mónika


Címkék: Gyakorlat hidraulika