شیر مکانیزه – جلسه هشتم

اهداف:

1-آزمایش و تحقیق میزان آب مصرفی و هدر رفته در مدرسه (و در صورت امکان مکانهای دیگر)
2- مقایسه اعداد به دست آمده با استانداردهای موجود
3- اندازه گیری میزان آب هدر رفته پس از نصب شیر مکانیزه
4- بدست آوردن درصد بهبود در مصرف آب در اثر استفاده از شیر مکانیزه

زمان عملیاتی

90 دقیقه

 وسایل لازم

2 کرنومتر
شیشه نوشابه خانواده

روند کار
در جلسه پیش، شیر مکانیزه را بصورت کامل ساختیم. حالا در این جلسه هدف ما این است که حساب کنیم این شیر مکانیزه چقدر کارآیی دارد؟
1- تحقیق در میزان آب هدر رفته در مدرسه:
ابتدا باید حساب کنیم که چقدر آب در مدرسه هدر می رود. از آنجایی که محاسبه این مقدار برای تمامی شیرها ممکن است وقت گیر باشد. لذا از دانش آموزان بخواهید 3 یا 4 عدد از شیرهای موجود در آبخوری مدرسه را در نظر بگیرند و تمامی محاسبات و اندازه گیری های لازم را روی آنها انجام دهند.
با استفاده از اعداد بدست آمده می توان این مقادیر را برای شیرهای دیگر تخمین زد.
برای به دست آوردن مقادیر تلف شده، جدولی در زیر موجود می باشد که از دانش آموزان بخواهید آن را پر نمایند. لازم است سه نسخه از جدول زیر پرینت بگیرند و هر نسخه را برای یک عدد شیر آب پر نمایید.نسخه ای از این جدول را می توانید پرینت بگیرید.

برای پر کردن جداول، یک عدد کرنومتر در اختیار دانش آموزان قرار دهید. از آنها بخواهید به آبخوری مدرسه بروند و هر دانش آموزی که از شیر استفاده می کند، زمان کلی را که شیر باز است را با کرنومتر اندازه بگیرند و دانش آموز دیگر زمانی که دست در زیر شیر در حال باز بگذارد ولی 25 ثانیه دست خود را در زیر شیر بگیرد (25 ثانیه از آب استفاده کند) باید در ستون اول 45 و در ستون دوم 25 را بنویسید.
لازم است این سه جدول به صورت کامل پر شوند یعنی برای هر شیر، 25 بار اندازه گیری انجام شود.
پس از تکمیل جدول فوق، باید به نحوی زمان باز بودن شیر را به حجم آب خروجی از شیر تبدیل نماییم.
برای این منظور، یک ظرف با حجم مشخص (مثلا یک شیشه نوشابه خانواده که 1/5لیتر حجم دارد) در اختیار دانش آموزان قرار دهید و بخواهید زمان پر شدن آن را به صورت زیر اندازه بگیرند.
ابتدا شیر آب را به اندازه معمولی باز نمایند و سپس ظرف را زیر آن بگیرند و زمان پر شدن را یادداشت نمایند. این عمل را 10 مرتبه تکرار نمایند (برای شیرهای مختلف).

در انتهای کار تمامی زمان ها را با هم جمع نموده و بر تعداد تقسیم نمایند. تا میانگین زمان پر شدن بدست آید.
حال با ضرب نمودن زمان باز بودن شیر در دبی بدست آمده،حجم آب خروجی بدست می آید.
حال از دانش آموزان بخواهید جدولی مشابه جدول رسم کنند و حجم آب خروجی از شیر و حجم آب استفاده شده را در ستون های آن بنویسند.

2- مرحله بعد، مقایسه میزان آب مصرفی دانش آموزان با مقادیر استاندارد جهانی می باشد. برای این منظور، مقدار آب خروجی از تمامی شیرهای مدرسه را بوسیله کرنومتر ( و ضرب نمودن زمان در دبی) محاسبه نمایید و عدد به دست آمده را بر تعداد دانش آموزان تقسیم کنید.
با این کار سرانه مصرف روزانه دانش آموزان بدست می آید. این عدد را با مقدار استاندارد آن (که در ابتدای این پروژه] در اختیار دانش آموزان قرار دادیم) مقایسه کنید و این مقادیر را به عنوان ارزیابی به صندوق پستی ارسال نمایید.

3- اندازه گیری آب هدر رفته پس از نصب شیر مکانیزه:
همان گونه که می دانیم، پس از نصب شیر مکانیزه، با کنار رفتن دست از زیر شیر جریان آب قطع خواهد شد، ولی این قطع آب کمی با تاخیر صورت می گیرد، یعنی تا دست از زیر شیر حدود 20 سانت فاصله نگیرد، آب قطع نمی شود. برای به دست آوردن میزان تلفات آب، باید این زمان را اندازه بگیرید. از دانش آموزان بخواهید زمان دقیق کنار بردن دست از زیر شیر تا بسته شدن جریان آب را اندازه بگیرند و آنرا در دبی شیر ضرب نمایند (دبی در مرحله پیش به دست آمد).
عدد به دست آمده، مقدار تلف شدن آب در هر بار استفاده را می دهد که بسیار عدد کوچکی خواهد بود. برای این منظور، جدول زیر را پر نمایند. نسخه ای از این جدول را می توانید پرینت بگیرید.

اندازه گیری فوق را نیز باید 25 بار تکرار نمایند.

4- محاسبه درصد بهبود در مصرف پس از نصب شیر مکانیزه:
حال در این مرحله پس از جمع آوری اطلاعات مورد نیاز، می خواهیم درصد صرفه جویی در مصرف آب را پس از نصب شیر مکانیزه بدست آوریم.
برای این منظور، ابتدا درصد هدر رفتن آب را در حالت عادی محاسبه می کنیم. از دانش آموزان بخواهید به جدول S8-1 مراجعه کنند و برای هر ردیف، زمان استفاده شده را به زمان باز بودن شیر تقسیم کنند و نتیجه را در یک ستون دیگر بنویسند. اعداد به دست آمده را درصد ضرب نمایند تا درصد آب استفاده شده به دست آید. اگر عدد به دست آمده (در صد آب استفاده شده ) را از 100 کم نمایند، درصد آب تلف شده به دست می آید.

از دانش آموزان بخواهید درصد آب تلف شده را برای هر سطر به دست آورند و در سمت راست آن یادداشت کنند. برای مثال اگر شیر 100 ثانیه باز باشد و 40 ثانیه زمان استفاده باشد، داریم:
40s= زمان استفاده
%40=100×100/40 = درصد استفاده
%60=40-100= درصد هدر رفتن

سپس تمامی این درصدها را با هم جمع کنند و بر تعداد آنها تقسیم کنند تا میانگین بدست آید. حال از آنها بخواهید به روش مشابه، درصد آب هدر رفته را پس از نصب شیر مکانیزه نیز محاسبه نمایند. با مقایسه درصد آب هدر رفته قبل و بعد از نصب شیر مکانیزه می توانیم میزان صرفه جویی را بدست آوریم. از روی این عدد می توان مقدار کاهش در هزینه آب مدرسه را نیز محاسبه نمود. اگر درصد کاهش مصرف آب را پس از نصب شیر مکانیزه بدست آورید، و آنرا در مبلغ قبض آب مدرسه ضرب نمایید، مقدار صرفه جویی در مصرف آب برای هر ماه بدست می آید که مبلغ قابل توجهی خواهد بود.

ارزیابی
در پایان این جلسه، به عنوان ارزیابی، تمامی جداول به دست آمده را به عنوان تکلیف این جلسه در بخش تکالیف آپلود کنید.

منابع بیشتر
پیوست شماره 1
پیوست شماره 2

بخش پژوهش های دانش آموزی سایت تبیان

تنظیم: یگانه داودی

شیر مکانیزه – جلسه اول
شیر مکانیزه – جلسه  دوم
شیر مکانیزه – جلسه  سوم
شیر مکانیزه – جلسه  چهارم
شیر مکانیزه – جلسه  پنجم
شیر مکانیزه – جلسه  ششم
شیر مکانیزه – جلسه  هفتم
شیر مکانیزه – جلسه  هشتم