Il Laboratorio di Meccanica Clementoni è un kit dedicato all'ingegneria e alla meccanica che comprende numerosi componenti intercambiabili per creare diversi progetti. Con questo kit, i bambini possono scoprire le sorprendenti leggi dell'idraulica e dell'ingegneria.

Un incredibile braccio idraulico tutto da costruire permette di realizzare un sistema di pompe e pistoni per afferrare oggetti, sollevarli e spostarli. Il ricco manuale supporterà il bambino nella costruzione dei modelli e nell'apprendimento delle prime basi di ingegneria, fisica e meccanica.

Cosa sono le Macchine Idrauliche Operatrici?

Con il termine macchina idraulica operatrice si intende quel macchinario che, azionato da motrici di diverso tipo, comunica energia a un liquido per sollevarlo, o per convogliarlo sotto pressione a una certa distanza, o per imprimergli una certa velocità. Si definisce portata di una pompa il volume di fluido che attraversa la macchina nell’unità di tempo.

Le caratteristiche fondamentali di una macchina idraulica operatrice riguardano la quantità di liquido che essa è in grado di elaborare in un certo tempo e l’energia che essa può comunicare al liquido stesso. Si misura in m3/s e se il regime è permanente (come di solito avviene) essa coincide con la portata misurata in una qualsiasi sezione delle tubazioni connesse alla pompa.

Tipologie di Pompe Idrauliche

Le pompe idrauliche sono macchinari fondamentali con diverse applicazioni. Al loro impiego, come:

  • Pompe di sollevamento: hanno la funzione di trasportare dei liquidi dal basso verso l’alto.
  • Pompe di circolazione: utilizzate principalmente negli impianti di riscaldamento in quanto trasportano l’acqua calda all’interno dell’impianto e conducono quella fredda al generatore.
  • Pompe di spinta: che forniscono ad un determinato liquido una pressione tale che esso riesca a superare un certo dislivello.
  • Pompe di alimentazione: che si occupano di aspirare un liquido e lo convogliano, con una pressione necessaria, verso un altro sistema.

Classificazione in Base alla Pressione

Le pompe possono essere classificate in base alla pressione che forniscono:

  • pompe a bassa pressione
  • pompe a media pressione
  • pompe ad alta pressione

Classificazione in Base alla Forma Costruttiva

Inoltre, le pompe si distinguono per la loro forma costruttiva:

  • Pompe a semplice effetto: quando il lavoro compiuto dal pistone ha un’unica direzione e verso.
  • Pompe a doppio effetto: nel caso in cui il pistone compie il lavoro in due versi opposti e contrari.
  • Pompe a stantuffo tuffante: che offrono il vantaggio di poter realizzare delle tenute sulla parte fissa della pompa.

Classificazione in Base al Principio di Funzionamento

Infine, le pompe possono essere classificate in base al loro principio di funzionamento:

  • Pompe a stantuffo: sono utilizzate per medie e piccole portate o alte prevalenze. Il loro funzionamento, generato da un meccanismo biella- manovella, aziona uno stantuffo che si muove all’interno di una camera cilindrica. Comunemente utilizzate nelle macchine motrici.
  • Pompe centrifughe: costituite da una parte mobile, ovvero una sorta di ruota, e da una tubazione di aspirazione.
  • Pompe a vite: comunemente identificata come una pompa di ingranaggi ad un unico dente.
  • Pompe a ingranaggi: che sfruttano la variazione di volume tra i denti delle ruote dentate, sia esse interne che esterne.

Laboratorio e Test di Macchine Idrauliche

L’impianto ha come obiettivo la caratterizzazione delle turbomacchine idrauliche operatrici (pompe) e motrici (turbine idrauliche e/o PAT - Pumps As Turbines). Il circuito idraulico è predisposto in maniera tale da eseguire le prove in Assetto Test Turbine oppure in Assetto Test Pompe semplicemente agendo su apposite valvole di intercettazione.

Durante i test su macchine operatrici, la macchina elettrica fungerà da motore mentre, durante i test su macchine motrici, fungerà da generatore. La potenza idraulica è ricavabile mediante la misura della coppia all’albero con un torsiometro di precisione e la misura di velocità angolare.

Parametri di Test

Le pompe centrifughe che potranno essere caratterizzate hanno una portata variabile tra 0 e 650 m3/h con una prevalenza massima di 280 mH20. Per quanto concerne la caratterizzazione delle turbomacchine motrici, le portate potranno variare tra 0 e 350 m3/h e la caduta disponibile massima è pari a 270 mH20.

Per generare il carico disponibile si utilizza una pompa booster comandata da un secondo motore elettrico a corrente continua. L’impianto è dotato di un serbatoio di pressurizzazione che consente di modificare la pressione di riferimento del sistema. L’intero circuito chiuso può quindi essere pressurizzato (pressione max nel serbatoio pari a 10 bar).

Dovendo caratterizzare delle turbomacchine, è necessario che la temperatura dell’acqua rimanga costante (25 ± 0,1 °C) pertanto è previsto un sistema di regolazione della temperatura a circuito chiuso. L’impianto è dotato di sistemi di acquisizione dati e di un sistema di supervisione e controllo delle prove sia in locale che in remoto.

Grazie al banco prova, potranno essere condotte attività di ricerca su tematiche legate alle turbomacchine idrauliche. Inoltre è possibile allestire una sezione di test per la caratterizzazione delle valvole.

Applicazioni Didattiche e Costruttive

Realizza 20 modelli di macchinari idraulici e 30 divertenti applicazioni tecniche e scopri le leggi dell'oleodinamica pilotando fantastiche costruzioni che si muovono al tuo comando. Il ricco manuale supporterà il bambino nella costruzione dei modelli e nell'apprendimento delle prime basi di ingegneria, fisica e meccanica.

Alternative al Laboratorio di Meccanica Clementoni

Se sei interessato ad ampliare le tue conoscenze nel campo dell'ingegneria e della meccanica, ecco alcune alternative al Laboratorio di Meccanica Clementoni:

  1. Laboratorio di Meccanica di Clementoni: Un set di costruzioni educative per introdurre i bambini al mondo della meccanica, con tanti progetti.
  2. Set di introduzione ai meccanismi di K’NEX: Un set di costruzioni che guiderà i bambini alla scoperta dei principi della meccanica e degli ingranaggi mentre costruiranno modellini funzionanti.
  3. Mighty Makers Ferris Wheel Set di K’Nex: Un gioco dedicato alle femminucce che intendono cimentarsi con l’ingegneria e i giochi di costruzione.
  4. Escavatore da Miniera di LEGO Technic: Maggiore divertimento, maggiore creatività e sfide sempre nuove per mettersi alla prova e per imparare cose nuove.
  5. Box Costruzioni Inventor Girl 20 Modellidi Engino: Questo kit permette di costruire 20 modelli diversi.
  6. Salt Water Fuel Cell 4×4 Car Kit di POWERplus: Un modellino di fuoristrada con larghe ruote, assetto regolabile e motore in bella vista che prima coinvolgerà i bambini nella costruzione, poi li stupirà muovendosi utilizzando soltanto dell’acqua salata come combustibile.
  7. Sistema modulare architettonico Arckit GO Plus di Arckit: Un elegante kit per dare vita a bellissime costruzioni architettoniche.
  8. Playmags, set di costruzioni magnetiche: Composto da mattoncini magnetici di diversa forma in grado di stimolare la fantasia del bambino.
  9. Set di costruzioni di legno da 170 pezzidi Heros: Si tratta di un’alternativa ai soliti LEGO, un tantino più complessa e con un diverso concetto di costruzione.
  10. La Grande Scatola dei Mattoncini Creativi da 790 pezzi di LEGO Classic: Una quantità enorme di pezzi per costruire tutto quello che la fantasia è capace di creare.

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