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Kategorie: > Wissenschaft > Hydrologie / Analytik
Förderhöhe Volumenstrom Fließgeschwindigkeit
Herbert Knase
(Mailadresse bestätigt)

  10.05.2007

Hallo,

ich schilder mal meine Frage:

2 Situationen: folgende Parameter werden angenommen:
keine Verluste
gleiche Pumpen
gleiche Rohrdurchmesser

Förderhöhe 4 bar

1.) Eine Pumpe pumpt Wasser in einem senkrechten Rohr nach oben. Oben ist ein freier Ausfluß.  
Wenn sich der freie Ausfluß jetzt in 20 Meter Höhe befindet, kommen oben noch 2bar an und ich habe einen bestimmten Volumenstrom, der Austritt.

2.) Gleiche Situation, nur befindet sich der freie Ausfluß jetzt in z.B. 38Meter Höhe, das heißt oben hat man nur noch 0,2 bar und einen bestimmten Volumenstrom, der Austritt.

Folgerungen:
- Bei 1.) habe ich aufgrund des höheren Drucks am Ausfluß auch einen höheren Volumenstrom pro h?

- Wie berechne ich den Volumenstrom bei beiden Situationen?

Dies würde sich aber mit den normalen Pumpenkennlinen widersprechen, denn diese sagen ja, dass der Volumenstrom bei sinkendem Druck zunimmt...






Anzahl der unterhalb stehenden Antworten: 5
Gast (Christoph)
(Gast - Daten unbestätigt)

  14.05.2007
Dieser Text bezieht sich auf den Beitrag von Herbert Knase vom 14.05.2007!  Zum Bezugstext

Hi,

erstmal vorweg: Hier hab ich Mist geschrieben:
"Der Volumenstrom ist bei gleichem Rohrdurchmesser überall gleich groß im System" das ist Quatsch, der
Rohrdurchmesser spielt hierbei natürlich keine Rolle!
Es ist die Fliessgeschwindigkeit, die sich mit dem Rohrdurchmesser ändert.

Der Volumenstrom wird angegeben in Liter/h, l/sec oder m/h etc.... "Volumenstrom/Zeit" macht keinen Sinn!
Fördermenge(Volumen)/Zeit = Volumenstrom!

zu 1: Ja!
Der Widerstand den die 1/2" Leitung der Strömung entgegensetzt ist größer, also baut sich an der Pumpe ein größerer Druck auf woraufhin die Förderleistung
lt. Kennlinie niederer ausfallen wird. (gilt für Kreisselpumpen) Bei Kolbenpumpen mit Assyncron-Motoren
verläuft die Kennlinie linear (druckunabhängige Fördermenge) bis der Keilriemen schleift...

zu 2:
Wenn in 20 m Höhe der volle Rohrdurchmesser offen ist, kommt in 30m nichts mehr an, (es sei denn, dass die Strömungsgeschwindigkeit im Steigrohr so hoch ist, dass die kinetische Energie des Wasserstroms ausreicht um weiter nach oben zu schiessen....) In der Regel ist aber ein Versorgungssystem so bemessen, dass die Zapfstellen beim Zapfen dem Fluss einen so hohen Widerstand entgegensetzen, dass der Druck nicht wesentlich abfällt damit auch höher gelegene Zapfstellen versorgt werden können.  Kannst ja mal versuchen, im Keller und EG alle Hähne aufzumachen und testen was im OG noch ankommt....

Schätze, du machst dir falsche Vorstellungen über den Begriff "Druck" Der Druck ist nicht eine Eigenschaft der Pumpe!
Egal wie stark die Pumpe ist: setzt man dem Volumenstrom keinen Widerstand entgegen, arbeitet sie mit 0 bar (am Auslass) bei maximaler Förderleistung!
Die Kennwerte einer Pumpe sind: max. Druck und max. Förderleistung, wobei gilt bei max Druck ist die Förderelistung 0, und bei max Förderl. ist der Druck = 0 (Kreisselpumpen u.ä.) zwischen diesen Werten verläuft die Kennlinie..

Viel Spass
Christoph



Herbert Knase
(Mailadresse bestätigt)

  14.05.2007
Dieser Text bezieht sich auf den Beitrag von Christoph vom 11.05.2007!  Zum Bezugstext

Gut ok, soweit verständlich, danke!

Aus Deinem Beitrag ergeben sich für mich jedoch weitere Unklarheiten:

Du schreibst "Der Volumenstrom wird nach den ermittelten Widerständen und der zu überwindenden stat. Höhe der Pumpenkennlinie entnommen, oder gemessen. Er ergibt sich aus Fördermenge/Zeit"

1.) Je nachdem, was ich für ein Rohrdurchmesser habe, muss ja nun der Volumenstrom/Zeit unterschiedlich sein oder? Sprich durch 1/2Zoll Rohr wird ja in einer std. weniger Volumen durchgehen als bei einem 2Zoll Rohr?!

2.) Wenn sich jetzt ein Ausfluss bei 20m Höhe befindet und gleichzeitig ein Ausfluss in 30m Höhe, auf welchen Ausfluss stellt sich die Pumpe drucktechnisch ein? Sprich sie muss 3bar für die 30m aufbringen aber dann hätte sie ja theoretisch für die 20m 1bar zuviel geleistet?! Macht sich das dann irgendwie bemerkbar?


Danke, dass Du so geduldig meine Fragen beantwortest...

Gast (Christoph)
(Gast - Daten unbestätigt)

  11.05.2007
Dieser Text bezieht sich auf den Beitrag von Herbert Knase vom 11.05.2007!  Zum Bezugstext

Hi,

Die Pumpe pendelt sich nicht bei 2 bar ein! Es baut sich aufgrund des Widerstandes der zu überwindenden statischen Höhe, dem Rohrdurchmesser und -material etc. an der Pumpe ein Druck von 2 bar auf! Je höher der Widerstand desto höher der Druck und umso geringer die Förderleistung.

Der Volumenstrom ist bei gleichem Rohrdurchmesser überall gleich groß im System. Der Fliessdruck nimmt zum Ausfluss gegen Null hin ab. Am Ausfluss gibt es keinen Widerstand mehr, also baut sich da auch kein Druck mehr auf!
Der Volumenstrom wird nach den ermittelten Widerständen und der zu überwindenden stat. Höhe der Pumpenkennlinie entnommen, oder gemessen. Er ergibt sich aus Fördermenge/Zeit
Herbert Knase
(Mailadresse bestätigt)

  11.05.2007
Dieser Text bezieht sich auf den Beitrag von Christoph Heroldhausen vom 11.05.2007!  Zum Bezugstext

Danke für Deine Antwort!

Trotzdem muss ich nochmal nachfragen:
Du schreibst, wenn der Ausfluss in 20m Höhe ist, muss die pumpe nur einen Druck von 2bar aufbringen, um die Höhe zu überwinden(von den Verlusten abgesehen).
Pendelt sich jetzt die Pumpe bei 2bar ein(obwohl sie 4bar bringen kann) und ich hab oben 0bar und kann dann den Volumenstrom in der Kennlinie ablesen?

Andererseits, wenn die Pumpe unten mit 4bar arbeiten würde, dann hätte ich in 20m ja noch 2bar?

Es geht mir um folgendes: Es muss doch in folgenderweise einen Unterschied geben: Wenn ich 0bar beim Ausfluss habe, plätschert das Wasser ja nur so raus. Wenn ich allerdings 2bar beim Ausfluß habe, müßte doch eigentlich mehr Wasser rausfließen, sprich ein größerer Volumenstrom, oder???

Denn um rein theoretisch den Volumenstrom am Ausfluß zu berechnen brauch ich ja die Strömungsgeschwindigkeit v = sqr(2*g*h) und kann dann damit den Volumenstrom berechnen (V = A*v*t).

Kann mir da noch jem. weiterhelfen?
Gast (Christoph Heroldhausen)
(Gast - Daten unbestätigt)

  11.05.2007

Hi Herbert!

Die Förderhöhe wird in Metern angegeben!
Ne Pumpe, welche in der Lage ist einen Druck von 4 bar aufzubauen drückt die Wassersäule 40m hoch.
Ein Volumenstrom muss dabei nicht unbedingt erfolgen (zB. wenn die Zapfstelle in 50 m Höhe liegt):)
Existiert kein Volumenstrom, gibt es auch keinen Druckverlust! Also egal wie dünn oder dick, rostig oder glatt die Rohrleitung sein mag, die Wassersäule steigt 40m hoch. Oben herrschen 0 bar, in der Mitte 2 bar und an der Pumpe kannste 4 bar messen.

Ist die Zapfstelle 20m hoch, "kommen oben keine 2 bar an", sondern die Pumpe muss einen Druck von 2 bar aufbauen um die statische Höhe zu überwinden. Ausserdem noch etwas zusätzlichen Druck um den Druckverlust durch Reibung und Verwirbelung in der Rohrleitung zu überwinden. Der Volumenstrom beträgt jetzt zB. 2000l/h.
Ist die Förderhöhe und der Rohrleitungswiederstad nahe Null haste die sinnfreie maximale Förderleistung von (in diesem Fall) 4000l/h wobei an der Pumpe nahezu 0 bar gemessen werden können.

Wenn Du in 20 Metern Höhe 2bar messen willst, musste dem Volumenstrom den Hahn zudrehen!

Also: Der nötige Druck errechnet sich aus Förderhöhe + Rohrleitungswiderstand. Der dabei erreichbare Volumenstrom ergibt sich aus den physikalischen Eigenschaften der Pumpe und wird der Pumpenkennlinie entnommen. je geringer der benötigte Druck, desto höher der mögliche Volumenstrom!

Und hiermit kannste das alles berechnen:
http://members.aon.at/schallengruber/Druckverlust/druckverlust.html

Gruß
Christoph



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