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Kategorie: > Technik
Zusammenhang zwischen Druck und Volumenstrom
MarkusBaruth
(Mailadresse bestätigt)

  23.04.2012

Hallo,

ich stehe im Moment ein bisschen auf dem Schlauch und bin über für jeden Tipp sehr dankbar. Folgende Situation: In ein Becken strömt durch ein Rohr mit einem Durchmesser von 100 mm ein Volumenstrom von 30 m/h. Wie kann ich den Druck am Ort der Öffnung berechnen?

Viele Grüße
Markus



Anzahl der unterhalb stehenden Antworten: 2
Heiner Grimm
(gute Seele des Forums)

  25.04.2012

Hallo Markus,

Jans Ansatz gilt für ein Loch in einer senkrechten Behälterwand, durch das Wasser ausfließt. Dieser Ansatz kann aber m.E. im Prinzip auch auf den umgekehrten Fall angewandt werden, in dem das Wasser an der Öffnung nicht beschleunigt sondern abgebremst wird (Schlauchöffnung unter Wasser, Wasser fließt *in den Behälter hinein*).

Dazu muss aber die Gleichung anders formuliert werden:

p_Dyn = 1/2 * Rho * V.^2 / A^2

p_Dyn: Dynamische Druckkomponente in Pa (1 Pa = 10^-5 bar)
Rho: Dichte in kg/m^3 (Wasser: ca. 1000 kg/m^3)
V.: Volumenstrom in m^3/s
A: Querschnittsfläche an der Schlauchöffnung

Zu dieser dynamischen Druckkomponente p_Dyn, die aus der Abbremsung des Wasserstrahls im Behälter resultiert, muss der statische Druck im Wasser auf Höhe der Schlauchöffnung addiert werden. Dieser setzt sich zusammen aus dem Luftdruck p_L und dem hydrostatischen Druck p_Hyd, der wie folgt berechnet werden kann:

p_Hyd = Rho * g * h

g: Erdbeschleunigung = 9,81 m/s^2
h: Tiefe der Schlauchöffnung unter der Wasseroberfläche in m

Der gesamte absolute Druck p_abs in der Schlauchöffnung beträgt damit

p_abs = p_Dyn + p_Hyd + p_L

Der relative Druck p_rel (relativ zum Luftdruck) ("Überdruck") beträgt dann logischerweise

p_rel = p_Dyn + p_Hyd

Wenn sich die Schlauchöffnung über der Wasseroberfläche befindet, wird es deutlich komplizierter, und es kommt dann auch auf die Ausrichtung des Schlauchendes an (Einfluss der Erdbeschleunigung).

Viele Grüße
Heiner
Jan
(Mailadresse bestätigt)

  24.04.2012

Hallo Markus!
Meinst du den Druck, der am Auslauf herrscht, wenn du ihn verschließt?
Das könntest du über die Formel:

Q=A x Wurzel aus 2g x h

Q= Volumenstrom m/s
A= Ausströmfläche m
g= Fallbeschleunigung 9,81 m/s
h= Flüssigkeitsstandshöhe m

Musst die Formel dann nach h umstellen und kannst dann h in Druck umrechnen.

h = Q / A x 2g

Grüße




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