Rohrströmungen berechnen?

Wissenschaft Physik
#1

Hallo zusammen

Hab hier ne Aufgabe, aus der ich net wirklich schlau werde; kann mir da evtl. jemand weiterhelfen (Rechenweg wäre schön):

Ein senkrechtes Rohr mit einem Innendurchmesser D1 = 100 mm biegt in die Waagrechte ab und erweitert sich dabei auf einen Innendurchmesser D2 = 200 mm. Der Wasservolumenstrom in der Leitung beträgt 170 m3/h. In einer Höhe von h = 5 m über der Mittellinie des waagrechten Rohres ist am senkrechten Rohrteil eine Druckmessbohrung angebracht; das waagrechte Rohr enthält ebenfalls eine Messbohrung. Berechnen Sie unter Vernachlässi-gung des Druckverlustes den Druckunterschied zwischen den zwei Messbohrungen (Dichte von Wasser: 1000 kg/m3).

Danke schon mal im Voraus!

Grüße, Tobi

#2

Hallo Tobi,

Hab hier ne Aufgabe, aus der ich net wirklich schlau werde;
kann mir da evtl. jemand weiterhelfen (Rechenweg wäre schön):

bemühe doch mal den alten Bernoulli http://de.wikipedia.org/wiki/Bernoulligleichung
Wenn du mal beruflich im technischen Bereich landest, solltest du den auswendig kennen.
Gruß
Karl

#3

Hallo Tobi,

Hab hier ne Aufgabe, aus der ich net wirklich schlau werde;
kann mir da evtl. jemand weiterhelfen (Rechenweg wäre schön):

bemühe doch mal den alten Bernoulli
http://de.wikipedia.org/wiki/Bernoulligleichung
Wenn du mal beruflich im technischen Bereich landest, solltest
du den auswendig kennen.

Naja, aber dann hab ich ja quasi die Bernoulli-Gleichung übrig, also eine Gleichung mit 2 Unbekannten p1, p2!?!

Gruß
Karl

#4

Hallo Tobi,

Hab hier ne Aufgabe, aus der ich net wirklich schlau werde;
kann mir da evtl. jemand weiterhelfen (Rechenweg wäre schön):

bemühe doch mal den alten Bernoulli
http://de.wikipedia.org/wiki/Bernoulligleichung
Wenn du mal beruflich im technischen Bereich landest, solltest
du den auswendig kennen.

Naja, aber dann hab ich ja quasi die Bernoulli-Gleichung
übrig, also eine Gleichung mit 2 Unbekannten p1, p2!?!

Du sollst ja auch den Druckunterschied berechnen, dafür musst du nicht beide Drücke kennen sondern nur delta§=p1-p2 … das ist nur eine Unbekannte.

Kannst du mir den Versuchsaufbau mal aufmalen … mir ist der nicht ganz klar.

Gruß

#5

Kannst du mir den Versuchsaufbau mal aufmalen … mir ist der
nicht ganz klar.

Hallo

So, hab den Aufbau mal auf meinen Webspace gelegt.
http://bertl85.be.funpic.de/aufgabe_sl.bmp
wäre super, wenn du mir helfen könntest; Geschwindigkeiten hab ich berechnet, komm jetzt aber nicht weiter.

MOD: Überflüssiges Vollzitat gekürzt.

#6

Hallo Tobi,

Du sollst ja auch den Druckunterschied berechnen, dafür musst
du nicht beide Drücke kennen sondern nur delta§=p1-p2 … das
ist nur eine Unbekannte.

Natürlich zuerstmal beachten, daß die Höhendiff. der Manometer
einen Druckunterschied macht (5m = 0,5 Bar).
Ein Rest kommt dann von Bernoulli

Gruß Uwi

Kannst du mir den Versuchsaufbau mal aufmalen … mir ist der
nicht ganz klar.

http://bertl85.be.funpic.de/aufgabe_sl.bmp

#7

Daraus folgere ich jetzt hoffentlich richtig, dass ich dann in Bernoulli
p2=p1-0,05 einsetze und dann damit rechnen kann!?!

Wie kommt man denn auf 5m = 0,05 bar? wahrscheinlich ne triviale Sache!?!

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

#8

Ja, dann ist das alles nicht so schwierig.

Also erstmal die Bernoulli-Gl unter Vernachlässigung der Rohreibungsverluste:

p1+rho/2*c1²+rho*g*h1=p2+rho/2*c2²+rho*g*h2

Das Medium ist hier Wasser, das heißt die Dichte ist überall gleich.
h2=0, h1=5m.
Die Geschwindigkeiten bestimmt man über den Volumenstrom
Also erstmal Volumenstrom in m³/s ausrechen.
Die Geschwindigkeiten ergeben sich zu c1=6 m/s und c2=1,5 m/s oder auch c2=c1+(D1/D2)² (mal als Zwischenergebnis).

Dann ergibt sich
delta§=p2-p1=rho*g*h1+rho/2*(c1²-c2²)

Damit wäre die Aufgabe gelöst.

Gruß
TeaAge

#9

Vielen lieben Dank! Vor alle, für die Mühe, mir den Rechenweg aufzuzeigen!
Hilft mir sehr in der Prüfungsvorbereitung!

MOD: Überflüssiges Vollzitat gelöscht.

#10

Wie kommt man denn auf 5m = 0,05 bar? wahrscheinlich ne
triviale Sache!?!

Rechne dir doch mal aus, welches Gewicht eine Wassersäule von 10 m Höhe und 1cm² Grundfläche hat. Diese Gewichtskraft lastet auf den 1cm².
Gruß
Karl

#11

War das nicht 1 Bar pro 10 m?
Hallo Karl!

Meine letzte Physikvorlesung ist zwar schon 25 Jahre her, aber ist da nicht ein Fehler um Faktor 10?
War das mit dem statischen Wasserdruck nicht 0,5 bar für 5 m Wassertiefe bzw. Höhendifferenz?

Liebe Grüße,

Thomas.

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

#12

Hallo Karl!

Meine letzte Physikvorlesung ist zwar schon 25 Jahre her, aber
ist da nicht ein Fehler um Faktor 10?
War das mit dem statischen Wasserdruck nicht 0,5 bar für 5 m
Wassertiefe bzw. Höhendifferenz?

Liebe Grüße,

Thomas.

Jupp, du hast recht.

10m Wassersäule machen etwas 1bar.

P=rho*g*h=1000kg/m³*9,81m/s²*10m=981000kg/(m*s²)=0,98 bar

Gruß
TeaAge

#13

Wie kommt man denn auf 5m = 0,05 bar? wahrscheinlich ne
triviale Sache!?!

Rechne dir doch mal aus, welches Gewicht eine Wassersäule von
10 m Höhe und 1cm² Grundfläche hat. Diese Gewichtskraft
lastet auf den 1cm².
Gruß
Karl

Hallo Karl!

Meine letzte Physikvorlesung ist zwar schon 25 Jahre her, aber
ist da nicht ein Fehler um Faktor 10?
War das mit dem statischen Wasserdruck nicht 0,5 bar für 5 m
Wassertiefe bzw. Höhendifferenz?
Liebe Grüße,
Thomas.

Hallo Thomas,

den Fehler hatte ich auch gesehen. Aus „pädagogischen“ Gründen hatte ich den Frager dann gebeten, das mal zu selber rechnen. Da wäre er nämlich bei den einprägsamen 1 bar pro 10m Wassertiefe gekommen. Und hätte seinen Fehler selber merken müssen.
Offensichtlich ging’s da vorher „quer“ mit traditionellen und neuen (internationalen) Maßeinheiten.

Gruß
Karl