Hydrodynamik

Technik Mechanik & Konstruktion
#1

Liebe/-r Experte/-in,

ich habe eine konkrete Frage zur Hydrodynamik und hoffe, dass Sie mir helfen können.

Bei einem Ölunfall ist Schweröl aus einer 24 mm Bohrung (M 24 Gewinde) ausgetreten. Innerhalb von 12 Minuten strömten 8,373 Kubikmeter Öl (Dichte bei 15°C: 979,2 kg/cub.m) aus. Dies entspricht 41,865 Kubikmetern pro Stunde. Kann man unter Vernachlässigung der Rohrreibung auf den Druck schließen? Wie lautet die Formel und was müsste man ggf. berücksichtigen? Das Schweröl wurde bei einer Temperatur von 61°C, also mit einer Dichte von ca. 943,2 kg/cub.m. gepumpt. Gesucht ist der Druck vor der Bohrung. Die Querschnittsfläche der Bohrung ist ca. 452,39 mm2.

Können Sie mir da mal mit Bernoulli auf die Sprünge helfen? Vielen Dank im Voraus!

Mit besten Grüßen
Jomino

#2

Liebe/-r Experte/-in,

Bei einem Ölunfall ist Schweröl aus einer 24 mm Bohrung (M 24
Gewinde) ausgetreten. Innerhalb von 12 Minuten strömten 8,373
Kubikmeter Öl (Dichte bei 15°C: 979,2 kg/cub.m) aus. Dies
entspricht 41,865 Kubikmetern pro Stunde. Kann man auf den Druck schließen? Wie
lautet die Formel und was müsste man ggf. berücksichtigen? Das
Schweröl wurde bei einer Temperatur von 61°C, also mit einer
Dichte von ca. 943,2 kg/cub.m. gepumpt. Gesucht ist der Druck
vor der Bohrung. Die Querschnittsfläche der Bohrung ist ca.
452,39 mm2.

Mit besten Grüßen
Jomino

Hallo Jomino,

Rohrreibung tritt hier nicht auf, da das Öl ja nicht durch ein Rohr nach außen strömt. Eine Blendenberechnung greift hier auch nicht, da es ja hier keine zwei Durchmesser in Strömungsrichtung gibt.
Was aber hier geht, ist die Ausflussgeschwindigkeit aus Behältern.

v = wurzel(2 g h)

darin ist v die Ausflussgeschwindigkeit in m/s,
g die Erdbeschleunigung (9,81 m/s²) und
h die Höhe der Flüssigkeitssäule in m, die dann in den Druck umgerechnet werden muss.

Dazu kommt dann noch eine Ausflusszahl, die mit der ermittelten Geschwindigkeit multipliziert werden muss. Diese ist
bei einem einfachen Loch ca. 0,62
bei einem kurzen Rohrstück ca. 0,85
wenn in dem Gewinde vorher ein Manometer war, ist dies die Ausflusszahl.

Ansonsten empfehle ich hier Google oder Wikipedia, da gibt’s jede Menge Stoff zum Thema Ausflussgeschwindigkeit.

Gruß
Pat