Hallo Sven,
zunächst mal Danke für deine Hilfe.
Hab noch ein paar kleine Fragen:
also ich hab mal folgendes laut deiner Beschreibung berechnet.
-die Fließgeschindigkeit ist 3,02m/s
das bedeutet einen Durchfluss von 4,42m³/s (hast Du diesen Wert als Grundlage verwendet?)
-die Geschwndigkeitshöhe ist 48m³/h
Falsch! v²/(2*g) -> (3,02[m/s])²/(2*9,81[m/s²] -> 0,47m !!! (Einheit beachten!)
Im statischen System (ruhender Zustand!) bedeudet ein Druck von 8bar eine Wassersäule von 80m oder eine nach oben gespritzte Fontaine von 80m.
Hier hinkt natürlich der Vergleich - Der Luftdruck von annährend einem bar wirkt gegebenenfalls gegen die Fontäne (offenes System)!
somit bleiben hier nur ca. 70m Druckhöhe - abzüglich der Geschwindigkeitshöhe und Reibungsverlusten (sollte aber alles vernachlässigt werden!)
Der Verlustbeiwert ist ein Tabellenwert (empirisch ermittelt) und von mir interpoliert.
Nun den örtlichen Verlust mittels 0,2 * 3,02² -> 1,82m berechnen.
Das heißt der Druck wird um ungefähr 0,2bar sinken.
Der restliche Druckverlust entsteht durch Reibung und örtliche Verluste durch Querschnittsänderungen usw.
aber wie komme ich auf die 80m Druckhöhe?
wie komm ich an den Verlustbeiwert nach Idelcik von 4
gruß thomas
Hallo Thomas,
in diesem „physikalischen System“ existiert ein
Energiehorizont. Diese setzt sich aus drei Teilen zusammen:
- Die Energieverlusthöhe (örtliche und Reibungsverluste durch
Rohrreibung und Querschnittsänderungen)
- Die Druckhöhe (durch Höhenunterschiede oder
Druckverhältnisse gegeben)
- die Geschwindigkeitshöhe (reagiert auf
Querschnittsveränderung usw.)
Der Energiehorizont bleibt vom Systembeginn bis zum Systemende
gleich groß. Die Verhältnisse der Einzesummanden verschieben
sich aber!
zuerst solltet ihr im Beispiel die Fliessgeschwindigkeit
(Quotient aus Durchfluss und Querschnitt) ermitteln. Vor Ort
nachvollziehen (Achtung FWspritze und Reibung bringen Fehler)!
Damit lässt sich dann die Geschwindigkeitshöhe ermitteln
v²/(2*g).
Die Druckhöhe ist annährend 80m im statischen System. Im
fliessenden
80m - Geschwindigkeitshöhe am Anfang der Leitung.
Die Energieverluste sind zu Beginn natürlich gleich null.
Über Gleichsetzen mit Hilfe der Bernoulligleichung (einfach
mal googlen) lässt sich somit an jeder Stelle im Sytem die
einzelnen Summanden ermitteln.
Für die Querschnittseinengung muß der örtliche Verlust
ermittelt werden.
Für den vorliegenden Fall würde ich eine idealisierte
Betrachtung als Querschnittseinengung um 50% vorschlagen.
nach Idelcik ergibt sich für eine derartige Blende ein
Verlustbeiwert von 4,0.
Somit ergibt sich in deinem Fall eine Verlusthöhe von 0,2* v².
Diese ziehst du von 80m ab (dividierst dein Ergebnis durch 10)
und hast den Druck hinter der Blende ermittelt.
Rohrreibung ist aber so glaube ich, bei diesen höhen Drücken
verhältnissmäßig hoch und sollte bei praktischen Versuchen
deutlich zu bemerken sein.
Ich hoffe ich konnte helfen
Sven
