Hallo,
hat jemand eine Idee, in welcher Größenordnung die Reibungsverlusthöhen*) bei üblichen Gartenschläuchen (Wasserschläuche mit kleinerem Durchmesser) liegen?
Man kann das ja mit Hilfe der Reynolds-Zahl usw. ausrechnen, aber dafür braucht man mehrere Parameter, deren Größenordnung ich im Moment nicht abschätzen kann.
Mit Gruß Ernst Sauer
*) gemeint ist der Wert hv/L hv=Reibungsverlusthöhe L = Länge der Leitung
Die erforderlichen Parameter müsste man doch bestimmen können.
Wenn durch den Schlauch Wasser fließt, kannst Du über den Wasserzähler den Volumenstrom abschätzen. Wenn Du den Ruhedruck der Leitung kennst (Druckminderer, oft 4 bar) und den Wasserhahn vor dem Schlauch als Einzelwiderstand (müsste im Netz zu finden sein) betrachtest, müsstest Du alles haben was Du brauchst.
Viel Erfolg
Kay
"Kay Wißmann" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@news.dfncis.de...
Volumenstrom abschätzen. Wenn Du den Ruhedruck der
als Einzelwiderstand (müsste im Netz zu finden sein)
Der Schlauch liegt leider in einem entfernten, freien Gelände.
Im Prinzip geht es um 2 Teiche, die nahezu die gleiche Höhenlage haben. Die Teiche sind ca. 135 m entfernt, dazwischen liegt ein ca 5 m hoher Hügel. Ein Teich hat einen kräftigen Wasserzufluss. Mein Nachbar will diesen Zulauf nutzen, damit der andere Teich nicht austrocknet. Gesucht ist jetzt eine Bastlerlösung.
Wir haben es schon mit einem Wasserrad versucht, das eine Pumpe antreibt. Die Lösung ist aber noch nicht das Gelbe vom Ei.
Eigentlich müsste das ganze ja nach dem Prinip der kommunizierenden Röhren fast von selbst laufen, auszugleichen sind nur die Reibungsverluste; die Frage ist nun, wie man das am schlauesten macht.
Z.B. stelle ich mir die Frage, welche Lösung besser ist: a) Im höchsten Punkt wird ein Behälter aufgestellt, der Behälter wird über eine Druckleitung (L=40 m) gefüllt. Von dort läuft das Wasser dann über eine 95 m lange Gefälleleitung in den anderen Teich. b) Es wird kein Behälter zwischengeschaltet.
Im ersten Fall muss ich das Wasser auf eine Höhe von 5 m bringen, habe aber nur Druckverluste in einer 40 m langen Leitung.
Im 2. Fall habe ich keine Druckhöhendifferenz, muss aber die Reibungsverluste einer 135 m langen Leitung ausgleichen.
Was ist nun besser?
Mit Gruß Ernst Sauer
Mit Gruß Ernst Sauer
Habe mal was gehört von 0,1 bar/mtr (bin aber nicht mehr sicher). Scheint viel zu sein, hängt aber sehr von Krümmungsradien und Material des Schlauches ab. Insbesondere im Alter steigt die Rohrreibungszahl von Schlächen enorm an.Leider finde ich jetzt gerade diese Tabelle nicht. Die weiter unten im Thread angepsochenen 138mtr Schlauchlänge würde ich mit HD-PE Rohren (50mtr-Rollen) ausführen. Das ist vermutlich günstiger als ein Gartenschlauch in guter Qualität. Außerdem hat man da nur sehr geringe Reibungsverluste. Rohre mit größeren Durchmesser werden ja auch für Hausanschlüsse verwendet imo. Ich selbst habe im Garten rund 150mtr solcher Rohre verlegt.
Grüße Harald
Wenn wir die Druckh=F6henverlustformel
H_v =3D lambda * L/d * v^2/2g
nach H_v/L umstellen, bleiben immer noch d und v als Unbekannte. d setzen wir mal zu 0,012m (das d=FCrfte dem von dir erw=E4hnten =FCblichen Gartenschlauch, dem 1/2 Zoll Schlauch nahekommen). Bleibt immer noch v als unbekannte Gr=F6=DFe.
Wieviel Wasser pro Zeit soll denn durch deine Konstruktion flie=DFen? Deinem followup auf Kays posting entnehme ich, dass es um den Ausgleich von Verdunstung und Versickerung eines Teiches geht?!? Das d=FCrfte also eher ein kleiner Volumenstrom sein, es sei denn, du willst nur einmal am Tag "nachf=FCllen". (Vielleicht liegt mein Eindruck auch darin begr=FCndet, dass ich vor meinem geistigen Auge einen =FCberschaubaren Gartenteich sehe, aber vielleicht sind eure Teiche ja eher Seen?)
Wenn es exakt werden soll, wirst du um die Reynolds-Zahl nicht drumherumkommen ;-) Die Daten, die du brauchst, finden sich z. B. in der KSB-Publikation "Auslegung von Kreiselpumpen", die unter
Als kleine Rechen=FCbung bin ich das ganze nochmal etwas genauer durchgegangen: =20 Sollte deine Str=F6mung im turbulenten Bereich sein, so geht in die Ermittlung des Rohrreibungsbeiwerts lambda auch das Verh=E4ltnis der mittleren Rauhigkeitserhebungen k und des Rohrdurchmessers d ein. k ist f=FCr "Gummischlauch, neu, nicht verspr=F6det" mit einem Wert = zwischen
0,001 und 0,002mm angegeben.Rechenbeispiel: Annahmen: Volumenstrom Vpunkt =3D ca. 1m^3/h =20 Schlauchdurchmesser innen d =3D 12mm Rauhigkeit k =3D 0,002mm (Annahme des ung=FCnstigeren Falles) kinematische Viskosit=E4t von Wasser n=FC =3D 10^-6 m^2/s
Mit dem Volumenstrom ergibt sich eine Str=F6mungsgeschwindigkeit von v =3D ca. 2,5 m/s und somit eine Reynolds-Zahl Re =3D d*v / n=FC =3D 30.000
Mit dem Rohrdurchmesser und der Rauhigkeit ergibt sich ein Verh=E4ltnis d/k =3D 6.000
Mit dem Wertepaar Re und d/k l=E4sst sich der Rohrreibungsbeiwert lambda aus dem Bild 10 der o. g. Publikation zu ca. 0,024 ablesen.
(Es gibt auch die Formel lambda =3D 0,309 / (lg(Re/7))^2 die mit den gemachten Annahmen das Ergebnis lambda =3D 0,023 liefert.)
Mit diesen Werten f=FCr lambda komme ich auf einen Druckh=F6henverlust = von ca. 62,5m pro 100m Schlauchl=E4nge bei 1m^3/h (also 6,25 bar).
Daher mein Rat: Kleinerer Durchfluss oder gr=F6=DFerer Durchmesser.
Viele Gr=FC=DFe
Mic.
... ...
Diese Annahmen passen sehr gut.
Besten Dank für den ausführlichen Beitrag. Wenn ich es jetzt richtig sehe, dann ist es die beste Lösung, wenn man das Wasser erst in einen hoch gelegenen Zwischenbehälter pumpt, der sehr nahe an der Quelle liegt und dann das Wasser in einem freien Gefälle zum Zielteich führt.
Mit Gruß Ernst Sauer
Für das Prinzip der kommunizierenden Röhren sollte die Höhenlage eigentlich exakt identisch sein.
_Wenn_ _dem_ _so_ _ist_, wird das ganze etwas einfacher. Anstatt eines Gartenschlauches gibt es die auch etwas größer. (Durchmesser ca. 4-5 cm). Den Wasserbedarf kannst Du nach dem Verlust des einen Teiches abschätzen (Verdunstung und Undichtigkeit), Zeit, bis soundsoviel cm Wasserstand verloren gegangen sind mal Wasseroberfläche. Dürfte eigentlich recht wenig sein. Dann sollte aufgrund der langsamen Stömungsgeschwindigkeit die Reibung im Schlauch immer uninteressanter werden. Wenn Du natürlich die Niagarafälle auffüllen musst, dann könnte das schiefgehen.
Welche Energie liefert das Wasserrad, welche Leistung hat die Pumpe. Wie wird geregelt, wieviel Wasser der Teich benötigt?
Wenn man mal die Bernoulligleichung zur Hilfe nimmt: rho/2*v^2*(lambda*L/D) Das ist der Reibungsverlust. Minimal wird der Term für v(Geschwindigkeit)->0 L(Länge des Schlauches)->0 (hier undenkbar) D(Durchmesser des Schlauches)->unendlich
Mit einem großen Durchmesser wird auch die Geschwindigkeit kleiner.
Dann musst Du auch ein Ventil am Teich haben, dass über den Wasserstand öffnet und schließt.
Wenn aber die potentielle Energie des Wassers ausreicht, um vom Behälter in den Teich zu fließen, wieso sollte die Pumpe dann nicht reichen, um die gesamte Druckdifferenz zu überwinden, wenn sie das Wasser in den Behälter pumpen kann? Im Behälter wird ja keine Energie dazugewonnen.
Wie gesagt: Was lernt das Wasser im Behälter, dass es alleine den Weg findet, wenn die Pumpe es nicht schaffen sollte?
Ich tendiere zu Lösung b.
Mein Vorschlag: Einen möglichst großen Schlauch verwenden. Keinen Behälter verwenden. Wenn die Teiche auf einer Höhe sind, ohne Pumpe versuchen. Wenn das nicht klappt, kann man die Pumpe noch dranhängen. Auf den Behälter würde ich komplett verzichten und das Geld in einen gesund dimensionierten Schlauch investieren. Und nicht das größte aus dem Baumark nehmen sondern suchen, ob ein Fachhandel etwas größeres bietet. Lass den Schlauch ruhig 8-10cm Durchmesser haben. Wenn der 20 Euro mehr kostet als einer mit 6 cm spart sich das Geld über die Zeit durch weniger Pumpenarbeit. Die meisten Investitionskosten werden durch laufende Kosten gefressen.
Wenn Du weißt, wieviel Wasser benötigt wird, kann man das mal wirklich durchrechnen bevor man einkaufen geht.
Gruß Kay
P.S.: Für Größenangeben übernehme ich keine Haftung, da es sich hier um erste Abschätzungen handelt.
Für das Prinzip der kommunizierenden Röhren sollte die Höhenlage eigentlich exakt identisch sein.
_Wenn_ _dem_ _so_ _ist_, wird das ganze etwas einfacher. Anstatt eines Gartenschlauches gibt es die auch etwas größer. (Durchmesser ca. 4-5 cm). Den Wasserbedarf kannst Du nach dem Verlust des einen Teiches abschätzen (Verdunstung und Undichtigkeit), Zeit, bis soundsoviel cm Wasserstand verloren gegangen sind mal Wasseroberfläche. Dürfte eigentlich recht wenig sein. Dann sollte aufgrund der langsamen Stömungsgeschwindigkeit die Reibung im Schlauch immer uninteressanter werden. Wenn Du natürlich die Niagarafälle auffüllen musst, dann könnte das schiefgehen.
Welche Energie liefert das Wasserrad, welche Leistung hat die Pumpe. Wie wird geregelt, wieviel Wasser der Teich benötigt?
Wenn man mal die Bernoulligleichung zur Hilfe nimmt: rho/2*v2*(lambda*L/D) Das ist der Reibungsverlust. Minimal wird der Term für v(Geschwindigkeit)->0 L(Länge des Schlauches)->0 (hier undenkbar) D(Durchmesser des Schlauches)->unendlich
Mit einem großen Durchmesser wird auch die Geschwindigkeit kleiner.
Dann musst Du auch ein Ventil am Teich haben, dass über den Wasserstand öffnet und schließt.
Wenn aber die potentielle Energie des Wassers ausreicht, um vom Behälter in den Teich zu fließen, wieso sollte die Pumpe dann nicht reichen, um die gesamte Druckdifferenz zu überwinden, wenn sie das Wasser in den Behälter pumpen kann? Im Behälter wird ja keine Energie dazugewonnen.
Wie gesagt: Was lernt das Wasser im Behälter, dass es alleine den Weg findet, wenn die Pumpe es nicht schaffen sollte?
Ich tendiere zu Lösung b.
Mein Vorschlag: Einen möglichst großen Schlauch verwenden. Keinen Behälter verwenden. Wenn die Teiche auf einer Höhe sind, ohne Pumpe versuchen. Wenn das nicht klappt, kann man die Pumpe noch dranhängen. Auf den Behälter würde ich komplett verzichten und das Geld in einen gesund dimensionierten Schlauch investieren. Und nicht das größte aus dem Baumark nehmen sondern suchen, ob ein Fachhandel etwas größeres bietet. Lass den Schlauch ruhig 8-10cm Durchmesser haben. Wenn der 20 Euro mehr kostet als einer mit 6 cm spart sich das Geld über die Zeit durch weniger Pumpenarbeit. Die meisten Investitionskosten werden durch laufende Kosten gefressen.
Wenn Du weißt, wieviel Wasser benötigt wird, kann man das mal wirklich durchrechnen bevor man einkaufen geht.
Gruß Kay
P.S.: Für Größenangeben übernehme ich keine Haftung, da es sich hier um erste Abschätzungen handelt.
Eigentlich hatte ich auf deine Antwort zu meinem Beitrag geantwortet... Seltsam, wo das jetzt landet. Gruß Kay
Ernst Sauer schrieb:
Warum sollte das besser sein? Der Durchfluss muss her, daher werden auch die Reibungsverluste auftreten. Schaltest Du noch einen Behälter dazwischen hast Du zusätzlich die Verluste am Ein- und Auslauf (Wasser verliert seine Geschwindigkeit - kinetische Energie und muss wieder beschleunigt werden. Sinnvoll wäre das nur, wenn der Ablauf einen sehr viel größeren Querscnitt hatt, oder wenn Du mit der Pumpe nur alle Stunde pumpst und für den Ablauf viel mehr Zeit zur Verfügung steht. Schlussendlich könntest Du auch mit einer Leitung auskommen, die nur das natürliche Gefälle nutzt, beide Enden unter Wasser, einmal füllen und schon läufts auch über den Berg. Bei einem Schlauch ist das aber schwierig, erstens würde es sehr langsam laufen und zweitens würde bei 5 m Höhendifferenz wohl auch ein normaler Schlauch zusammenfallen.
Jörn
In dem Fall nicht. Bei .5 bar Unterdruck gast Wasser spürbar aus. Bei hinreichend kleinem Durchmesser und hinreichend großer Strömungsgeschwindigkeit werden Blasen einfach mitgerissen, aber das erfordert einen kurzen Schlauch und eine große treibende Höhendifferenz. Hier wird es ohne Pumpe also nur mit einem Tunnel gehen.
Moin,
Axel Berger schrub:
Geschwindigkeit ja. Aber auch das Gefälle ist wichtig. Wenn der Schlauch nirgendwo steiler als sagen wir 10% abfällt, spült's die Blasen auch bei geringer Strömungsgeschwindigkeit weg.
CU Rollo
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