Durchflussmenge durch Rohr.

[Kurt B. (kurt-b)]

.

Durchflussmenge durch Rohr.

gegeben:

Kunststoffrohr, innen 50 mm Durchmesser
Länge 100m
Gefälle 10 cm
freier Auslauf
Einlaufhöhe 10 cm
Medium: Wasser
angenommene Rauheit:  0,003



gefragt: Durchflussmenge in l/s


Mir ist bekannt dass man das über den "Widerstand" des Rohres berechnen 
kann.
Wer kann da helfen oder berechnen?

 Kurt

[Base64 U. (6964fcd710b8d77)]

Aus Technische Mechanik 2, Steger, Sieghart, Glauninger, Verlag Hölder - 
Pichler - Tempsky


Seite 333:

Es muss zwischen laminarer und turbolenter Strömung unterschieden werden 
um die Reibungsverluste zu ermitteln

Liegt jetzt bei mir auch ein paar Jahre zurück, aber man müsste mal 
drauf kommen ob laminar oder turbolent oder eine mischung vor liegt. 
Dies hängt aber auch stark von dem Rohr und der 
Durchflussgeschwindigkeit ab, falls ich mich nicht gerade täusche.

[Wolle G. (wolleg)]

umfangreiche Berechnungsgrundlagen gibt es u.a. 
unter:http://www.schweizer-fn.de/stroemung/druckverlust/druckverlust.php
Such Dir einfach die richtige Formel für Dein Problem heraus.
Hier könnte man anfangen:
Druckverlust inkompressibler Medien (Flüssigkeiten)
Druckverlust durch Rohrreibung

[Kurt B. (kurt-b)]

Base64 U. schrieb:
> Aus Technische Mechanik 2, Steger, Sieghart, Glauninger, Verlag Hölder -
> Pichler - Tempsky
>
>
> Seite 333:
>
> Es muss zwischen laminarer und turbolenter Strömung unterschieden werden
> um die Reibungsverluste zu ermitteln
>
> Liegt jetzt bei mir auch ein paar Jahre zurück, aber man müsste mal
> drauf kommen ob laminar oder turbolent oder eine mischung vor liegt.
> Dies hängt aber auch stark von dem Rohr und der
> Durchflussgeschwindigkeit ab, falls ich mich nicht gerade täusche.

Danke fürs reinkommen.

Wegen des geringen Höhenunterschiedes dürfte das Wasser darin nur 
langsam fliessen, also wenig Verwirbelung aufweisen.

Es ist angedacht ein Kunststoffrohr zu verwenden.
Die Strecke ist ziemlich gerade was auch wenig Widerstand hervorrufen 
dürfte.

Mir geht es darum ob es überhaupt Sinn macht da was zu machen.
Der max. Durchfluss liegt bei ca. 2 l/s und wenn das 50ziger Rohr nicht 
reicht dann halt ein stärkeres.

 Kurt

[Uhu U. (uhu)]

Base64 U. schrieb:
> turbolent

turbulent

[Lothar M. (Gast)]

In deinem Fall spielt es keine Rolle ob das Wassel laminar oder 
turbulent fliesst, da der Querschnitt mit 50mm so gross ist in Relation 
zur Fliessgeschwindigkeit, welche auf Grund des geringen 
Höhenunterschiedes sehr gering sein dürfte.

Die Durchflussmenge ist deshalb nur von zwei Faktoren abhängig:
Dem Druck und dem Widerstand.

Der Druck ist dabei dynamisch, denn wenn der Wasserspiegel am Einlauf 
sinkt, sinkt auch der Druck, infolgedessen auch die Durchflussmenge.

Den Druck zu berechnen ist relativ einfach, Höhe Wassersäule am Einlauf 
zu Höhe Wassersäule am Auslauf.
Den Widerstand zu berechnen ist deutlich schwieriger, da musst du dich 
auf Herstellerangaben verlassen.

Wenn du es aber gaaaanz genau wissen willst, schau mal hier rein:
http://www.druckverlust.de/

[Joe G. (feinmechaniker)]

Da keiner weiter mag, habe ich mal gerechnet.
Eine geschlossene Lösung in Form einer Formel ist nicht möglich. Die 
Strömungsgeschwindigkeit bestimmt den hydraulischen Widerstand und 
dieser wiederum die Strömungsgeschwindigkeit. Es ist also eine einfache 
Iteration notwendig. Tatsächlich müssen in der Iteration die 
Reynoldszahl, die Rohrreibungszahl und der hydraulische Widerstand 
iteriert werden. Das ist jedoch nicht kompliziert.
Zur Lösung:
Die Strömung ist schwach turbulent und man kommt auf einen Volumenstrom 
von 19.62 Liter/min. Mit 2 Liter/s wird es also nichts.

[Kurt B. (kurt-b)]

Joe G. schrieb:
> Da keiner weiter mag, habe ich mal gerechnet.
> Eine geschlossene Lösung in Form einer Formel ist nicht möglich. Die
> Strömungsgeschwindigkeit bestimmt den hydraulischen Widerstand und
> dieser wiederum die Strömungsgeschwindigkeit. Es ist also eine einfache
> Iteration notwendig. Tatsächlich müssen in der Iteration die
> Reynoldszahl, die Rohrreibungszahl und der hydraulische Widerstand
> iteriert werden. Das ist jedoch nicht kompliziert.
> Zur Lösung:
> Die Strömung ist schwach turbulent und man kommt auf einen Volumenstrom
> von 19.62 Liter/min. Mit 2 Liter/s wird es also nichts.

Hm das hab ich 'geahnt'.

Eine Möglichkeit wäre nur einen Teil der 2 l/s durch das Rohr zu führen, 
Also einen 'Shunt' einzubinden. Baulich wäre das möglich. Auch ein 
dickeres Rohr könnte in Betracht gezogen werden, ist aber nicht so gut.

Jedenfalls weiss ich nun besser woran ich bin, danke fürs berechnen.


 Kurt

[Joe G. (feinmechaniker)]

Kurt B. schrieb:
> Hm das hab ich 'geahnt'.

Nimm ein Rohr mit einem Durchmesser von 100 mm. Damit bekommst du bei 
deinen Bedingungen einen Volumenstrom von 2.1 l/s

[Georg A. (georga)]

Die Heizungsbauer haben doch Faustformeln, damit es im Rohr nicht arg 
rauscht. AFAIR gabs da eine maximale Geschwindigkeit von 0.5m/s. Damit 
kann man dann den Querschnitt ausrechnen...

[Joe G. (feinmechaniker)]

Georg A. schrieb:
> Damit kann man dann den Querschnitt ausrechnen...

Damit kann man den Querschnitt "Rauschschätzen", nur leider nicht 
korrekt ;-)

[Kurt B. (kurt-b)]

Joe G. schrieb:
> Kurt B. schrieb:
>> Hm das hab ich 'geahnt'.
>
> Nimm ein Rohr mit einem Durchmesser von 100 mm. Damit bekommst du bei
> deinen Bedingungen einen Volumenstrom von 2.1 l/s

Da gibt es leider eine Bremse.

Es geht dabei um bis zu 15 Rohre die bis zu 300 Meter lang sein können 
und in ein vorhandenes grösseres Rohr passen müssen/sollten.

Mit den 100ern wird's ev. nicht gehen, muss aber erst messen.
Es gibt da noch den Umstand dass die max-Menge nicht immer die 2 Liter 
sind, sondern in einigen Rohren wesentlich weniger.
Ausserdem sind die 10 cm Fallhöhe die geringste die auftritt, an anderer 
Stelle ist es mehr.

Jedenfalls kann ich jetzt das Ganze schon mal in etwa abschätzen.


 Kurt

[Joe G. (feinmechaniker)]

Vielleicht findet sich eine bessere Lösung, wenn du das Problem 
vollständig benennst. Eines darf man jedoch jetzt schon mitnehmen. Der 
Rohrdurchmesser spielt eine erhebliche Rolle. Das 50mm Rohr hat 
gegenüber dem 100mm Rohr einen um den Faktor 45 größeren 
Strömungswiderstand!

[Kurt B. (kurt-b)]

Joe G. schrieb:
> Vielleicht findet sich eine bessere Lösung, wenn du das Problem
> vollständig benennst.

Da muss ich ein wenig aufpassen, eine Lösung ist ja vorhanden, es geht 
um eine "Vereinfachung" der Wartungsarbeiten der automatischen 
Messeinrichtungen.
Jetzt werden die anfallenden Wassermengen (Sickerwasser durch einen 
Staudamm), das Wasser kommt aus Rohren die in Schächten enden, direkt 
vor Ort gemessen.
Funktioniert gut und zuverlässig, jedoch der Einstieg in die Schächte 
macht wegen den Sicherheitsvorschriften und im Winter usw. halt ein 
wenig Stress.
Darum ist es angebracht das anfallende Wasser mit Rohren ("Inliner") an 
einen andern Ort zu bringen wo man bequem hin kann und alle Rohre 
nebeneinander liegen/zugänglich sind. Die Messung würde dann dort statt 
finden.


> Eines darf man jedoch jetzt schon mitnehmen. Der
> Rohrdurchmesser spielt eine erhebliche Rolle. Das 50mm Rohr hat
> gegenüber dem 100mm Rohr einen um den Faktor 45 größeren
> Strömungswiderstand!

Ups, das ist mehr als ich erwartet hätte.


 Kurt

[Joe G. (feinmechaniker)]

Na dann ist doch die Idee mit dem zweiten Widerstand nicht so schlecht. 
Du lässt die Hauptwassermenge über einen definierten sehr geringen 
Widerstand abfließen und schickst den Rest durch das 50 mm Rohr 
(Stromteiler) aus dem Verhältnis der Widerstände kannst du dann den 
Gesammtstrom ausrechnen.  Du musst nur beachten, dass das 
Widerstandsgesetz nicht linear sondern quadratisch ist (siehe mein PDF 
zur Berechnung).