Mit der Strömungsgeschwindigkeit im Gartenschlauch den Durchmesser berechnen?
Für Physik genaue gesagt hydrodynamik hab ich eine Aufgabe bei der ich einfach nciht weiter komme...
Ich habe eine Strömungsgeschwindigkeit von 0.5 m/s bei einer Querschnittsfläche von 18mm2. Nun soll ich berechnen auf wie viel die Querschnittsfläche verringert werden muss damit der Schlauch auf eine Höhe von 4m spritzt...
Als Antwort steht da 1.016mm2 .
Wie komme ich da drauf? Also was ist da der Rechenweg??
5 Antworten
Arbeite bei konstantem Volumenstrom:
A1*v1 = A2*v2
Die Höhe des Strahls h hängt von der kinetischen Energie der Wasserteilchen beim Austritt ab (Energieerhaltung):
m*g*h = 1/2 m*v^2 (das hängt glücklicherweise nicht von m ab.)
Nun hast du A1, v1 und h (sowie die Naturkonstante g) gegeben und kannst mit der zweiten Gleichung die benötigte Austrittsgeschwindigkeit v2 berechnen, und dann mit der ersten Gleichung die zugehörige Querschnittsfläche A2.
Ich setze mal voraus, dass dir zumindest einige der Formeln bekannt sind. Nun hast du v und A gegeben, somit könntest du nach einer Formel suchen, in der diese beiden Größen und noch eine dritte Größe enthalten sind.
Unter der hirnrissigen Annahme, dass der Volumenstrom unabhängig vom Querschnitt des Schlauches sei (wenn dem so wäre, wozu bräuchte man dann überhaupt dicke Schläuche) kannst Du
- aus z.B. der Energieerhaltung die benötigte Mündungsgeschwindigkeit errechnen
- dann überlegen, wie Volumenstrom, Querschnittsfläche und Strömungsgeschwindigkeit zusammenhängen.
Andererseits: In einem Universum, in dem es Gartenschläuche mit 18 mm² gibt, spielt der Querschnitt wohl doch keine Rolle ;-)
Wußtest Du noch nicht, daß 4,6-mm-Schlauch das Material der Wahl für die letzte Meile einer Tröpfchenbewässerung ist? Und auch als Zuleitung zu einer Tröpfchenkanone ist er sehr gut geeignet.
Tipp: Kannst du berechnen, welche Austrittsgeschwindigkeit nötig wäre, damit die Höhe von 4m erreicht wird?
Querschnittsfläche von 18mm2.
Als Antwort steht da 1.016mm2 .
Und die potentielle Energie einer 1-kg-Mehltüte in 1 m Höhe beträgt 9,80665 J.
Unter der hirnrissigen Annahme, dass der Volumenstrom unabhängig vom Querschnitt des Schlauches sei
gut, dass das jemand auf den Punkt bringt. Das war das erste was mir negativ auffiel.