Wasserdruck durch größeren Querschnitt erhöhen?
Hallo liebe Physikspezialisten!
In 5m Höhe steht ein Kanister, an den Kanister ist ein Schlauch mit einem Querschnitt von 1cm dran. Am unteren Ende vom Schlauch gibt es einen Wasserhahn. Wie kann man den Wasserdruck am Wasserhahn erhöhen ohne eine Pumpe oder andere elektrische Teile zu verwenden?
Würde es damit funktionieren, wenn ich einen Schlauch mit einem größeren Querschnitt vom Kanister zum Wasserhahn nehme, jedoch die Öffnung am Wasserhahn beibehalte?
9 Antworten
Ja. Der statische Druck (durch den Höhenunterschied) treibt das Wasser. Der Strömungswiderstand bremst es. Ist der der Gesamt-Strömungswiderstand setzt sich aus den Einzelwiderständen zusammen. Reduzierst du einen davon, reduzierst du den Gesamtwiderstand.
Den querschnitt zu erhöhen wird nichts bringen da man so nur die Durchfluss geschwindigkeit reduziert aber gleichzeitig eine größere wassersäule aufbaut weil es den Druck auf die Leitung erhöht. Somit erreichst du mit einer Erhöhung des querschnitts genau das Gegenteil deine gewünschte pumphöhe verringert sich. Aufgrund von Leiter querschnitt und Druck am Haupthahn sollte somit bei sagen wir drei Bar minus ein Bar atmosphärendruck ca 20 m Höhenunterschied möglich sein, wenn man dies ideal und ohne Reibung betrachtet. Der Druck am wasserhahn wird von dir durch die querschnittswahl nicht geändert. Dieser ist durch den leitungsdruck des Netzes vorgegeben.
@ampmark @Havenari @Fladensemmel @Hunterallstar99 @hologence @Viktor1 @ Tripper
Danke Männer für eure Antworten!
So wie es aussieht ist es ohne Stromapparat schwierig zu realisieren.
Gegen eine 12V Wasserpumpe habe ich nichts, jedoch blink jedes Mal das Licht wenn die Pumpe angemacht wird und das möchte ich nicht. Selbst eine 60W Wasserpumpe hat einen hohen Anlaufstrom. Separate Batterien verwenden möchte ich auch nicht, da diese gemeinsam über Solar geladen werden. Habt ihr eventuell noch eine Idee, welches andere Gerät ich verwenden könnte um das Problem mit dem Anlaufstrom bzw. kurzzeitigem Spannungsabfall zu lösen? So wie ich es verstehe, könnte ich auch einen Kompressor an den Kanister anschließen, der dann das Wasser mit dem benötigten Druck zu dem Hahn drückt. Ein Druckwächter könnte diesen bei Bedarf anschmeißen. Andere Ideen? Außer, dass ich mir einen 100 Liter Zylynder mit Wasser vollpumpe und einen Stein drauf lege, der es dann herauspresst ;)
Hm, der statische Druck bleibt ja gleich. Wenn dann auch noch die Austrittsöffnung konstant ist, kannst Du da am Druck nichts ändern, wenn mich nicht alles täuscht.
Nur im Idealfall, wenn die Leitung verlustfrei wäre. Ist sie aber in der Praxis nicht. Und fünf Meter mit einem engen Querschnitt sind schon ein Wort.
Es funktioniert genau anders herum: Der Druck ist höher, wenn der Querschnitt kleiner ist.
Nun mal erweitert warum das nicht funktioniert:
Wenn du den Schlauch vergrößerst, aber den Wasserhahndurchmesser beibehältst, verringerst du zwar den Druck im Schlauch und somit erhöht er sich am Hahn, allerdings ist es dort nach wie vor der gleiche Druck wie wenn du den alten, engeren Schlauch drangelassen hättest. Damit hast du nichts gewonnen.
Um den Druck am Hahn tatsächlich zu erhöhen, muss der Durchmesser des Hahns kleiner werden.
Da bist Du leider auf das hydrostatische Paradoxon reingefallen. Der Druck der Wassersäule nach unten ist nur von der Höhe der Wassersäule abhängig, nicht von ihrem Querschnitt.
Es drückt doch sowieso das Gewicht des ganzen Wassers im Kanister auf den Hahn.
Danke Hunter! Den Querschnitt des Wasserhahns kann ich nicht geringer machen. Hast du noch weitere Ideen, wie ich den Wasserdruck am Wasserhahn ohne elektrischer Geräte erhöhen kann?
Ich dachte, wenn der Querschnitt am Wasserhahn z.B. 1cm beträgt und der Querschnitt von Schlauch 2cm beträgt, dann drück ja doppelt so viel Wasser auf die Öffnung beim Wasserhahn als wenn ich nur einen Schlauch mit 1cm Querschnitt verwenden würde.
Höher kann ich den Kanister nicht aufstellen und der Querschnitt beim Wasserhanh ist fix.