Wasserdurchfluss Rohr Reibung?
Wenn wasser sagen wir mal durch ein gerades rohr nach unten fließt hat es doch sicher auch an den rohrwänden das verlangen sich abzusetzen quasi binden. Also muss wasser durch ein rohr mit kleinen durchmesser sehr viel langsamer fließen als durch eines mit großen. Wie siehts mit den grenzwerten aus kennt sich wer aus? Außerdem wenn wasser sehr schnell durch ein rohr mit großen durchmesser fließt ist das der grund das turbulenzen entstehen weil es an den rohrwänden langsamer fließt?
3 Antworten
Für laminare Strömungen gilt das Gesetz von Hagen-Poiseuille, der Volumenstrom geht darin mit dem Radius zur 4. Potenz, ist also extrem stark davon abhängig.
Wann der Übergang zur turbulenten Strömung erfolgt, darüber gibt die Reynolds-Zahl Auskunft.
Hier rechnet einer aus, wie viele Liter Wasser pro Sekunde durch ein 17m langes Rohr mit 8 mm Durchmesser bei einem Überdruck von 4 bar fließen können. Es kommen 2,4 Liter pro Sekunde dabei heraus.
https://www.youtube.com/watch?v=eK5bDZYPqiM
Jetzt kannst Du am Rohrdurchmesser ja mal drehen, wie sich die Werte verändern.
Das hängt von den Bedingungen ab
1) laminare Strömung
2) turbulente Strömung
3) Rauhigkeit der Rohrwände
siehe Physik-Formelbuch
Kapitel,Strömung,Laminare Strömung durch ein Rohr
Gesetz von Hagen-Poiseuille V=pi*∆p*t*R⁴/(8*η*l) (waagerechtes Rohr)
V=Volumen in m³ (Kubikmeter),was in der Zeit t durch das Rohr geflossen ist
∆p=Druckunterschied zwischen 2 Stellen in Pas (Pascal)
t=Zeit in s (Sekunden)
R=Radius des Rohres in m (Meter)
l=Abstand zwischen den betrachteten beiden Stellen in m (Meter)
η=1*10(-3) Ns/m² dynamische Viskosität von Wasser
Bei einem senkrechten Rohr muß man den Höhenunterschied berüchsichtigen
Energieerhaltungssatz:Energie wird nicht erzeugt,sondern ist vorhanden und Energie geht nicht verloren !
Zustand 1 (Stelle1 oben) E1=potenzielle Energie+kinetische Energie+Druckenergie
Zustand 2 (unten) E2=0+kinetische Energie+Druckenergie+Verluste
potenzielle Energie (Lageenergie) Epot=m*g*h
kinetische Energie (Bewegungsenergie) Ekin=1/2*m*v²
Druckenergie Ed=v*p
Verluste → Druckverlust zwischen den beiden Stellen durch Reibung
∆p=... Formel umgestellt
am Ausfluß ist der Druck der Luftdruck pl=....
Druck oben p1ges=pl+ ∆p+p1
Für den Durchfluß durch Rohren gibt es ein Diagramm,wo man Werte ablesen kann
λ=Rohrreibungszahl
Re>2320 Übergang von laminarer Strömung in turbulenter Strömung
Rauhigkeit der Rohrwand
laminare Strömung
turbolente Strömung
kann man hier gar nicht erklären.Dafür brauchst du ein Buch aus einem Buchladen,was sich mit Rohrströmung beschäftigt.
1 Wasser hat eine Strömungsgeschwindiegkeit zb in den heizungsrohre und auch da spielt die Pumpe eine Rolle!
2 Das Wasser sorgt für reibungsverluste und zb auch für Wärmeverluste wen es an den Rohrwänden fliest!
3 Wasser kann nicht langsamer fließen den es kann sich nur ausdehne und zusammenziehen von der dichte !
Es kann nur schneller fließen wen das durch die pumpe so geregelt ist ansonsten kann es nur schneller runter fliessen wen ein großes loch im Rohr ist!
Wasser kann nicht langsamer fließen den es kann sich nur ausdehne und zusammenziehen von der dichte !
Wasser ist weitgehend inkompressibel der Druck hat also im flüssigen Zustand kaum Einfluss auf die Dichte. Die Dichte ist also beiahe rein von der Temperatur bestimmt.
Natürlich hat das Wasser in unterschiedlichen Rohrdurchmessern eine unterschiedliche Geschwindigkeit bei gleichem Druck sonst würde das Kontinuitätsgesetz nicht gelten. Bei gleichem Druck fließt also Wasser in dickeren Rohrabschnitten langsamer als in dünneren Rohrabschnitten.
Je dünner das Rohr aber wird desto größer wird auch der notwendige Druck und da spielt dann die Pumpe eine Rolle. Idr nimmt die Fließgeschwindigkeit bei dünneren Rohren mit der selben Pumpe ab besonders wenn man an die Leistungsgrenzen der Pumpe geht.
danke kannst du dass auch mit beispielzahlen ausdrücken