Wie strömt die Luft in einem Rohr mit drei Ausgängen?

4 Antworten

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Zunächst einmal: dieser Vorgang wird durch die Druckdifferenz zwischen den beiden Seiten angetrieben. Ist "links" ein höherer Druck als "rechts", dann strömt alles von links nach rechts. Vergleichbares gilt für die umgekehrten Druckverhältnisse.

Nehmen wir an, es handelt sich um eine Flüssigkeit oder um ein Gas, welches weit unterhalb der Schallgeschwindigkeit strömt

Wie teilen sich nun die Strömungen auf?

Hier hilft eine Analogiebetrachtung. Strömungswiderstände kann man wie elektrische Widerstände behadeln. In dieser Analogie ensprechen der elektrische Strom dem Volumenstrom und die elektrischen Spannungen den Drücken.

Nehmen wir an, du hast 1 Rohr, welches sich in 2 Abflüsse aufteilt. Dann wird das 1. Rohr durch einen Widerstand und die beiden abfließenden Rohre durch 2 Widerstände abgebildet.

Wie groß sind diese Widerstände? Diese hängen vom Strömungszustand und der Rohrreibung ab. Wenn du dies genauer wissen willst, dann schaue in ein Buch der Strömungslehre.

Beim elektrischen Problem kann man die Verzweigungsstelle als verlustlos annehmen. Das ist beim Strömungsproblem nicht so, denn die Verzweigung ist verlustbehaftet. Dies ist ein weiterer Widerstand. Wie groß dieser ist, kann man Tabellenwerken entnehmen. Ers ist rel. klein bei spitzen Winkeln und z.B. bei rechtwinkligen Abzweigungen deutlich größer. Die ganze Widerstandthematik wird über den sog. Zeta-Wert beschrieben > nachlesen in der Fachliteratur.

In unserem Fall haben wir damit 4 Widerstände:                                                     

Widerstand der Zuleitung > Verzweigungswiderstand   > Abflusswiderstand 1

                                                                               > Abflusswiderstand 2

Dieses Netzwerk ist dann zu lösen. Das ist rel. einfach aber die Hauptarbeit besteht darin die einzelnen Widerstände zu bestimmen.

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Es hängt alles vom Widerstand der Luft in den Rohren ab.

Es wird gern behauptet: Luft ströme immer am kleinsten Widerstand; das ist aber Quatsch.

Natürlich teilt sich der Luftstrom auf anhand der Widerstände.

Die Widerstände wierderum werden beeinflusst von Querschnitten, Rohrleitungslängen, Reinbungswiderständen und ganz wichtig: Verwirbelungen.

Insbesondere letztere treten zwangsläufig auf, wenn du Abzweigungen hast. Damit endet deine laminare Strömung und es wird ganz ganz schwer zu rechnen, da die Luftwirbel selbst einen Widerstand bilden, den man nicht kennt.

Das wäre auch meine Antwort gewesen.

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Du hast zu viele Variablen offen

- Durchmesser vom Rohr/der Rohre

- wo und wie zweigen sie ab

- Reibung

Grundsätzlich kannst du Luft ein wenig wie Wasser betrachten. Idealerweise teilt es sich jeweils perfekt zwischen den Rohren auf, abhängig vom Durchmessser.  Die länge ist wegen der Reibung und damit einhergehendem Energieverlust (Geschwindigkeit=Volumen/Zeit) relevant.

Stossen oder strömen ist identisch.

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