Wabenstruktur wasserundurchlässig, luftdurchlässig

dorn · Anmeldungsdatum: 09.01.2010 Beiträge: 2

Hallo Physiker! :)

Ok, ich bin ein ziemlicher Physik Laie, habe aber folgendes Problem: Ich habe ein Rohr mit einem Durchmesser von cirka 20mm. Dieses Rohr ist schräg (cirka 30 Grad) aufgestellt und durch dieses fließt gewöhnliches Leitungswasser. Es wird aus einem Behälter gespeist, der sowohl Wasser als auch Gas enthält (kann mit einer gefüllten Flasche verglichen werden, die man versucht zu leeren, wo Gas und Wasser sich austauschen).

Während das Wasser aus dem Behälter entleert wird, gelangt Luft in eben diesen gleichzeitig. Es fließen also im Rohr gleichzeitig Wasser (aus dem Behälter) und Gas (aus der Umwelt in den Behälter) durch dasselbe Rohr gleichzeitig.

Im Rohr selbst dürfen sich Luft und Wasser jedoch nicht berühren (oder zumindest kaum, kleine Abweichungen erlaubt). D. h. in der Eintrittsstelle des Rohres müssen sie voneinander getrennt werden (ohne technische Hilfsmittel wie Pumpen etc.). Mit Luft sind Bläschen gemeint. Dass es im Wasser Sauerstoff gibt ist vernachlässigbar. Es ist eine "praktische" Lösung erforderlich.

Meine Ansätze wie man Wasser und Luft beim Eintritt ins Rohr trennen könnte, damit keine Bläschen im Wasser vorfindbar sind.

1) Das Rohr muss in zwei Hälften geteilt werden: Ein oberer Raum der das Gas überträgt, und ein unterer, der das (schwerere) Wasser überträgt.

Grundgedanke dahinter: Durch die Leichtigkeit des Gases wird dieses sich für die obere Hälfte des Rohres automatisch entscheiden.

Das Problem: Das Wasser darf nicht in die obere Hälfte des Rohres, welches das Gas übertragen soll, gelangen.

Meine Befürchtung ist allerdings, dass bei der Eintrittsstelle in das Rohr Gas in den Wasserbereich kommen könnte.

Oder würde das nicht passieren, da das Gas durch seine geringere Dichte sowieso die obere Hälfte des Rohres "wählen" würde?

2) Der obere Bereich des Rohres, der für das Gas bestimmt ist, wird mit einer Wabenstruktur versehen. Versucht das Wasser beim Rohreintritt in die Gashälfte des Rohres zu gelangen, stößt es auf Widerstand (Wabenstruktur), und "entscheidet" sich für die untere Rohrhälfte, da ein geringerer Widerstand vorhanden ist. Das Gas kann problemlos durch die Wabenstruktur gelangen.

Da das Wasser mit einem geringen Druck ins Rohr gelangt (insgesamt gibt es im Behälter 15 Liter), kann ich mir zumindest nicht vorstellen, dass das Wasser durch die Waben gelangen würde. Allerdings ist die Frage, ob es die Luft nicht behindert?

Welche der beiden Lösungsansätze findet ihr besser? Habt ihr vielleicht eine dritte Lösung parat?

Vielen Dank für die Mühe. Bin schon gespannt was ihr dazu schreibt.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Spricht was dagegen, oben in den Behälter ein Loch zu machen, das man öffnet, während man unten das Wasser ablässt? Dann strömt die Luft einfach von oben rein smile

dorn · Anmeldungsdatum: 09.01.2010 Beiträge: 2

Leider.

Dachte mir auch anfangs. Aber es muss leider (wie bei einer Flasche) alles aus der Mündung raus. Wie schon geschrieben, die Lösung muss nicht perfekt sein, d. h. kleinere Bläschen können auch durch die Wasserhälfte durch.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Ich verstehe noch nicht ganz, warum es wichtig sein soll, dass sich da keine Blasen bilden sollen. (Wenn das Wasser unten rausgelaufen ist, sind die Blasen ja schnell wieder weg.)

Und ich verstehe noch nicht so ganz, wie du dir die Geometrie des Behälters und des Abflussrohres vorstellst. Denn wenn das Rohr unten am Behälter dran ist, dann muss die Luft ja sowieso durch Wasser durchblubbern, spätestens wenn sie am Rohransatz in den Behälter gelangt.

Magst du eventuell noch ein paar mehr Details verraten und/oder mal skizzieren, wie du dir das mit dem Behälter und dem Rohr denkst?

(könnte es zum Beispiel einfach in Frage kommen, durch das Rohr einen langen Strohhalm durchzustecken, bis in den luftgefüllten Teil des Behälters, so dass die Luft durch den Strohhalm reinkann?)