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Anzahl benötigter Bohrungen berechnen
 
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Hunterkoile



Anmeldungsdatum: 04.07.2016
Beiträge: 7

Beitrag Hunterkoile Verfasst am: 04. Jul 2016 10:09    Titel: Anzahl benötigter Bohrungen berechnen Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Hallo

ich benötige eure Hilfe!

Folgendes Problem stellt sich mir dar.
Ich habe ein Kunststoffrohr mit dem Innendurchmesser Ø6mm, das Rohr hat eine länge von 1000mm, auf der eine Seite ist das Rohr geschlossen auf der anderen Seite wird eine Pumpe angeschlossen, die pro Stunde 600L Wasser fördert.
Nun würde ich gerne wissen, wie viele Löcher mit dem Ø6 in das Rohr gebohrt werden müssen, damit die 600L auch effektiv durch das Rohr fließen.

Viele Dank für eure Mühe, falls ich im falschen Bereich bin, bitte verschieben.

Anbei noch ein Bild zur deutlicheren Vorstellung



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moody_ds



Anmeldungsdatum: 29.01.2016
Beiträge: 515

Beitrag moody_ds Verfasst am: 04. Jul 2016 11:07    Titel: Re: Anzahl benötigter Bohrungen berechnen Antworten mit Zitat

Hunterkoile hat Folgendes geschrieben:

Seite wird eine Pumpe angeschlossen, die pro Stunde 600L Wasser fördert.
Nun würde ich gerne wissen, wie viele Löcher mit dem Ø6 in das Rohr gebohrt werden müssen, damit die 600L auch effektiv durch das Rohr fließen.

Wenn die Pumpe 600 l / min fördert dann fließen da auch 600 l / min durch, wo soll das Wasser sonst hin?

Wenn du jetzt da Löcher reinhaust kommt natürlich weniger an.

Die Frage ist, wie genau möchtest du das wissen?
Hunterkoile



Anmeldungsdatum: 04.07.2016
Beiträge: 7

Beitrag Hunterkoile Verfasst am: 04. Jul 2016 11:25    Titel: Antworten mit Zitat

Es können von mir aus auch kleinere Löcher oder auch größer sein.
Mir geht es darum, das auch die 600 l/h durchgehen, nicht das nur 80 l/h durchgehen.

Im Grunde geht es mir darum, das ich keinen Druckverlust haben möchte, also das Wasser soll dennoch weiterhin mit Druck kommen und nicht einfach nur rausplätschern.
moody_ds



Anmeldungsdatum: 29.01.2016
Beiträge: 515

Beitrag moody_ds Verfasst am: 04. Jul 2016 13:48    Titel: Antworten mit Zitat

Ach das Wasser soll durch die Löcher raus Hammer

Aber trotzdem, wenn das Rohr auf der anderen Seite verschlossen ist und die Pumpe 600 l / min fördert kommt da auch genau so viel raus.

Wenn du Angst hast dass weniger rauskommt, wo sollte der Rest denn bleiben? grübelnd

Massenerhaltung: Was rein geht, geht auch wieder raus.
Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5206

Beitrag Mathefix Verfasst am: 04. Jul 2016 14:00    Titel: Antworten mit Zitat

moody_ds hat Folgendes geschrieben:
Ach das Wasser soll durch die Löcher raus Hammer


Massenerhaltung: Was rein geht, geht auch wieder raus.


Wie bei der Blockflöte Big Laugh

Die Frage ist mit welcher Geschwindigkeit und mit welchem Druck soll das Wasser aus jedem Loch strömen
Hunterkoile



Anmeldungsdatum: 04.07.2016
Beiträge: 7

Beitrag Hunterkoile Verfasst am: 04. Jul 2016 14:01    Titel: Antworten mit Zitat

Jetzt wird wohl auch so langsam klar, warum ich hier nachfrage. Ausserdem werden mir mehr oder weniger auch manche Sachen klar, um so mehr man drüber nachdenkt.

Ich denke ich probiere es einfach mal aus, ein Loch reinbohren, Pumpe an, Pumpe aus, nächstes Loch bohren usw. Big Laugh

falls irgendwas schiefgehen sollte, melde ich mich noch einmal Hammer

Danke
borromeus



Anmeldungsdatum: 29.12.2014
Beiträge: 509

Beitrag borromeus Verfasst am: 04. Jul 2016 14:20    Titel: Antworten mit Zitat

Was ist das denn für eine Pumpe? Type, Leistung?
Am Anfang des Rohres hast Du eine Fliessgeschwindigkeit von ~6m/s.
Das ist m.E. ziemlich hoch. Kannst Du kein dickeres Rohr nehmen?
Gefühlsmäßig wird das so nicht nicht klappen.
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 6540

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 04. Jul 2016 14:33    Titel: Antworten mit Zitat

Mit Hagen-Poiseuille kommt man hier vielleicht etwas weiter. Wenn Du nur ein einziges Loch ganz hinten reinbohrst und die genannte Fördermenge haben willst, brauchst Du einen Pumpendruck von etwa 50 Millibar. Mit jedem weiteren Loch sinkt der benötigte Druck. Daher wäre in der Tat interessant, was für einen maximalen Druck Deine Pumpe aufbauen kann.

Viele Grüße
Steffen

EDIT: Druck korrigiert (Millibar und Bar verwechselt...)
EDIT2: Druck ein zweites Mal korrigiert (Viskosität nicht 1Pas, sondern 1mPas)


Zuletzt bearbeitet von Steffen Bühler am 07. Jul 2016 09:46, insgesamt 2-mal bearbeitet
Hunterkoile



Anmeldungsdatum: 04.07.2016
Beiträge: 7

Beitrag Hunterkoile Verfasst am: 05. Jul 2016 06:31    Titel: Antworten mit Zitat

Morgen

Danke für eure Antworten.

Ein dickeres Rohr geht nicht aus Platzgründen bzw. Herstellungsmöglichkeiten.
Die Daten der Pumpe kann ich euch gerne Sagen. Angaben zum Druck gibt es leider keine.

Der Abgang der Pumpe ist bei mir das G 1/4"

EHEIM universal 600

EAN 4011708103166
Artikel-Nr. 1048219
UPC (-)
Pumpenleistung pro Stunde bei 50 Hz von 600,00 l
Förderhöhe bei 50 Hz ca. (H max) 1,50 m
Leistungsaufnahme bei 50 Hz von 10,00 Watt
Breite 147,00 mm
Höhe 115,00 mm
Tiefe 75,00 mm
Schlauch Ø Saugseite 13,00 mm
Gewinde Ø Saugseite 3/8 "
Schlauch Ø Druckseite 11,00 mm
Gewinde Ø Druckseite 1/4 "
Spannung 230 Volt
Frequenz 50 Hz
Netzstecker D
Kabellänge 150 cm
Verpackungseinheit 1 Teil(e)
Verpackungsmaße(Breite) 20,50 cm
Verpackungsmaße(Höhe) 10,00 cm
Verpackungsmaße(Tiefe) 14,50 cm
Süßwasser ja
Meerwasser ja


Was für mich auch noch eine Option wäre einen oder mehrere Schlitze in die Mantelfläche zu machen.
borromeus



Anmeldungsdatum: 29.12.2014
Beiträge: 509

Beitrag borromeus Verfasst am: 05. Jul 2016 08:08    Titel: Antworten mit Zitat

Doch, doch, da steht Förderhöhe 1,5m- das heisst 0,15 bar.
Ist das eine Aquariumpumpe?

Ich befürchte, dass das was Du planst, so nie und nimmer funktioniert.
Was ist denn die eigentliche Aufgabenstellung?
moody_ds



Anmeldungsdatum: 29.01.2016
Beiträge: 515

Beitrag moody_ds Verfasst am: 05. Jul 2016 08:28    Titel: Antworten mit Zitat

Die Angaben bringen einem aber eigentlich nada. Was du benötigst wäre ein H,Q Diagramm, welches dir die Förderhöhe in Abhängigkeit vom Volumenstrom liefert.

@borromeus Ich hätte vermutet eine Art Bewässerungssystem, vielleicht für einen Garten? Aber da erscheinen mir 600 l / min doch sehr hoch grübelnd
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 6540

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 05. Jul 2016 08:54    Titel: Antworten mit Zitat

moody_ds hat Folgendes geschrieben:
da erscheinen mir 600 l / min doch sehr hoch


Das steht ja auch gar nicht da... Augenzwinkern
Hunterkoile



Anmeldungsdatum: 04.07.2016
Beiträge: 7

Beitrag Hunterkoile Verfasst am: 05. Jul 2016 09:06    Titel: Antworten mit Zitat

Ist für ein Aquarium
sie fördert 600 l/h
vom Prinzip her, steht sie in der Ecke des Beckens, eine Filtermatte wird im Viertelkreis um sie befestigt, die Pumpe zieht das Wasser durch die Matte hindurch und stößt es nach oben wieder aus, hier wird das Wasser dann umgelenkt und in das 1000mm lange Rohr geleitet, daß das Wasser wieder, über die gesamte Beckenlänge, in den "Kreislauf" bringt
borromeus



Anmeldungsdatum: 29.12.2014
Beiträge: 509

Beitrag borromeus Verfasst am: 05. Jul 2016 09:26    Titel: Antworten mit Zitat

Hunterkoile hat Folgendes geschrieben:
Ist für ein Aquarium
sie fördert 600 l/h
vom Prinzip her, steht sie in der Ecke des Beckens, eine Filtermatte wird im Viertelkreis um sie befestigt, die Pumpe zieht das Wasser durch die Matte hindurch und stößt es nach oben wieder aus, hier wird das Wasser dann umgelenkt und in das 1000mm lange Rohr geleitet, daß das Wasser wieder, über die gesamte Beckenlänge, in den "Kreislauf" bringt


Ok, Prinzip verstanden.
Was ich- jedoch hatte ich noch nie im Leben ein Haustier, und ein Aquarium schon gar nicht- nicht verstehe ist die Wassermenge.

Das sind 10l/min. Das schafft bei mir daheim gerade mal die Wasserleitung in der Küche (11l/min). Keine Ahnung wie groß das Aquarium ist, aber ich schätze mal, dass da keine 600l drinnen sind. Ist es wirklich notwendig pro Stunde eine Umwälzung zu haben?

Und wenn Du die 600l/h wirklich brauchst, was spricht dagegen, das ohne Rohr einfach an der Druckseite der Pumpe ausströmen zu lassen? Bei der Fliessgeschwindigkeit wird sowieso das Wasser wieder mit dem Beckenwasser verwirbelt und vermischt.
Hunterkoile



Anmeldungsdatum: 04.07.2016
Beiträge: 7

Beitrag Hunterkoile Verfasst am: 05. Jul 2016 09:59    Titel: Antworten mit Zitat

Das Becken hat 240L
doppelte Umwälzung/h

dies sollte ein Versuch von mir sein. In normalen kaufbaren Artikeln und Zubehörteilen wird im Normalfall nur auf einer Seite punktuell das Wasser wieder eingebracht oder über einen Bereich von ca. 300mm.
Ich wollte es über einen Bereich von ca. 1000mm versuchen.

Ich werde wohl unterm Strich hergehen und Löcher in das Loch bohren, eins nach dem anderen und dazwischen immer wieder die Pumpe laufen lassen.
moody_ds



Anmeldungsdatum: 29.01.2016
Beiträge: 515

Beitrag moody_ds Verfasst am: 05. Jul 2016 14:01    Titel: Antworten mit Zitat

Steffen Bühler hat Folgendes geschrieben:
Das steht ja auch gar nicht da... Augenzwinkern

Konsequent verlesen geschockt Aber selbst pro Stunde erscheint mir das viel, siehe
borromeus hat Folgendes geschrieben:

Was ich- jedoch hatte ich noch nie im Leben ein Haustier, und ein Aquarium schon gar nicht- nicht verstehe ist die Wassermenge.

borromeus hat schon eine gute Antwort geliefert. Im Prinzip kannst du aber auch eigentlich nichts falsch machen wenn du da erstmal 5 Löcher reinbohrst und mal guckst. Wobei ich eventuell ein dickeres Rohr verwenden würde um von den hohen Strömungsgeschwindigkeiten runter zu kommen.
Hunterkoile hat Folgendes geschrieben:

Ich werde wohl unterm Strich hergehen und Löcher in das Loch bohren
Big Laugh
Ein bisschen Spaß muss sein Zunge
sockenschuss
Gast





Beitrag sockenschuss Verfasst am: 05. Jul 2016 14:13    Titel: Antworten mit Zitat

Hagen-Poissuelle ist im vorligenden Falle so eine Sache (Vorraussetzung laminare Strömung) . Die Strömungsgeschwindigkeit ist anfangs relativ hoch, die Reynoldszahl von 36000 deutet darauf hin, das die Strömung beim Vorliegen kleinster Störungen stark turbulent wird. Turbulent bedeutet, das die Strömung Wirbel ausbildet und das Fluid relativ längere Wege gegen die innere Reibung zurücklegen muss, verglichen mit der Situation bei laminarer Strömung.
Zwar sinkt die Strömungsgeschwindigkeit hinter jedem Loch ab, bis irgendwann die Vorraussetzung für eine laminare Strömung vorliegen könnte, aber selbst wenn, bleibt die Frage offen, wann sich die bereits entstandenen Wirbel beruhigt haben.
Die TU Delft hat wohl vor einiger Zeit an sowas geforscht, vielleicht tut sie es immer noch... Mir ist das zu schwierig... grübelnd
Brillant



Anmeldungsdatum: 12.02.2013
Beiträge: 1923
Wohnort: Hessen

Beitrag Brillant Verfasst am: 06. Jul 2016 00:36    Titel: Antworten mit Zitat

Also die Pumpe hat einen Abgang von Ø 11,00 mm (ca 100 mm² Querschnitt), den du auf Ø 6 mm (ca. 30 mm²) reduzieren willst. Bei einer auf weniger als 1/3 "verstopften" Druckseite ist die Leistung von 600 l/h reichlich illusorisch.

Probiere doch mal aus, wieviel l/h durch dein dünnes Rohr von 1 m Länge fließen, wenn beide Seite offen sind. Mein Kaffeesatz (Bauchgefühl) tippt auf 50 l/h bei so einer schwachen Pumpe.

Wenn du Löcher reinborst, wird sich die Wassermenge erhöhen, vielleicht auf 70 l/h. Wäre interessant, die wirklich gemessenen Werte dieser Schätzung gegenüberzustellen.

Habe eben mal eine 1-l-Flasche mit vollem Wasserstrahl gefüllt, es dauerte ca. 6 sec bei 3 bar und geschätzten Ø 11,00 mm Innendurchmesser der Leitung (außen gemessen 15 mm) . Du hast aber nur 0,15 bar und 6 mm.
Hunterkoile



Anmeldungsdatum: 04.07.2016
Beiträge: 7

Beitrag Hunterkoile Verfasst am: 06. Jul 2016 05:39    Titel: Antworten mit Zitat

Ich werde das ganze am Wochenende mal versuchen.

ich werde dann mal mit Messbecher und Stoppuhr mehrere Szenarien ausprobieren und dann berichten.

Ich wollte ja eigentlich nur eine Rohrleitung fürs Aquarium Big Laugh

Vielen lieben Dank für eure Mühen, Antworten und Ratschläge

Gruß
Stefan
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 6540

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 06. Jul 2016 09:42    Titel: Antworten mit Zitat

Brillant hat Folgendes geschrieben:
Probiere doch mal aus, wieviel l/h durch dein dünnes Rohr von 1 m Länge fließen, wenn beide Seite offen sind. Mein Kaffeesatz (Bauchgefühl) tippt auf 50 l/h bei so einer schwachen Pumpe.


Mit der genannten Formel komme ich auf

Also etwas mehr als ein tropfender Wasserhahn. Und auch nur, wenn's nicht turbulent wird.

Viele Grüße
Steffen
Brillant



Anmeldungsdatum: 12.02.2013
Beiträge: 1923
Wohnort: Hessen

Beitrag Brillant Verfasst am: 06. Jul 2016 14:15    Titel: Antworten mit Zitat

Hunterkoile hat Folgendes geschrieben:
Ich wollte ja eigentlich nur eine Rohrleitung fürs Aquarium :D
Und ich wollte mein Kinder-Dreirad auf 60 km/h bringen. Der angebaute Tacho hat das versprochen (so wie deine Pumpe 600 l/h verspricht):


fahrrad_tacho.jpg
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fahrrad_tacho.jpg


sockenschuss
Gast





Beitrag sockenschuss Verfasst am: 07. Jul 2016 02:54    Titel: Antworten mit Zitat

Wenn die Herren vielleicht noch einmal bei der dynamischen Viskosität genauer hinschauen wollen... Ins Tabellenbuch...
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 6540

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 07. Jul 2016 09:44    Titel: Antworten mit Zitat

Seufz, dankeschön. Schon wieder einen Faktor 1000 übersehen.

Dann sind's ohne Turbulenzen tatsächlich 1700 Liter pro Stunde. Und der benötigte Druck weder 50000 Bar noch 50 Bar, sondern recht brave 50 Millibar.
Brillant



Anmeldungsdatum: 12.02.2013
Beiträge: 1923
Wohnort: Hessen

Beitrag Brillant Verfasst am: 07. Jul 2016 10:25    Titel: Antworten mit Zitat

Steffen Bühler hat Folgendes geschrieben:
Dann sind's ohne Turbulenzen tatsächlich 1700 Liter pro Stunde.
Du meinst (oder hast gerechnet) dass die technischre Angabe 600 l/h Turbulenzen voraussetzt?

Steffen Bühler hat Folgendes geschrieben:
Und der benötigte Druck weder 50000 Bar noch 50 Bar, sondern recht brave 50 Millibar.
Ziemlich nah dran, wenn man von 50000 Bar kommt: Förderhöhe bei 50 Hz ca. (H max) 1,50 m

Ich habe schon meine Gründe, dass ich Formeln kritisch gegenüberstehe.
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 6540

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 07. Jul 2016 11:06    Titel: Antworten mit Zitat

Brillant hat Folgendes geschrieben:
Steffen Bühler hat Folgendes geschrieben:
Dann sind's ohne Turbulenzen tatsächlich 1700 Liter pro Stunde.
Du meinst (oder hast gerechnet) dass die technischre Angabe 600 l/h Turbulenzen voraussetzt?


Das kann ich nicht beurteilen. Ich habe einfach die Werte in die Formel für rein laminare Strömung eingesetzt.



Mit









ergibt das



Wenn man statt 6 Millimeter Durchmesser die genannten 11 nimmt, ergibt sich etwa der zehnfache Wert. Die Pumpenhersteller werden hier wohl anders rechnen. Zum Beispiel wird da wohl nicht angenommen, dass der Druck am Rohrende Null ist, also der Druckunterschied weniger als 150mbar sein dürfte.

Brillant hat Folgendes geschrieben:

Ich habe schon meine Gründe, dass ich Formeln kritisch gegenüberstehe.


Wem sagst Du das...

Viele Grüße
Steffen
sockenschuss
Gast





Beitrag sockenschuss Verfasst am: 07. Jul 2016 11:28    Titel: Antworten mit Zitat

Bei der verlangten Strömungsgeschwindigkeit werden sich sehr wahrscheinlich Wirbel ausbilden.
Ganz kritisch ist das Übergangsstück Pumpe-Rohr, hier wird die Wirbelausbildung vermutlich am stärksten sein.
Weiterhin werden sich vermutlich Wirbel an den Rohrwandungen und Lochkanten ausbilden.
Bei Wirbelausbildung gilt der Drehimpulserhaltungssatz. Für die Ausbildung der Wirbel wird Energie benötigt, die dann letztlich durch die innere Reibung des Fluids in Wärme umgewandelt wird.
Welche Strömungsgeschwindigkeit wo erzielt wird, ist nach wie vor unklar und in keiner Weise einfach zu errechnen.
kaudi
Gast





Beitrag kaudi Verfasst am: 08. Jul 2016 13:31    Titel: Antworten mit Zitat

Weil das Problem so kompliziert ist, schlage ich vor die Navier-Stokes-Gleichungen hernzuziehen. Einfach mal in einer Software wie Ansys o.Ä. eine Strömungssimulation (CFD) machen!
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