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Nachricht |
Franz Luwein
Anmeldungsdatum: 06.02.2018
Beiträge: 4
Wohnort: Alsfeld
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 Franz Luwein Verfasst am: 06. Feb 2018 21:10 Titel: Unterdruck in geschlossenem Gefäß |
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Hallo Alle,
mit Schule hat meine Frage / mein Problem nichts zu tun.
Ich hoffe, dass ich hier richtig bin und mir jemand hilft.
Mein (noch) theoretisches Problem:
Ich möchte mit einer handelsüblichen Pumpe , die an einer Bohrmaschine betrieben wird, einen Unterdruck in einem geschlossenen Gefäß herstellen.
Annahme:
Ein Gefäß ist zur Hälfte mit Wasser gefüllt.
Durch den fest verschlossenen Deckel wird ein Schlauch in die Flüssigkeit geführt.
Nun wird versucht, dieses Wasser oder Teile davon abzupumpen.
Frage:
Bekomme ich überhaupt Wasser heraus?
Mit welchem Unterdruck ist zu rechnen?
Technische Daten der Pumpe:
Ausführung: Selbstansaugend
Förderhöhe: 15 m
Ansaughöhe: max. 30 m
Geeignet für klare Flüssigkeiten,
Betrieb an Bohrmaschinen
Mit freundlichem Gruß
Franz Luwein |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5042
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| DrStupid Verfasst am: 06. Feb 2018 22:15 Titel: Re: Unterdruck in geschlossenem Gefäß |
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| Franz Luwein hat Folgendes geschrieben: | | Ansaughöhe: max. 30 m |
beeindruckend |
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Franz Luwein
Anmeldungsdatum: 06.02.2018
Beiträge: 4
Wohnort: Alsfeld
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| Franz Luwein Verfasst am: 06. Feb 2018 23:05 Titel: |
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OK!
Danke für den Hinweis.
Das ist wohl ein Tipp-/Druckfehler.
Ich denke, dass 3 m realistischer sind.
Gruß
Franz |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5865
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 07. Feb 2018 14:32 Titel: |
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Die Angaben reichen nicht aus. Bekannt sein muss die Leistung der Pumpe bzw. der Bohrmaschine. Es fehlt die Angabe des Volumenstroms.
Wirkungsgrade von Pumpe, Bohrmaschine etc. sind unberücksichtigt.
Die Leistung bei isothermischen Zustand erechnet sich aus
 )
 }{t} )
Volumen oberhalb des Wasserspiegels bei max. Pumpenleistung
Abgepumpte Wassermenge
Luftdruck im Behälter
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Franz Luwein
Anmeldungsdatum: 06.02.2018
Beiträge: 4
Wohnort: Alsfeld
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| Franz Luwein Verfasst am: 07. Feb 2018 15:01 Titel: |
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Danke für die sehr exakte Antwort.
Leider kann ich damit nichts anfangen. Kein Abitur o.ä.!
Mir reicht es bereits aus, eine Einschätzung zu bekommen ob das überhaupt geht.
Wenn es geht, wäre es natürlich schön, wenn man anhand des Volumens des herausgepumpten Wassers den Unterdruck einschätzen könnte, denn ein Manometer ist nicht vorhanden.
So etwas in der Art:
0,5 l entspricht -0,1 bar
1,0 l entspricht -0,2 bar
1,5 l entspricht -0,3 bar usw. (wenn möglich)
Ich mache das Scenario daher einmal etwas konkreter:
Das zylindrische Gefäß hat einen Durchmesser von ca. 25 cm und eine Höhe von ca. 20 cm. Das sollte ein Volumen von etwa 10 l ergeben.
Gefüllt ist es zur Hälfte (ca. 5l) mit Wasser.
Wieviel Wasser könnte ich mit meinen bescheidenen Mitteln da maximal herauspumpen? Welcher Unterdruck ist zu erwarten?
Wie gesagt: Es reicht mir (gerundet) eine Stelle hinter dem Komma!
Danke für die Hilfe.
Mit freundlichem Gruß
Franz |
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5862
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| Myon Verfasst am: 07. Feb 2018 17:05 Titel: |
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Was den Unterdruck betrifft, kannst Du diesen für das geschilderte Szenario (Volumen insgesamt 10l, zu Beginn mit 5l gefüllt) in guter Näherung mit folgender Faustformel bestimmen:
Dabei wäre x das Volumen des herausgepumpten Wassers in Liter und  der Unterdruck in bar. Für 0.6l ergäbe sich also ein Unterdruck von gut 0.1bar.
Bevor jetzt an der obigen Formel moniert wird, dass das mit den Einheiten nicht aufgehe: das weiss ich wohl. Es ging mir nur um eine möglichst einfache Formel, welche den Unterdruck herausgibt. |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5865
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 07. Feb 2018 17:33 Titel: |
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| Franz Luwein hat Folgendes geschrieben: | Danke für die sehr exakte Antwort.
Leider kann ich damit nichts anfangen. Kein Abitur o.ä.!
Mir reicht es bereits aus, eine Einschätzung zu bekommen ob das überhaupt geht.
Wenn es geht, wäre es natürlich schön, wenn man anhand des Volumens des herausgepumpten Wassers den Unterdruck einschätzen könnte, denn ein Manometer ist nicht vorhanden.
So etwas in der Art:
0,5 l entspricht -0,1 bar
1,0 l entspricht -0,2 bar
1,5 l entspricht -0,3 bar usw. (wenn möglich)
Ich mache das Scenario daher einmal etwas konkreter:
Das zylindrische Gefäß hat einen Durchmesser von ca. 25 cm und eine Höhe von ca. 20 cm. Das sollte ein Volumen von etwa 10 l ergeben.
Gefüllt ist es zur Hälfte (ca. 5l) mit Wasser.
Wieviel Wasser könnte ich mit meinen bescheidenen Mitteln da maximal herauspumpen? Welcher Unterdruck ist zu erwarten?
Wie gesagt: Es reicht mir (gerundet) eine Stelle hinter dem Komma!
Danke für die Hilfe.
Mit freundlichem Gruß
Franz |
Wenn man die gewünschten Daten berechnen will, benötigt man schon gewisse physikalische Grundkenntnisse.
Sonst geht nur ausprobieren.
Wie du an der Formel für den Druck siehst, hängt dieser auch davon ab, wielange Du pumpst.
Ich helfe Dir mal ganz pragmatisch, ohne dass höhere Kenntnisse vorausgesetzt werden:
Bei konstanter Temperatur (isotherm) gilt das Gesetz von Boyle-Mariotte
 ist das abgepumpte Wasser V_W
p_0 = Anfangsdruck = Luftdruck
V_0 = Anfängliches Luftvolumen im Behälter
Jetzt kannst Du noch setzen
 = Volumen des Behälters
 = Anfängliches Wasservolumen
 = \frac{p_0\cdot (V_B - V_{W_0})}{V_B - V_{W_0}+ V_W})
Alles klar?
Gruss
Jörg
Zuletzt bearbeitet von Mathefix am 07. Feb 2018 18:52, insgesamt 3-mal bearbeitet |
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Franz Luwein
Anmeldungsdatum: 06.02.2018
Beiträge: 4
Wohnort: Alsfeld
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| Franz Luwein Verfasst am: 07. Feb 2018 18:48 Titel: |
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Hallo Myon,
DANKE!
Das ist genau das was ich gesucht habe!
0,6 l herauspumpen bringt MIR einen Unterdruck von 0,1 bar
1,0 l herauspumpen bringt MIR einen Unterdruck von fast 0,2 bar.
2,0 l herauspumpen bringt MIR einen Unterdruck von gut 0,3 bar.
Mit dieser Info kann ich sehr gut leben.
Auch mit ist/war klar, dass ich bei mir im Garten/Hobbyraum keine Laborbedingungen herstellen kann.
Gruß
Franz |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5042
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| DrStupid Verfasst am: 07. Feb 2018 19:02 Titel: |
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| Franz Luwein hat Folgendes geschrieben: | | Ich denke, dass 3 m realistischer sind. |
Das würde heißen, dass die Pumpe es gerade so schafft, eine 3 Meter hohe Wassersäule anzuheben, was einer Druckdifferenz von 0,3 bar entspricht. Das ist der Unterdruck, den Du erreichen kannst, wenn Pumpe und Abfluss auf Höhe des Flüssigkeisspiegels im Gefäß liegen. |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5865
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 07. Feb 2018 19:44 Titel: |
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| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | Franz Luwein hat Folgendes geschrieben: | | Ich denke, dass 3 m realistischer sind. |
Das würde heißen, dass die Pumpe es gerade so schafft, eine 3 Meter hohe Wassersäule anzuheben, was einer Druckdifferenz von 0,3 bar entspricht. Das ist der Unterdruck, den Du erreichen kannst, wenn Pumpe und Abfluss auf Höhe des Flüssigkeisspiegels im Gefäß liegen. |
Es ist zu beachten, dass der Druck im Gefäss durch das Abpumpen sinkt. |
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