Düse zur Herabsetzung der Strömungsgeschwindigkeit

twb8t5 · Anmeldungsdatum: 10.08.2011 Beiträge: 70

Hydrodynamik - Düse zur Herabsetzung der Strömungsgeschwindigkeit am Übergang von Rohrströmung zu offener Strömung

Problemstellung: Wie kann man bei gegebener Pumpleistung und Rohr-/Schlauch-durchmesser den Volumenstrom maximieren, wenn das Fluid am Ende der Leitung in den Freiraum übergeht?
Lässt man eine Strömung abrupt in den Freiraum übergehen, behält sie ihren Durchmesser und ihre Geschwindigkeit bei. Dies steht einer Maximierung des Volumenstromes ohne höhere Fließgeschwindigkeit im Wege.
Frage: Kann man den Übergang zum Freiraum so gestalten, dass die Flüssigkeit nicht mit einem Strahl weit aus der Düse schießt, sondern sich über eine möglichst große Länge verteilt?
Ziel: Der Volumenstrom pro Leitungsquerschnitt und Pumpleistung soll maximiert werden und z.B. Bodenerosion verringert werden.
Idee: Das Bild zeigt eine Hälfte des Querschnitts einer möglichen Anordnung um den Strahl zu brechen und aufzuweiten. Eine weitere Möglichkeit wäre es den Strahl in einer Richtung zu verengen und gleichzeitig in der anderen Richtung stärker aufzuweiten.

Mathefix · Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 5865 Wohnort: jwd

Leistung einer Pumpe

Bei gegebener Pumpenleistung P und Förderhöhe h ist der maximale Volumen- strom determiniert.

Das austretende Volumen kann ddurch einen Bypass reduziert werden. Die Ausströmgeschwindikgkeit kann durch Erweiterung des Rohrquerschnitts verringert werden.

twb8t5 · Anmeldungsdatum: 10.08.2011 Beiträge: 70

Danke für die Antwort und die Zeichnung.

Mathefix · Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 5865 Wohnort: jwd

twb8t5 · Anmeldungsdatum: 10.08.2011 Beiträge: 70

Ich habe herausgefunden wie das Problem heißt:
ejector or nozzle "liquid pressure recovery" factor
i.A. im Kontext von Rohrerweiterungen, nicht beim Übergang in den Freiraum.
Wenn man es schafft einen Massestrom ohne Wirbelverluste zu verlangsamen, spart man offensichtlich Energie.