Was geht schneller bei der praktischen Hydrodynamik?

LittleKim01 · Anmeldungsdatum: 23.06.2021 Beiträge: 1

Meine Frage:
Guten Tag wir bekamen eine Aufgabenstellung bei welcher wir abwägen sollen,
ob (Option 1) die Messung der Füllhöhe als Funktion der Zeit im Behälter oder
(Option 2) die Messung der Ausflussdauer als Funktion der anfänglichen Füllhöhe
schneller umzusetzen geht.
Ich habe allerdings Schwierigkeiten die Aufgabenstellung zu verstehen, vielleicht könnt ihr mir ja helfen.

Meine Ideen:
Die Option 2 bedeutet, dass man Höhen abmisst und die Zeit stoppt, bis der Behälter leer ist. Aber ist Option 1 nicht genau die gleiche praktisch Umsetzung wie Option 2 ?
Viel Dank im Voraus für eure Antworten

Steffen Bühler · Moderator Anmeldungsdatum: 13.01.2012 Beiträge: 7244

Willkommen im Physikerboard!

Im ersten Fall musst Du dauernd die Füllhöhe messen, sei es mit einer Kamera, sei es mit einem Schwimmer, der einen Poti verstellt, sei es...

Im zweiten Fall misst Du einfach die Zeit, bis nichts mehr fließt. Letzteres könnte Dir zum Beispiel ein einfacher Hebelschalter, der durch den Strahl betätigt wird, mitteilen. Ich persönlich halte das für einfacher aufzubauen.

Viele Grüße
Steffen

DrStupid · Anmeldungsdatum: 07.10.2009 Beiträge: 5043

Luthro · Anmeldungsdatum: 01.07.2019 Beiträge: 3

Steffen Bühler · Moderator Anmeldungsdatum: 13.01.2012 Beiträge: 7244

Ja, daher ist für mich vom Aufbau her (nicht von der Durchführung) Option 1 nicht so schnell umzusetzen. Natürlich kannst Du eine Kamera davorstellen und das Video mit Zeitstempeln auswerten. Aber fünfmal verschieden hoch aufzufüllen, ausfließen zu lassen und die Zeit (notfalls mit einer Stoppuhr) zu messen, geht deutlich schneller, was die Vorbereitung betrifft. In der Tat lässt sich die Aufgabe aber da nicht so recht aus...

Was die Extrapolation angeht, würde sich das lohnen, wenn das Auslaufen lange dauert, vielleicht eine halbe Stunde. Dann kann man fünf Minuten messen und erhält einen Parabelabschnitt, denn die Pegelhöhe folgt ja Torricelli. Die Funktionsgleichung macht Dir z.B. Excel aus den Wertepaaren ohne Probleme, so erhältst Du die gesuchte Auslaufzeit über die Nullstelle.

Aber nach wie vor glaube ich, Option 2 ist weniger umständlich.

DrStupid · Anmeldungsdatum: 07.10.2009 Beiträge: 5043

DrStupid · Anmeldungsdatum: 07.10.2009 Beiträge: 5043

roycy · Anmeldungsdatum: 05.05.2021 Beiträge: 961

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5786 Wohnort: Heidelberg

Also ich verstehe auch nicht ganz, um was es eigentlich geht... Aber für Wassertanks gibt es Füllstandssensoren, die häufig einfach die Druckdifferenz zwischen "unten" und der Außenluft messen (ich hab einen Sensor in einem Edelstahl-Gehäuse mit einem Kabel dran, in dem zwei Adern laufen und noch ein leerer Luftschlauch drin ist, der zur Außenluft hin offen sein muss. Der Sensor selbst sinkt dank des Edelstahlgehäuses an den Boden des Wassertanks und so kann der Sensor den hydrostatischen Druck mit dem Außenluftdruck vergleichen. Versorgt wird er mit 24V Gleichstrom und liefert den Wert dann, indem 4 bis 20 mA über die Versorgungsleitungen fließen (4mA wenn Tank leer -> keine Druckdifferenz, 20mA bei maximaler Füllhöhe).
Es gibt glaub auch noch andere Techniken, wie kapazitive Messung o. ä..
Damit lässt sich sehr einfach eine automatisierte Messung eines Füllhöhen-Zeit-Diagramms realisieren.

Also nur falls jemand sowas in echt machen will, bevor jemand tatsächlich eine Kamera aufbaut, um die Füllhöhe zu sehen...

Gruß
Marco