Pumpchart - m-Angabe?

und Tauchpumpen
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o0Julia0o
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Pumpchart - m-Angabe?

Beitrag von o0Julia0o » So 4. Apr 2021, 16:52

was bedeutet in einem Pumpendiagramm die Meterangabe? Ist das die Förderhöhe? Ist da nicht der Durchmesse noch entscheidend?

Wie verhält sich die Förderhöhe in Bezug auf die Förderung in der Horizontalen?
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Thoralf
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Re: Pumpchart - m-Angabe?

Beitrag von Thoralf » So 4. Apr 2021, 21:36

N'abend o0Julia0o,

zu den ersten drei Fragen mal in Kürzest-Form: Förderhöhe. Ja. Nein. :D

In der Horizontalen: Idealerweise (ohne Reibung im Rohr) kein Einfluss. Reale Rohre haben Reibung, Verwirbelung etc. Jeder Meter Rohr, jedes Winkelstück, jedes Ventil führt zu Druckverlust. Den kannst Du wieder in m WS (Meter Wassersäule) umrechnen. Näheres zum Druckverlust: druckverlust.de/Online-Rechner

LG
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Re: Pumpchart - m-Angabe?

Beitrag von o0Julia0o » Mo 5. Apr 2021, 01:58

Danke. Aber wie verhält sich das im Bezug auf die Fördermenge? Das ist ja im Pumpendiagramm angegeben. Da gibt es horizontal dann auch nur wenig Veränderungen?
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Thoralf
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Re: Pumpchart - m-Angabe?

Beitrag von Thoralf » Mo 5. Apr 2021, 11:04

Moin Julia,

wenn Du das wirklich genau wissen willst, dann wird es etwas kompliziert. Denn "nur wenig" ist sehr relativ. ;)

In das Diagramm der Pumpen-Kennlinie kann man die eigene(n) Verbraucher-Kennlinie(n) einzeichnen. Habe das mal für meine Pumpe WILO MHIL 104 für zwei reale (selbst gemessene) Fälle getan (blaue Linien):
Bild

Zunächst: die Förderhöhe (Saughöhe oder Druckhöhe oder - wenn die Pumpe im Keller steht, über Grundwasser, aber unter Entnahmehöhe - beides) verschiebt einfach den Punkt der Verbraucher-Kennlinie bei Durchfluss null nach oben. Das ist linear und beruht auf m * g * h (Höhe geht linear ein). Der Durchflusswiderstand (der sich in Druck bzw. Förderhöhe wiederspiegelt) ist aber quadratisch vom Durchfluss abhängig, deshalb sind die Verbraucher-Kennlinie Parabeln.

Ohne die Rohrleitungen (inkl. Winkel, Reduzierungen, Abzweigungen, etc.) zu berücksichtigen, bräuchte man nur den Punkt in der Kennlinie suchen, der dem eigenen Bedarf entspricht. Also z.B. "Ich brauche bei 1,5 m³/h Durchfluss bei 2,5 bar". Also z.B. um einen oder mehrere Rasensprenger zu versorgen und deren nötige Reichweite zu erreichen.

Bei freiem Auslauf müsste meine Pumpe über 4 m³/h bringen (in der KL nicht mehr enthalten), wenn ich bei 3 m eine waagerechte Linie eingezeichnet hätte. Das wäre aber nur ideal, ohne jede Reibung. Gemessen habe ich am offenen ¾"-Schlauch aber "nur" irgendwas um 2,5 m³/h. Woran liegt das? Bis zum Wasserhahn im Garten liegen waagerecht ca. 20 m 1"-Rohr, dazu noch waagerecht 25 m ¾"-Schlauch. Nach dem Druckverlust-Rechner bringt das Rohr etwa 0,2 bar, der ¾"-Schlauch etwa 1 bar, entsprechen zusammen also etwa 12 m Höhe. Dazu kommt noch der ¾"-Wasserhahn mit 0,1 bar, ein ¾"-Winkel mit 0,07 bar, ein 1"-Winkel mit 0,02 bar und ein 1"-Schrägsitzventil mit 0,04 bar, noch mal 2,3 m Höhe. Soviel zum "nur sehr wenig". :D

Um zu sehen, was die Pumpe wirklich bei freiem Auslauf bringt, müsste ich meinen Pumpen-Versuchsaufbau nochmal aufbauen. Damals habe ich das nicht gemessen, da wollte ich die Pumpe nur mal auf Funktion testen. Heute habe ich keine Zeit dafür und auch wegen "never change a running system". :D

Wenn Du einen Verbraucher anschließt, eingezeichnet ist ein 08/15-Gardena-Rasensprenger, kommst Du an einen anderen Arbeitspunkt der Pumpen-Kennlinie. Dieser AP ist hauptsächlich bestimmt durch den angeschlossenen Verbraucher. Aber Rohr + Schlauch sind als Strömungswiderstand immer noch in Reihe geschaltet. Der Sprenger hat aber einen größeren Strömungswiderstand. Statt vorher bei 2,5 m³/h und 2 bar liegt der AP nun bei 1 m³/h und 3,5 bar. Und der Rohrwiderstand wiederum verringert sich, weil der ja wiederum vom Durchfluss abhängt.

Wenn Du also eher am linken Bereich der Kennlinie bist (das dürfte bei Gartenbewässerung in der Regel der Fall sein), dann ist der Durchflusswiderstand der Leitung gegenüber dem Durchflusswiderstand des Verbrauchers (Sprenger, Versenkregner, Tropfschläuche...) von geringerer Bedeutung. Aber auch nicht ohne Einfluss, wie Du oben siehst. Anders ist das, wenn Du eine Pumpe mit großem Durchfluss bei wenig Druck betreiben willst, auf der rechten Seite der KL , z.B. um Bachläufe im Garten zu versorgen. Großen Durchfluss bei wenig Druck will man z.B. auch bei Kellerentwässerung haben, wenn z.B. bei Starkregen ein Sammelschacht leer zu pumpen ist. Auch da spielt der Leitungsquerschnitt eine entscheidende Rolle.

HTH und ich hoffe das war nicht zu verwirrend.

LG
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Re: Pumpchart - m-Angabe?

Beitrag von Thoralf » Mo 5. Apr 2021, 13:27

Als Nachtrag zum obigen Beitrag:

Ich habe in das Diagramm nachträglich noch in grüner Farbe
  • die Linie für den theoretischen Arbeitspunkt bei idealer Leitung (Druckverlust = Null) eingezeichnet und
  • bei der Kennlinie des am Schlauch angeschlossenen Sprengers den Anteil der Förderhöhe, den Anteil der Leitungsverluste und den Anteil des angeschlossenen Sprengers an der gesamten Förderhöhe bzw. am Gesamtdruck angemerkt.
Da der Durchfluss quadratisch in die Rechnung eingeht, verringern sich gegenüber dem freien Auslauf am Schlauch (ca. 2,75 m³/h) die Druckverluste in der Leitung bei angeschlossenem Sprenger (1 m³/h) stark. 2,75² sind ungefähr 7,5. Statt vorher 1,7 bar sind es nur noch 0,23 bar. (1,7 bar/7,5). Also bei einem Sprenger ist der Druckverlust der waagerechten Leitung tatsächlich gering. Bei zwei angeschlossenen Sprengern ist der Anteil des Druckverlusts der Leitung schon deutlich größer (ca. 1 bar).

(Grafische Betrachtung von Kennlinien finde ich immer wieder interessant... ;) )

LG
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Re: Pumpchart - m-Angabe?

Beitrag von o0Julia0o » Mo 5. Apr 2021, 18:07

Danke Dir! O.k., das ist ne Menge Information mit Fachbegriffen. Man kann also grob sagen - ohne Absperrhahn etc., dass horizontal man 10% von der Steighöhe im Diagramm rechnen kann.

In dem Druckverlustrechner sind Biegungen mit Verlust behaftet. Der Gartenschlauch liegt ja niemal genau gerade. Ist dann dafür nicht auch ein Verlust mit einzkalkulieren?
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Re: Pumpchart - m-Angabe?

Beitrag von Thoralf » Fr 9. Apr 2021, 21:29

N'abend Julia,

ich habe lange überlegt, was ich auf Deine Frage nach 10% der Steighöhe antworten soll. Vielleicht ist ein ganz klares Jein am Besten. :D
Wenn Du eine Tiefbrunnenpumpe hast mit z.B. 80 m, dann ist der Verlust in den waagerechten Leitungen im Vergleich dazu kleiner als wenn das Grundwasser bei Dir nur ein Meter unter der Rasenkante steht. Und wenn Du nur 1000 l/h förderst, ist der Leitungsverlust nur ein Viertel gegenüber 2000 l/h. Nimm also die 10 Prozent nicht als gottgegebenen Wert. ;)

Hinzu kommt noch die Definitionsfrage, meinst Du die Verluste bis zum Wasserverbraucher (also Rohr + Schlauch) oder bis zum Auslauf des Wasserhahn (also nur Rohr + Wasserhahn). Da gibt es ja auch noch mal einen großen Unterschied. Es ist jedenfalls nicht verkehrt, im Garten 1 Zoll zu verbuddeln, bei langen Strecken oder hohem Durchfluss auch mehr. Und nach den Werten die ich oben schrieb hat das 1"-Rohr nur 20% der Verluste des ¾"-Schlauches.

Ach ja, und die Biegungen im Gartenschlauch... Na ich weiß nicht. Man kann sich auch zu Tode rechnen. Nimm den Druckverlustrechner, probiere das für 19 mm Schlauch, 1 m³/h und 300 mm Biegeradius 180 Grad im Vergleich zu 0,94 cm geradem Schlauch aus. Da kommst Du auf irgendwas um 1 mbar Unterschied.
=======
Soweit in aller Kürze. Nun nochmal ne Menge fachliches. :) (weil ich es selbst auch mal wissen wollte) Ich habe um das oben mal fortzusetzen noch einen zweiten Sprenger eingezeichnet, der gleichzeitig mit dem ersten läuft. Die rote Linie ist dabei nicht der 2. Sprenger allein, sondern die Summe beider Sprenger.
Bild
Da sieht man, welchen Einfluss der höhere Durchfluss hat. Wobei die geometrischen Addition der Linien (so wie ich es eingezeichnet habe) nicht ganz korrekt ist - aber da es ohnehin nur Freihand eingezeichnet ist, spielen Feinheiten keine Rolle. Was schön zu sehen ist, wie der Arbeitspunkt (Schnittpunkt mit der Pumpen-KL) zu niedrigerem Druck wandert. Also die beiden Sprenger lassen in der Summe mehr Wasser durch, aber der Druck der Pumpe geht entlang der Pumpen-KL runter. Zugleich steigt der Verlust¹, so dass der Druck am Sprenger nochmals leicht sinkt. Ein Sprenger allein läuft mit 3 bar, beide gleichzeitig mit 2 bar.

¹An dieser Stelle liegt ein kleiner zeichnerischer Fehler: üblicherweise schließt man ja beide Sprenger jeweils mit einem eigenen Schlauch an. Dann erhöht sich durchflussbedingt nur der Druckverlust im Rohr bis zum Wasserhahn. Die Zeichnung gilt also für den Fall, dass am Ende des Schlauches beide Sprenger angeschlossen sind. Wenn also am Ende des ¾"-Schlauches ein T-Stück und daran noch mit kurzen Schlauchstücken die beiden Sprenger angeschlossen sind, dann kommt das ungefähr hin, was ich da skizziert habe.

LG
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