der queschnitt ist nicht unwichtig, je kleiner er ist desto mehr gegendruck gibt es und desto schneller ist auch der durchfluss. physik und so. allerdings müssen die innendurchmesser nicht grösser sein als die anschlüsse, wobei mehr durchmesser natürlich zu langsameren fluss führt. die engstelle bestimmt aber da wieviel gegendruck zustande kommt. gib ja auch echt sehr kleine schläuche um zum beispiel elkos zu kühlen.
die engstelle bestimmt aber da wieviel gegendruck zustande kommt.
Diese Vorstellung hält sich leider sehr hartnäckig.
Aber korrekt ist das nicht. Ja je größer der Querschnitt der Leitungen/Rohre/Schläuche, desto geringer ist der Gegendruck. Aber unter Prämisse, dass in beiden Fällen gleich viel Wasser fließt, was erstmal nur ein theoretisches Gedankenspiel ist. In der Realität ist der resultierende Wasserdurchfluss immer ein Gleichgewichtsprodukt zwischen Gegendruck und aufgebotener Pumpleistung.
Engstellen im System haben natürlich einen Einfluss auf den Gegendruck, aber eine Engstelle x bestimmt nicht gleich den gesamten Gegendruck, sondern der ist die Summe ALLER Widerstände des Systems. Und genau aus dem Grund kann es trotzdem sinnvoll sein die Durchmesser von Leitungen zu vergrößern um den gesamt Gegendruck zu senken, selbst wenn die Engstelle x bleibt wie sie ist.
Kleines Rechenbeispiel eines einfachen Loops mit völlig fiktiven Zahlenwerten: Legen wir fest in diesem Kreislauf würden 5 l/min zirkulieren und wir könnten die Gegendrücke der einzelnen Teile messen, in der praxis werden die mit Laborermittelten Kennzahlen errechnet:
0,5m Schlauch 8/12mm 30mbar
Klemmverschraubung 1/4" 20mbar
CPU-Kühler 100mbar
Klemmverschraubung 1/4" 20mbar
0,5m Schlauch 8/12mm 30mbar
Klemmverschraubung 1/4" 20mbar
Radiator 50mbar
Klemmverschraubung 1/4" 20mbar
1m Schlauch 8/12mm 60mbar
Klemmverschraubung 1/4" 20mbar
Pumpe @370mbar 5 l/min
Die Pumpe liefert jetzt die Energie und wie bereits festgelegt in diesem Konstrukt würde sie 5 l/min fördern bei einem Gegendruck von 370mbar. Genau solche Angaben findet man in den Kennlinien der Pumpenhersteller, die diese im Labor ermittelt haben.
Jetzt nehmen wir an ich würde die Fittinge also die Klemmverschraubung als "Engstelle" sehen, da diese nur eine Bohrung von ca. 7mm hätten. Mein Schlauch aber hat 8mm innen. Jetzt nehmen wir an, wir nehmen andere Fittinge für 10/14mm Schlauch, die sind aber trotzdem nur 7mm durchbohrt, aber wir benutzten jetzt einen dickeren Schlauch:
0,5m Schlauch 10/14mm 10mbar
Klemmverschraubung 1/4" 20mbar
CPU-Kühler 100mbar
Klemmverschraubung 1/4" 20mbar
0,5m Schlauch 10/14mm 10mbar
Klemmverschraubung 1/4" 20mbar
Radiator 50mbar
Klemmverschraubung 1/4" 20mbar
1m Schlauch 10/14mm 20mbar
Klemmverschraubung 1/4" 20mbar
Pumpe @290mbar 5 l/min
Man sieht der Gegendruck hat sich auf 290mbar verringert, obwohl wir an unserer Engstelle nichts geändert haben. Unsere Pumpe würde jetzt weiterhin 5 l/min fördern, aber müsste nurnoch 290mbar Gegendruck bewältigen. Soweit so gut, aber das ist jetzt rein theoretisch gedacht. Sagen wir jetzt wir setzen für beide Fälle aber die selbe Pumpe ein und lassen sie weiterhin bei gleicher Drehzahl fördern, die Pumpe würde also noch die gleiche Energie einsetzen. Es gibt eine Formel die erlaubt es diesen Zusammenhang in einem Wert abzumelden, in dem man ein Gegebenes System auf einen Gegendruck von 1bar normiert und dann angibt wieviel Volumen dabei gefördert werden müsste. Für unser erstes System würde der Gegendruck schon bei 8,16 l/min erreicht, beim zweiten erst bei 9,33 l/min. Jetzt muss man eine Näherungsrechnung anstellen und kann ermitteln, dass die Pumpe beim neuen betriebspunkt z.b. nur ca. 350mbar Druck aufwenden kann. Mit dem Wert und dem Vergleichswert für System zwei kann man dann den neuen Volumenstrom ermitteln und das wäre in diesem Fall 5,5 l/min.
Durch den neuen Volumenstrom ändern sich natürlich auch die Gegendrücke in allen Bauteilen im System und zwar etwa quadratisch, das ergäbe dann ca.
0,5m Schlauch 10/14mm 12mbar
Klemmverschraubung 1/4" 24mbar
CPU-Kühler 121mbar
Klemmverschraubung 1/4" 24mbar
0,5m Schlauch 10/14mm 12mbar
Klemmverschraubung 1/4" 24mbar
Radiator 60mbar
Klemmverschraubung 1/4" 24mbar
1m Schlauch 10/14mm 24mbar
Klemmverschraubung 1/4" 24mbar
Pumpe @350mbar 5,5 l/min
Lange Rede, klare Erkenntnis:
Auch wenn man an der vermeintlichen Engstelle nix ändern kann, ergibt es Sinn andere Stellen zu vergrößeren. Wichtig ist nur wieviel Gegendruck meine Änderung anteilig an der Gesamtsumme macht. Im fiktiven Rechenfall wurde nur durch ändern des Schlauchdurchmessers der Volumenstrom von 5 auf 5,5 l/min gesteigert. Ohne die Bohrung der Fittinge zu vergrößern und ohne eine andere Pumpe einzusetzen. Gerade bei sowas wie Schläuchen lohnt das, je länger die Schläuche sind, da sich die Druckverluste pro m addieren. Kann ich da einige mbar pro m einsparen, wirkt sich das bei vielen Meter Schlauch natürlich stärker aus, als wenn ich nur sehr kurze Wege habe. Im Pc sind die Wege naturgemäßig eher kurz. Und ich habe es bereits versucht mit einfließen zu lassen: Die Gegendrücke sind naturgemäßig im Kühler selbst am höchsten, denn hier erzeugt man absichtlich bewusst Verwirblungen und turbulente Strömungen, denn die verbessern den Wärmeübergang. Am Ende ist es ein viel hilft viel, möchte man in dem fiktiven System den Durchfluss verdoppeln, dann reicht es nicht die Schläuche zu vergrößern, sondern da muss mehr Pumpleistung her. Durch besagte Effekte gilt aber die Faustformel: Doppelter Durchfluss = ACHTfache Pumpleistung notwendig. In der Praxis würde man dann natürlich lieber größere Schläuche nehmen und evtl. eine leicht stärkere Pumpe und kann vllt 30% mehr Durchfluss erreichen.
