Wasserdruck errechnen

CL90

Software-Overclocker(in)
Moin! :)

Ich hab mich schon öfter gefragt wie hoch der Wasserdruck in meiner Wakü ist, habe es aber bisher nicht berechnen können.
Zumal ich mir überhaupt nicht sicher bin ob ich höher gelegene Teile sowie AGB etc vernachlässigen kann bei so einer Rechnung.
Hab schon eine Menge versucht aber bisher nichts brauchbares errechnet :(

Hat irgendwer vllt schonmal sowas durchgerechnet?

Hier ein paar Physikalische Größen meines Systems:
Gesammtvolumen: 2,1l
Schlauchinnendurchmesser: 10mm
Durchflußgeschwindigkeit: 150l/h

Interessieren würde mich der Druck in Flussrichtung, im Schlauch.
 
So weit ich das weiß, kann man ein Wakü-Kreislauf als drucklos bezeichnen, wo soll sich denn da ein Druck aufbauen?
 
Naja, wenn Du 2m Wassersäule hast, dann ist dann unten bestimmt auch die 0,2bar Druck auf den Verbindungen.
Da schießt das Wasser ganz schön aus dem System, wenn man es unten und oben öffnet :-)

(Mein Radi ist 1,3m hoch, und oben drauf eine 800mm AGB-Säule)
 
er meint den Fließ- bzw Förderdruck der Pumpe im System .

Den zu berechnen ist aber an sich schon eine Sysiphos-Aufgabe da der Druck praktisch an jeder Ecke ein anderer ist .

Tendenziel ist aber zu sagen : Er ist VÖLLIG egal . Beachtet man die Vörderhöhe der Pumpe (Und baut diese auch als Tiefstes Ellement ein bzw MIN. unterhalb vom AGB) gibt es praktisch nie Probs .

Da es sich meist um Kreiselpunpem handelt kann ich allerdings grob einen druck DIREKT nach der Pumpe von max 0.8Bar angeben , allerdings nur DANN wenn das Teil auf vollen Turren läuft , MEHR Druck können Kreiselpumpen Bauartbedingt nicht aufbringen und selbst das schaffen nur sehr gute Pumpen die mit einer Vörderhöhe von mindestens 6m angegeben sind , also muss ich mich korigieren .... mehr als 0,3-0,4 Bar werden wohl net zusammen kommen .


BTW : Warum willst du das überhaupt wissen ? Wenns läuft dann läufts , rest = John Wayne ..... :-)
 
Danke :)

wissen halt^^ einfach nur um es zu wissen.
Mir schießen andauernt Fragen durch den Kopf und dann suche ich halt nach Antworten :)
 
Wenn du es wirklich berechnen willst, über stationäre Bernoulli-Gleichung und laminare Rohrströmung kommst du in guter Näherung an den dynamischen Druck. :)
 
Welche Pumpe hast du denn? Ich kann bei meiner Pumpe nämlich die aktuelle Stromaufnahme sehen und dann leicht die Leistung berechnen. Warum ist das wichtig?

Ich würde es mal mit folgender Abschätzung für den Druckabfall durch Strömungswiderstand versuchen:

P = Leistungsaufnahme * Wirkungsgrad = 3 W * 0.7 = 2.1 W
v = Volumenstrom = 150 l/h = 4.17e-5 m^3/s

p = Druckabfall über dem Wasserkreislauf = P/v = 50000 Pascal = 1/2 bar


Was aber nicht zu vergessen ist: Ich weiß nicht wie dein Ausgleichsbehälter konzipiert ist. Wenn deine WaKü hermetisch geschlossen ist, kommt ein nicht zu vernachlässigender Druck durch Erwärmung der Kühlflüssigkeit (vielleicht von 20°C auf 35°C) und ihre entsprechende Ausdehnung und außerdem eine Erhöhung des Dampfdrucks der Kühlflüssigkeit hinzu. Wer jetzt noch Lust hat das abzuschätzen: Man müsste diesen zusätzlichen Druck das an der Füllstandshöhe am Ausgleichsbehälter feststellen können.....
 
Der Maximaldruck, der in deinem Kreislauf herrschen kann entspricht der maximalen Förderhöhe deiner Pumpe. Die maximale Förderhöhe ist nichts anderes als der maximale Druck, den die Pumpe aufbauen kann. Dieser Druck wird allerdings nur erreicht wenn der Kreislauf komplett blockiert wird oder wenn man versucht aus einem Gefäß auf Höhe der Pumpe in einen senkrechten Schlauch zu pumpen der höher reicht als die maximale Förderhöhe (so wird diese übrigens am einfachsten gemessen). In jedem Fall liegt beim maximalen Druck der Volumenstrom (= Durchfluss) bei Null. Der Fließdruck ist stets kleiner als der Maximaldruck bzw. die maximale Förderhöhe.

Die stärksten Wakü-Pumpen schaffen nicht mehr als ca. 0,6 bar Maximaldruck (~6m Wassersäule). Üblich sind Maximaldrücke im Bereich von 0,2 bis knapp 0,5 bar. Mit einer AS-XT sind z.B. maximal 0,412bar (= 4,2mWS) erreichbar. Die Umrechnung von Förderhöhe, welche oft in mWS (Meter Wassersäule) angegeben wird, erfolgt mit Hilfe der Erdbeschleunigung am Ort des Geschehens (Ortskonstante) für die man in unseren Breiten ca. 9,81m/s² ansetzen kann (die genaue Ortskonstante für deinen Standort kannst du hier suchen: Klick). 1mWS entspricht 9.810kg/m*s². Demnach sind 4,2mWS = 41.202kg/m*s². Die Umrechnung in bar erfolgt durch Divison durch den Skalenfaktor 100.000. Das ergibt 0,41202bar.
Aber das ist wie gesagt der Maximaldruck ohne Durchfluss - im funktionierenden Kreislauf mit Durchfluss herrscht nirgends dieser Druck. Zum Vergleich: Dieser Druck entspricht dem Druck der auf deinen Körper wirkt wenn du 4,2m tief tauchst. Das ist gefühlt gar nicht mal so wenig, aber im Vergleich zu dem was man in der Technik als Drucksystem bezeichnet (z.B. das Hydraulik-System eines Baggers), ist das so gut wie gar nichts. Daher ist der Hinweis von SpatteL, dass man einen Wakü-Kreislauf in technischem Sinne als drucklos bezeichnen kann schon richtig.

Der maximale Fließdruck ergibt sich aus der Summe aller Druckverluste im Kreislauf. Jeder Kühler, aber auch alle anderen Bauteile im Kreislauf verursachen Druckverluste. Es herrschen also vor jeder Komponente andere Drücke. Allerdings sind diese so gering, dass sie oft relativ schwer zu messen sind (man misst dazu den Differenzdruck zwischen dem Druck vor und nach der Komponente). Solange Durchfluss herrscht ist die Summe der Druckverluste stets geringer als der Druck der der maximalen Förderhöhe der Pumpe entspricht. Je mehr Durchfluss die Pumpe erreicht, desto geringer ist die Summe der Druckverluste die ihr gegenüber steht. Der maximale Fließdruck wird also geringer je höher der Durchfluss ist. Der Maximaldurchfluss der Pumpe wird bei einem Druckverlust von Null erreicht, das bedeutet die Pumpe fördert direkt am Auslass horizontal ins Freie. Ein geschlossener Kreislauf ohne Kühler etc. führt allein durch den Druckverlust der durch die Reibung im Schlauch und die Umlenkung zum Einlass zurück entsteht, bereits dazu, dass der maximale Volumenstrom der Pumpe nicht mehr erreicht werden kann.

Wenn du die Kreislaufkennlinie deines Kreislaufs kennen würdest (ist von den vorhandenen Komponenten abhängig und normalerweise nicht bekannt), wärst du in der Lage den maximalen Fließdruck und den sich einstellenden Volumenstrom im Kreislauf am Schnittpunkt der Kreislaufkennlinie mit der Pumpenkennlinie in einem Druck/Volumenstrom-Diagramm abzulesen.

Im befüllten geschlossen Kreislauf beschränkt die maximale Förderhöhe der Pumpe im Übrigen nicht die Höhe des Kreislaufs. Du kannst auch mit einer Pumpe die eine maximale Förderhöhe von 3m erreichen kann, problemlos in einen Kreislauf betreiben dessen höchster Punkt 10m höher liegt als der tiefste Punkt. Der hydrosstatische Druck des Wassers in Vor- und Rücklauf gleicht sich aus. Die Pumpe muss also auch in so einem Kreislauf nur den Druckverlust der Kühler überwinden. Lediglich beim Befüllen kann diese maximale Förderhöhe in so einem Kreislauf ein Problem darstellen, welches sich aber durch weitestgehendes Befüllen vor Inbetriebnahme der Pumpe umgehen lässt.

Du kannst einen Wasserkreislauf auch mit einem elektrischen Stromkreis vergleichen, wobei der Volumenstrom dem elektrischen Strom und der Druck der Spannung entspricht. Wie in einem Stromkreis mit einer Reihenschaltung aus verschiedenen Widerständen (Kühler, Radiatoren etc.) und Leitungen (Schläuchen), fällt an jedem Widerstand, und in sehr geringem Maße auch an den Leitungen, eine unterschiedlich hohe Spannung ab (Druckverluste), während der Strom im gesamtem Stromkreis überall konstant ist (Volumenstrom). Die Summe der Spannungsabfälle im Kreislauf entspricht der Spannung die an der Stromquelle anliegt (maximaler Fließdruck = Druckdifferenz zwischen Ein- und Auslass der Pumpe). Diese Analogie ist natürlich nur hilfreich, wenn man mit einfachen elektrischen Zusammenhängen nicht auf Kriegsfuß steht, aber vielen hilft es beim Verständnis eines Wakü-Kreislaufs enorm.
 
So weit ich das weiß, kann man ein Wakü-Kreislauf als drucklos bezeichnen, wo soll sich denn da ein Druck aufbauen?

Die Pumpe baut Druck auf, damit das Wasser fließt :) . Wenn man den Durchfluss misst und eine exakte Kennlinie der Pumpe hat, kann man den aktuellen Förderdruck auch praktisch errechnen.
Wer mehr wissen will, dem empfehle ich übernächste Woche Mittwoch den Gang zum Kiosk :daumen:
 
Naja, die von VJoe2max erwähnten 0,5 Bar kann man ja nun nicht als einen Druck bezeichnen, bei dem man sich in irgend einer weise Gedanken machen muss.
Zumal das ja eben der Druck ist, der auf tritt wenn der Kreislauf komplett dicht ist. Solange alle Komponenten sauber sind, ist der Druck viel geringer.
Daher finde ich auch Druckmesser oder Ausgleichsmembranen sinnlos, es ist mMn für eine normale WaKü einfach unerheblich.

MfG

@-Kerby-:
Habe ich ihn auch schon mal gefragt, er ist schon über 12 Jahre dabei und hat sich in der Anfangszeit viel an gelesen und mit dem Wissen ein paar Kühler gebaut*.
Beruflich hat er auch damit zu tun.

*siehe Kühlerbauwettbewerb im Forum von Meisterkühler
 
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