Abhängigkeit von Druck und Durchflussmenge am Strahlrohr

Wissenschaft Physik
#1

Guten Abend,

ich stelle mir gerade eine Frage, bei der ich zu keiner sinnvollen Lösung komme.

Konkret handelt es sich um ein Feuerwehrstrahlrohr welches von einer Pumpe mit Wasser gespeist wird. Je mehr Druck die Pumpe liefert, destso mehr Wasser müsste doch aus dem Strahlrohr herauskommen (linearer Anstieg mit Abschwächung bei hohen Drücken).
Diese Ansicht wird auch durch einige Diagramme von diversen Strahlrohrherstellern gestützt.

Beim Lenzbetrieb wird jedoch absichtlich das Strahlrohr abgeschlossen damit sich kein Gegendruck aufbauen kann. Ziel dabei ist, durch einen geringen Gegendruck eine hohe Durchflusrate zu bekommen (Bei Hochwasser Keller auspumpen o.ä.).

Diese beiden Tatsachen widersprechen sich doch? Kann mir das bitte jemand wissenschaftlich fundiert erklären?

Grüße Daniel

#2

Zwischen der Pumpe und dem Schlauchende bzw. dem Schlauchende mit Strahlrohr herrscht de gleiche Druckverlust. Der Druckverlust delta p ist gegeben durch

Strömungswiderstand*(rho/2)*w^2

rho ist die Dichte
w ist die Strömungsgeschwindigkeit

Mit Strahlrohr ist der Strömungswiderstand größer. Da sich an rho nichts ändert (inkompressibel) ist bei gleichen delta p der Wert für w kleiner. Und damit auch der Volumenstrom.

Um zum Lenzen mit Strahlrohr die gleiche Förderleistung zu erzielen muss die Pumpe einen höheren Druck aufbauen. Aber wozu? Wenn man den Effekt auch schon durch Weglassen des Strahlrohrs bekommt. Ist natürlich nicht mehr so eindrucksvoll.

gruß

#3

Hallo Diddi,

du vermutest:

einer Pumpe mit Wasser gespeist wird. Je mehr Druck die Pumpe
liefert, destso mehr Wasser müsste doch aus dem Strahlrohr
herauskommen (linearer Anstieg mit Abschwächung bei hohen
Drücken).
Diese Ansicht wird auch durch einige Diagramme von diversen
Strahlrohrherstellern gestützt.

Du kennst: „einige Diagramme von diversen Strahlrohrherstellern “, gibst aber leider kein einziges an.
Falls du z.B. dieses Diagramm: „Durchfluss (Volumenstrom) von Strahlrohren, in Abhängigkeit von Druck und Mundstückdurchmesser“ auf der dritten Seite der Firmenschrift

http://www.gentsch-brandschutz.de/wp-content/uploads…

meinen solltest, ist das Diagramm so zu lesen:

Fördert eine (Kolben?) Pumpe den konstanten Volumenstrom Q von z.B. = 1000 l/min durch ein Feuerwehrstrahlrohr mit einem Mundstückdurchmesser von
35 mm, so läßt sich ein Druck von 2 bar im Strahlrohr messen.
Verringert man den Mundstückdurchmesser auf
30 mm, erhöht sich der Druck auf 3 bar, bei
24 mm auf 7 bar.
Die Pumpe liefert also mehr Druck, es kommen aber immer nur 1000 l/min Wasser aus dem Strahlrohr heraus.
Ist das nach deiner Ansicht („Je mehr Druck die Pumpe liefert, destso mehr Wasser müsste doch aus dem Strahlrohr herauskommen“) so seltsam, daß nicht mehr als 1000 l/min Wasser herauskommen?

Gruß

Sven Glückspilz