Druckausgleich

Wissenschaft Physik
#1

Hallo,

schon mehrmals stellt ich fest, dass in einem geschlossenen System, in dem Wasser und Gas vorhanden sind, der Druck anders ist als man denken würde.

Einmal war es so, dass eine Pumpe in einem Wasserrohr Wasser gepumpt hat. Am Ende des Rohres war ungewollt ein Bereich mit Luft. Es gelang nicht, den Druck zu erreichen, der eigentlich erwartet wird, wenn auch die Luftblase durch wasser ersetzt wird. Also das Wasser hat die Luft nicht soweit zusammenpressen können, wie erforderlich.
Woran liegt das? Ich hätte jetzt gedacht, dass das Volumen solange kleiner wird, bis der Druck erreicht wird.

Ein anderer Fall war, dass 3 Ausgleichbehälter gleich nebeneinander unterschiedliche Drücke anzeigen, obwohl sie alle das gleiche Wasser-System an fast der gleichen Stelle aufdrücken.
Im Ausgleichsbehälter befindet sich ein Ballon, der normalerweise durch sein Volumen das durch Temperaturschwankungen entstandene Volumenänderungen des Systems ausgleicht. Füllt man unterschiedlich viel Gas in die Ballons, scheint der Gasdruck unterscheidlich zu sein. Warum er einen anderen Druck hat, verstehe ich nicht. Meiner Meinung nach dürfte sich doch nur das Volumen ändern, nicht aber der Ballondruck.

Danke für einen kleinen Gedankenaustausch
mfg
René

#2

Hallo,
wenn du schreibst „Luftblase am Ende des Rohres“, so gehe ich davon aus, daß das Rohr senkrecht (oder zumindest nicht waagerecht) angeordnet ist.
Wenn du jetzt den Druck einmal am höchsten Punkt und einmal am niedrigsten mißt, mußt du auch das Gewicht der Wassersäule mit einbeziehen. Das sind etwa 0,1Bar/Meter Wassersäule.
Für alle Messungen muß man natürlich auch Meßfehler ins Auge fassen. Entweder bedingt durch das Meßinstrument selbst oder durch den Meßaufbau.
Um welche Größenordnungen geht es denn bei der Abweichung deiner Meßwerte?
Gruß
Bernd

#3

Hallo,

wenn du schreibst „Luftblase am Ende des Rohres“, so gehe :ich
davon aus, daß das Rohr senkrecht (oder zumindest nicht
waagerecht) angeordnet ist.

ja

Um welche Größenordnungen geht es denn bei der Abweichung
deiner Meßwerte?

Einmal mit und einmal ohne Luft. Mit Luft drin lag man einige Bar unter den erwarteten Werten. Statt 23bar nur 20bar oder so. Erst durch vollständiges Entluften könnte der Druck erhöht werden.

#4

Hallo,

Einmal war es so, dass eine Pumpe in einem Wasserrohr Wasser
gepumpt hat. Am Ende des Rohres war ungewollt ein Bereich mit
Luft. Es gelang nicht, den Druck zu erreichen, der eigentlich
erwartet wird, wenn auch die Luftblase durch wasser ersetzt
wird. Also das Wasser hat die Luft nicht soweit
zusammenpressen können, wie erforderlich.
Woran liegt das? Ich hätte jetzt gedacht, dass das Volumen
solange kleiner wird, bis der Druck erreicht wird.

Normal weiß die Pumpe nix davon, was da am anderen Ende ist.
Also wird sie normal genau den Enddruck erreichen, der nach
ihrer Bauart möglich ist. Um was für Pumpe geht es?

Ein Luftposter kann evtl. aber doch auf die Pumpe rückwirken.
Es ist ein Unterschied, ob das gepumpte Medium kompressibel ist oder eben nicht.

Ein anderer Fall war, dass 3 Ausgleichbehälter gleich
nebeneinander unterschiedliche Drücke anzeigen, obwohl sie
alle das gleiche Wasser-System an fast der gleichen Stelle
aufdrücken.
Im Ausgleichsbehälter befindet sich ein Ballon, der
normalerweise durch sein Volumen das durch
Temperaturschwankungen entstandene Volumenänderungen des
Systems ausgleicht. Füllt man unterschiedlich viel Gas in die
Ballons, scheint der Gasdruck unterschiedlich zu sein. Warum
er einen anderen Druck hat, verstehe ich nicht. Meiner Meinung
nach dürfte sich doch nur das Volumen ändern, nicht aber der
Ballondruck.

Wo wird was gemessen?
Und wo (auf welcher Höhe) sind die Behälter verbunden?
Nur dort, wo sie verbunden sind herrscht gleicher Druck.
Auf anderen Höhen spielt auch die Wassersäule eine Rolle.
Gruß Uwi

#5

Hallo,

Einmal war es so, dass eine Pumpe in einem Wasserrohr Wasser
gepumpt hat. Am Ende des Rohres war ungewollt ein Bereich mit
Luft. Es gelang nicht, den Druck zu erreichen, der eigentlich
erwartet wird, wenn auch die Luftblase durch wasser ersetzt
wird. Also das Wasser hat die Luft nicht soweit
zusammenpressen können, wie erforderlich.

könntest du eine Skizze der Anlage + Pumpentyp hier einstellen?

Gruß

pure_mind

#6

Hallo chatairliner,

Bar unter den erwarteten Werten. Statt 23bar nur 20bar oder
so.

„Oder so“ ist keine sehr genaue Angabe und Du hast die Frage nach der Höhe nicht beantwortet.
Prinzipiell darf - von der erwähnten Wasserhöhe abgesehen - kein Unterschied bestehen.

Bei deinem „Problem Augleichsbehälter“ machst Du einen Denkfehler: Der Druck auf dem Ballon (Luftdruck) wird nicht nur durch den Wasser-Gegendruck bestimmt sondern auch durch die Verformung des „Ballons“.
Beweis: Wasser ablassen: Je mehr Luft Du in den Ballon pumpst, umso groesser ist der Luftdruck auch bei Null Wasserdruck (bisser platzt :wink:

Der unterschiedliche Luft- bei identischem Wasserdruck kommt von unterschiedlicher Vorbefüllung.

Gruss
Michael

#7

Bei deinem „Problem Augleichsbehälter“ machst Du einen
Denkfehler: Der Druck auf dem Ballon (Luftdruck) wird nicht
nur durch den Wasser-Gegendruck bestimmt sondern auch durch
die Verformung des „Ballons“.
Beweis: Wasser ablassen: Je mehr Luft Du in den Ballon pumpst,
umso groesser ist der Luftdruck auch bei Null Wasserdruck
(bisser platzt :wink:

Der unterschiedliche Luft- bei identischem Wasserdruck kommt
von unterschiedlicher Vorbefüllung.

Gruss
Michael

Jetzt machst du aber einen Denkfehler.
Wird der Ausgleichsbehälter bei leerer Wasserleitung aufgepumpt, so ist der Druck minimal, bis der Gummibalg das ganze Behältervolumen ausfüllt. Der platzt dabei nicht, weil er sich komplett innen an den Behälter anschmiegt. Erst jetzt beginnt der Druck bei weiterem Aufpumpen zu steigen. Bringt man mehr Vordruck auf den Ausgleichsbehälter als die Wasserpumpe schaffen kann, so ist der Ausgleichsbehälter komplett wirkungslos. Deshalb füllt man ihn etwa mit halbem Nenndruck, damit die Luft im Behälter etwa das halbe Volumen bei Nenndruck einnimmt.
Gruß
Bernd