Hydraulische Weiche Volumenstrom

Wissenschaft Physik
#1

Aus eine Kältemaschine kommt ein Volumenstrom mit 400 m^3/h und einer Temperatur von 7 Grad. Anschließend fließen über eine Hydraulische Weiche 50 m^3 zurück zur Kältemaschine und die verbleibenden 350 m^3/h zur Verbraucherseite.

Auf der Verbraucherseite befinden sich Netzpumpen. Der Druck aus der Kältemaschine ist 5 bar und nach den Netzpumpen 6.5 bar. Durch Reibungsverluste beträgt der Druck beim Austritt der Verbraucher nur noch 4.9 bar.

Anschließend sorgt eine Pumpe vor dem Eintritt in die Kältemaschine dafür, dass wieder 5 bar in die Kältemaschine fließen.

Ich verstehe den Zusammenhang zwischen Volumenstrom und Druck noch nicht so richtig. Wenn der Volumenstrom auf der Verbraucherseite verringert wird, vergrößert sich der Druck, ist dies richtig?

#2

noch nicht so richtig. Wenn der Volumenstrom auf der
Verbraucherseite verringert wird, vergrößert sich der Druck,

wo wird denn da: „der Volumenstrom auf der Verbraucherseite verringert“? Auf der Verbraucherseite sind es immer 350 m3/h. 350 m3/h in den Verbraucher rein und 350 m3/h aus dem Verbraucher wieder raus.
Auf der Verbraucherseite sinkt der Druck von 6,5 bar auf 4,9 bar ab, wie du selber geschrieben hast. Wo erkennst du da: „vergrößert sich der Druck“?

Kältemaschine dafür, dass wieder 5 bar in die Kältemaschine
fließen.

Mach dir die Grundlagen deines Gebietes erst einmal klar, ein Druck kann nicht „fließen“.

#3

Ich verstehe den Zusammenhang zwischen Volumenstrom und Druck
noch nicht so richtig. Wenn der Volumenstrom auf der
Verbraucherseite verringert wird, vergrößert sich der Druck,
ist dies richtig?

Das macht schon klein Arzack- Malte ganz intuitiv, wenn er den Finger vor den Gartenschlauch hält, damit das Wasser weiter spritzt. Wenn weniger Wasser durch den Schlauch geht (weil vorne zugekniffen wird) gibt es weniger Reibung im Schlauch und damit „kommt vom Versorger mehr Druck am Ende des Schlauchs an“, ergo spritzt weniger Wasser pro Zeit weiter.

Aber ich wüsste nicht, was das mit deinem „Problem“ zu tun hat. Ziel scheint in diesem Fall doch zu sein, den Modder -koste was es wolle- mit einem konstanten Volumenstrom im Kreislauf zu fördern. So auch da, wo es in die KM geht. Da der Kram dort kälter und zäher wird, muss drucktechnisch nachgelegt werden, weil z.B. ein Sensor vor der KM feststellt, dass der Volumenstrom abnimmt. Und da, wo eine lange Leitung zum Verbraucher führt, sitzt eine Pumpe, um –wie du selbst und jetzt auf einmal sagst- die Reibungsverluste auszugleichen.

Der Groschen scheint doch gefallen zu sein, also wo ist das Problem?

#4

Vielen Dank für die Antworten! Diese haben mir sehr geholfen.

Nun nochmal zum Regelungsproblem:
Kältemaschine: Volumenstrom, rein =Volumenstrom, raus=400 m^3/h, Druck = 5bar
Verbraucher: Forderung: 350 m^3/h Druck erhöht sich von 5 bar auf 6.5 bar

Vor dem Eintritt des Wassers in die Kältemaschine befindet sich eine Pumpe, auf der Verbraucherseite befindet sich eine Netzpumpe. (Pumpen sind drehzahlvariabel)

Für die Differenzdruckregelung gebe ich einen Sollwert von 1.5 bar vor und messe denn Druck im Vorlauf und Rücklauf und führe dies als Istwert dem Regler zu. Der Regler gibt also eine Druckdifferenz aus. Nun muss ich ja irgendwie die Druckdiffernez für die drehzahlgeregelte Pumpe umrechnen oder? Die Pumpe müsste ja als Eingangssignal eine Spannung bekommen oder?

#5

Moin,

Das macht schon klein Arzack- Malte ganz intuitiv, wenn er den
Finger vor den Gartenschlauch hält, damit das Wasser weiter
spritzt. Wenn weniger Wasser durch den Schlauch geht (weil
vorne zugekniffen wird) gibt es weniger Reibung im Schlauch
und damit „kommt vom Versorger mehr Druck am Ende des
Schlauchs an“, ergo spritzt weniger Wasser pro Zeit weiter.

na das ist ja eine sehr abenteuerliche Erklärung.
Der Volumenstrom wird durch Arzack-Maltes Finger kaum gedrosselt. Er verringert nur den Querschnitt, und dadurch muss sich die Fließgeschwindigkeit erhöhen, und deshalb spritzt das Wasser weiter.
Nach Bernoulli sinkt sogar der Druck am Finger, weil der ja zum Aufbau der höheren Geschwindigkeit genutzt wird (Energieerhaltung).

Gruß
Olaf

#6

Moin,

ich verstehe das Problem immer noch nicht.

Was strömt denn da eigentlich? Ich nehme an, dass es Wasser ist.
Wasser ist inkompressibel, d.h. der Volumenstrom ändert sich in einem Kreislauf nicht, wenn es nicht eine Abzweigung gibt, wie an Deiner Weiche.

Zwischen Druck, Volumenstrom und Strömungswiderstand gibt es einen Zusammenhang:

http://de.wikipedia.org/wiki/Gesetz_von_Hagen-Poiseu…

Da der Strömungswiderstand ja durch die Anordnung der Rohre oder Schläuche feststeht, kannst Du Druck und Volumenstrom nicht unabhängig voneinander einstellen.

Gruß
Olaf

#7

Moin,

Das macht schon klein Arzack- Malte ganz intuitiv, wenn er den
Finger vor den Gartenschlauch hält, damit das Wasser weiter
spritzt. Wenn weniger Wasser durch den Schlauch geht (weil
vorne zugekniffen wird) gibt es weniger Reibung im Schlauch
und damit „kommt vom Versorger mehr Druck am Ende des
Schlauchs an“, ergo spritzt weniger Wasser pro Zeit weiter.

na das ist ja eine sehr abenteuerliche Erklärung.
Der Volumenstrom wird durch Arzack-Maltes Finger kaum
gedrosselt. Er verringert nur den Querschnitt, und dadurch
muss sich die Fließgeschwindigkeit erhöhen, und deshalb
spritzt das Wasser weiter.
Nach Bernoulli sinkt sogar der Druck am Finger, weil der ja
zum Aufbau der höheren Geschwindigkeit genutzt wird
(Energieerhaltung).

Frag den Osterhasen mal, ob er dir „Denksport-Physik: Fragen und Antworten“ von Lewis C. Epstein ins Körbchen legt.

Gruß

Peter

#8

Unabhängig voneinander wollte ich das auch nicht einstellen. Ich möcht mit Hilfe der Differenzdruckregelung den Vorlaufdruck und den Rücklaufdruck messen und diesen dann als Istwert dem Regler zuführen. Der Sollwert und der Istwert steuern dann über einen PID Regler die Drehzahl der Pumpe. In Abhängigkeit des Drucks wird also der Volumenstrom vorgegeben.,

#9

Rohrdurchmesser ist 530 mm