Luftgeschwindigkeit

Wissenschaft Naturwissenschaften allgemein
#1

Hallo,

ich bin Studentin und arbeite gerade an einer Projektarbeit mit dem Thema Be- und Entlüftung eines Trinkwasserbehälters.

Kurze Beschreibung:
Wenn der Wasserspiegel in einem Trinkwasserbehälter steigt (sinkt) sollte die Luft entweichen (zugeführt) werden können. Das entwickelte Konzept besteht darin die Luft von außen durch ein Rohrleitungssystem incl. Filter, welches auch durch das Wasser geführt wird. Während die Luft durch das Wasser geführt wird soll die feuchte warme Luft abkühlen und kondensieren, da Schwitzwasser schnell anfängt zu keimen und somit die Trinkwasserqualität beeinflussen kann.

Hierzu soll ich nun Berechnungen anstellen:

Wie müssen die Rohrleitungen dimensioniert werden, dass zum einen kein Über- bzw. Unterdruck in der Kammer entsteht und zum anderen, dass im Normalbetrieb die Luft genügend Verweilzeit hat um auszukondensieren.
Die Rohre müssen ebenfalls so ausgelegt sein, dass bei einem möglichen Rohrbruch, d.h. bei maximalem Abfluss, kein Unterdruck entsteht. In diesem Fall spielt die Kondensation allerdings keine Rolle.

Nun bin ich auf der Suche nach Angaben, Tabellen ect. zum Tehma Luftgeschwindigkeiten in einem Rohr. Vielleicht kann man dieses Problem auch anders lösen. Für Tipps bin ich offen.

Vielen Dank
Melanie

#2

Hallo
Mein Vorschlag wäre der folgende:
Auf das Vorratsgefäß kommt einfach ein Rohr mit Luftfilter obendrauf.
Eventuell noch ein Schutz gegen Insekten und andere Viecher.

Der Luftfilter wird für maximalen Ausstrom und etwas größer bemessen.
Sollte mal ein Rohr brechen, könnte der maximale Ausstrom mittels Engstelle begrenzt werden, oder es kommt ein Über/Unterdruck-Ventil in Form von einer oder zwei Klappen obendrauf.
Kondenswasser spielt im Behälter selbst keine Rolle, weil hier schon maximale Luftfeuchtigkeit ist, und da sollte auch nichts keimen. Die Oberfläche könnte antibakteriell sein, wie z.B. Kupfer oder stärkerer Nickelgehalt.(Kenn mich da nicht so aus). Licht darf in den Behälter nicht eintreten, wegen Algen.

MfG
Matthias

#3

Hallo Matthias,

danke für deine Antwort. Ich glaube ich hätte ein paar zahlen dazu schreiben sollen:

Der Trinkwasserbehälter besteht aus 2 voneinander getrennten Kammern. Die Kammern haben jeweils ein Fassungsvermögen von ca. 2500 m³.

#4

Hallo Melanie,

Hierzu soll ich nun Berechnungen anstellen:

Wie müssen die Rohrleitungen dimensioniert werden, dass zum
einen kein Über- bzw. Unterdruck in der Kammer entsteht und
zum anderen, dass im Normalbetrieb die Luft genügend
Verweilzeit hat um auszukondensieren.
Die Rohre müssen ebenfalls so ausgelegt sein, dass bei einem
möglichen Rohrbruch, d.h. bei maximalem Abfluss, kein
Unterdruck entsteht. In diesem Fall spielt die Kondensation
allerdings keine Rolle.

Die wichtigsten Angaben hast immer noch vergessen:
Wie gross ist die maximale Volumenänderung pro Zeit, die grösse der Tanks spielt eigentlich gar keine Rolle.

Das mit " kein Über- bzw. Unterdruck" geht gar nicht !
Damit die Luft überhaupt irgendwie aus, oder in den Tank, will , muss eine Druckdifferenz vorhanden sein !!
Hier fehlt auch ein zulässiger Maximalwert.

MfG Peter(TOO)

#5

Hallo Peter,

hier die geschätzten Zahlen:
max möglicher Wasserzulauf: 300 m³/h
max mögliche Wasserentnahme: 390 m³/h
größtmögliche Auslaufmenge bei Rohrbruch: ca. 2000 m³/h

Die Richtwerte zur Lüftungsgeschwindigkeit in den Rohrleitungen:
im wasserberührten Teil des Leitungsverlauf im Normalbetrieb: max. 5 m/sec
im wasserberührten Teil im Rohrbruchfall: max. 10 m/sec
im sonst. Verlauf der Leitung im Gebäude (laut DVGW W621) max 10 m/ sec

Sind die Richtwerte für die Lüftungsgeschwindigkeiten in den Rohrleitungen in Ordunung? Warum?

#6

Hallo Melanie,

hier die geschätzten Zahlen:
max möglicher Wasserzulauf: 300 m³/h
max mögliche Wasserentnahme: 390 m³/h
größtmögliche Auslaufmenge bei Rohrbruch: ca. 2000 m³/h

Die Richtwerte zur Lüftungsgeschwindigkeit in den
Rohrleitungen:
im wasserberührten Teil des Leitungsverlauf im Normalbetrieb:
max. 5 m/sec
im wasserberührten Teil im Rohrbruchfall: max. 10 m/sec
im sonst. Verlauf der Leitung im Gebäude (laut DVGW W621) max
10 m/ sec

Und wo ist jetzt dein Problem ??

Wenn 2000 m³/h Wasser „verschwinden“, müssen diese ja durch Luft ersetzt werden.
Da du auch noch die maximale Geschwindigkeit mit welcher sich die Luftsäule bewegen darf kennst, kannst du auch schon den minimalen Querschnitt für die Rohre abschätzen.
Dann kommen noch die Strömungsverluste, aber dazu müsste man auch noch die maximal erlaubten Druckdifferenzen haben.

Praktisch musst du dann sowieso auf Rohre zurückgreifen, welche im Handel erhältlich sind.

Sind die Richtwerte für die Lüftungsgeschwindigkeiten in den
Rohrleitungen in Ordunung? Warum?

Dazu kann ich nichts sagen …

MfG Peter(TOO)

#7

Das Problem ist, dass ich nicht weiß ob die Werte´für die Luftgeschwindigkeit stimmen. Des Weitern soll gesichert sein, dass die Luft im Normalbetrieb (max. 400 m³/h) völlig Auskondensiert. Im Falle eines Rohrbruches ist dies nicht mehr wichtig. Da sollte dann nur der Unterdruck ausgeschlossen werden.

#8

hallo Melanie

Hab ich das richtig verstanden?, wenn ein Luftstrom von Ts=T0-v²/(2*cp)

Um dir da helfne zu können müsstest du uns nochmal die „normalwerte“ und nicht nur die maximalwerte geben…

Was mich dabei noch zusätzlich wundert: Wenn das so eine Art „Wasserturm“ darstellen soll, dann spielt doch die Wasserentnahme gewissermaßen keine Rolle, da gleichzeitig auch immer Wassser nachgefüllt wird.

Grüße, Tom

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

#9

Hab ich das richtig verstanden?, wenn ein Luftstrom von