Luftheber 2.0

[Tottoabs]

Vielleicht hilft ihm mal jemand, ich kann es ihm nicht erklären und bin nun raus.

Versuchen wir mal dir das ganze über die Energieerhaltung beizubiegen.

Du pumpst Luft nach unten und deine Luftpupe verbraucht dadurch Energie. Diese Energie ist aber nicht weg sondern wird umgewandelt in ein Energiepotential unten an der Druckdose. In den Luftblasen ist die Energie zum Aufsteigen gespeichert.
Bei dem Aufsteigen beschleunigen die Luftblasen die Wasserteilchen und die Energie geht über in Strömungsenergie. Das Energiepotenzial der Luftblasen nimmt ab.

 

[mitch]

Hallo,

ich hab für das "M-Ding" die Werte mal in Excel eingegeben um ein Gespür für das Durchmesserverhältnis von Rohr/Blende zu bekommen

 
ich denke mal 125 / 80 (Durchmesserverhältnis d/D = 0.640 ) wird gute Messergebnisse liefern ohne den LH - Flow zu arg zu behindern

 

[meinereiner]

Also die Luftblasen werden auf dem Weg nach oben größer.
Oder andersherum, nimm mal einen Ball mit in tiefes Wasser. Der wird da kleiner.

Servus
Robert

 

[Patrick K]

mmmmmh presst man aber Luft zusammen und drückt sie durch ein kleines Loch ist die Blase Kompremiert und nicht das Wasser und die Blase dehnt sich auf dem Weg nach Oben aus ,solange der Druck in der Blase höher ist als im LH wird das auch immer so sein egal wie hoch der Druch im LH ist
Also hat der Druck in der Luftblase auch "mehr " Einfluss auf dasAusdehnen als der zB. 0,1Bar Druck im Steigrohr

Gruss Obs

 

[mitch]

Hi,
wie kommt ihr eigentlich darauf das im Steigrohr 0.1 bar Druck ist - und wo: oben /unten ???.

Damit in 1 m Tiefe überhaupt eine Luftblase aus einem Loch kommt muss die Luft mit einem Druck > 0.1 bar eingeblasen werden,

Auch außerhalb des Steigrohres herrscht im Teich in 1 m Tiefe ein Druck von 0.1 bar ==> http://de.wikipedia.org/wiki/Hydrostatischer_Druck der ja überwunden werden muss, das ist aber nicht der Arbeitsdruck des LH

es kommt einzig nur auf die Menge und Größe der Luftblasen sowie das Verhältnis von Eintauchtiefe/Förderhöhe an ==> http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj323/ar323177

 

[RKurzhals]

Hallo Mitch,
da bin ich bei Dir! Die Verhältnisse in einem Luftheber zu diskutieren ist schwierig.
Richtig ist: kleine Luftblasen haben ein hohes Oberfläche/Volumen-Verhältnis, und werden stärker komprimiert, als man aus dem hydrostatischen Druck erwarten würde. Die im LH betrachteten Blasen im mm-Bereich sind davon nicht betroffen, also ist das Ganze nette Theorie, aber kein Effekt, den es beim LH zu berücksichtigen gilt.
Weit wichtiger sind die "wahren" Druckverhältnisse im LH! Wenn ich da 10% Luft / 90 % Wasser habe, dann ist die Dichte ja nur 0,9 g/ml, und der hydrostatische Druck um 11% kleiner! Eine Volumenvergrößerung der Luftblasen ist wirklich kein Thema für Volumen und Energieeffizienz bei den hier vorgestellten Konstruktionen. Wichtiger ist, wie die Blasengröße möglichst "reibungsfrei" erzeugt werden kann. Eine 5 mm lange Blase aus einer 1 mm - Bohrung wird zu einer 1,7 mm großen Blase. Das ist nicht wirklich viel mehr im Verhältnis zur Austrittsöffnung. Damit kein Waser durch die Austrittsöffnungen drückt, wird zumeist ein Überdruck auf Seite der Luftpumpe erzeugt, und das kostet Energie. Möglichst dünne oder womöglich konische Bohrungen, sowie eine Auslegungshilfe für die Zahl und Position der Bohrungen wären eine Lösung zur Optimierun des LH. Ideen dazu gab es ja schon viele... .

 

[Zacky]

Ich werde für mich mal zwei baugleiche Modelle mit 0,5 und 1mm bauen und dann probieren. Sobald ich das hinbekommen habe, melde ich mich. Ich gehe mit 30 l/min bei 25 W - werkstechnische Angaben - ran.

Hat ein wenig gedauert, aber ich habe es vollbracht und zwei baugleiche Druckdosen mit 273 Löcher (strahlen-sternförmig) zu bohren. Unabhängig davon, dass 0,5 mm Löcher zu bohren schon ein bißchen irre ist und nicht wirklich in ein Bohrfutter passt, hat es sich aus meiner Sicht der Dinge nicht gelohnt. Beide Luftheberdosen wurden getestet und das Ergebnis blieb annähernd gleich - es waren am Ende nur 450 l mehr errechnetes Volumen bei gleicher Stromaufnahme. (von 5 Bohrern sind 2 verblieben)

Fazit für mich - der Kosten-/Nutzenaufwand mit den Mini-Löchern rentiert sich bei geringer Eintauchtiefe bis 1,50 m wohl nicht wirklich.

 

[Zacky]

Ein fröhliches Hallo in die neue Woche.

In Anlehnung an die bereits erstellte Tabelle von @mitch - hier in dem Beitrag # 422 - habe ich mir auch die Mühe gemacht und Luftheber der größeren Rohrquerschnitte von DN 90 bis DN 125 einmal vorab zum möglichen Ergebnis berechnet, um so auch eine schnelle Übersicht zu haben. Im Detail wird es dann berechnet, wenn der Messblendenzylinder mal fertig ist und auch funktioniert. Mein Messblendenzylinder soll in DN 160 gemacht werden, um so die notwendigen Maßgaben der Größenverhältnisse für die Formelberechnung zu gewährleisten. Um DN 160 selbst zu testen, wäre ein Blendenzylinder in DN 200 notwendig.

 

 

[Zacky]

Hi.

Weiterhin auf der Suche nach einem optimalen Luftheber haben wir ja festgestellt, dass ein einheitliches Messverfahren sinnvoll wäre, damit man die jeweiligen Ergebnisse besser vergleichen könnte. Für ein solches einheitliches Messverfahren wurde ja die Möglichkeit der Berechnung von Druckdifferenzen in Verbindung mit Messblenden aufgezeigt. Andere Messverfahren (Durchlaufgeschwindigkeit mit Bezug auf Rohrquerschnitt und Stoppuhr) waren ja immer wieder recht zweifelhaft, woraufhin ja diese (Blenden-)Messvariante ins Spiel gebracht wurde.

Also habe ich mir einen Messblendenzylinder gebaut und einen digitalen Differenzdruckmesser angeschafft. Das Messverfahren zum Volumenstrom wird über die Druckdifferenzen im besagten Messblendenzylinder ermittelt. Die Berechnungen sind für Jedermann auf den hier bereits bekannten Websites nachvollziehbar.

Mein Messblendenzylinder habe ich aus einer DN 160 Doppelmuffe, 5mm PVC-Platten und DN 160 KG-Rohr gebaut. Die Messblende für bspw. DN 110 hat einen Innendurchmesser von ca. 103 mm, was dem Rohrinnenmaß vom KG-Rohr entspricht. PVC-Druckrohr ist etwas geringer im Durchmesser und hat nur ca. 100 mm. Die Blenden können je nach Rohrquerschnitt gewechselt werden, wobei ich mich auf DN 90 und DN 125 beschränkt habe.

Um einen relativen Vergleich zu ermöglichen habe ich zugleich ein paar Luftheber - gleichen Querschnitt, gleiche Länge, je andere Luft- und Wasserzufuhr - gebaut und heute schon mal 4 von mind. 6 verschiedenen Varianten getestet. Also 4 Luftheber mit je 4 Luftpumpen.

Der Differenzdruckmesser ist sehr empfindlich was Schwankungen betrifft, woraufhin ich jeweils einen Mittelwert genommen habe. Zu meinem Erstauen lagen die Ergebnisse der unterschiedlichen Lufthebervarianten jeweils dicht zusammen, so dass hier kein klarer "Sieger" hevrorgeht. Auch war ich überrascht, dass mein bisheriges Messverfahren (Strecke/Zeit) eigentlich schon die gleichen Ergebnisse gebracht hatte. (aber das werde ich nochmal konkret nachmessen & später vergleichen)

Bei der kleinsten Belüfterpumpe lagen die Ergebnisse zwischen 13.300 - 13.600 l/h - die etwas größeren Belüfterpumpen lagen zwischen 19.000 - 21.900 l/h. Hier sieht man wieder sehr schön, dass es nicht immer viel Luft sein muss, um das energetisch gesehen optimalste Ergebnis zu erzielen. Für das Lesitungsmaximum des Lufthebers ist natürlich mehr Luft von Nöten, aber zuviel Luft hat auch hier wieder zu leichten Verlusten geführt. Die zusätzlichen Einströmlöcher bei Modell 3 & 4 haben bei dieser Aufbauvariante keinen nennenswerten Vorteil gebracht...es stört aber auch nicht und der Leistungsvorteil betrug immerhin etwa 300-800 l/h.

Wenn ich die anderen Varianten (nicht auf dem Bild!) gebaut & getestet habe, werde ich wieder berichten. Mit diesem Blendenmessverfahren könnte aber jeder Bastler recht exakte Werte ermitteln und wir könnten sie vergleichen.

- anbei ein paar Skizzen meines Testaufbau's und der Luftheber 1-4

   

PS: ...Neoprenhandschuhe sind schon vorhanden, aber es ist leider sehr unhandlich...also doch kalte Finger bekommen...

 

[mitch]

Hi Rico,

da bist du schon etwas weiter, ich hab heute erst meine Einschraubstutzen für das "M-Ding" bekommen, mal sehen das ich das am WOE gar fertig bauen kann - dann werde ich auch ein paar Bilder einstellen.

Es lassen sich nicht nur Luftheber mit dem "M-Ding" vermessen, normale E-Pumpen können so auch mal getestet werden.