Rohrvolumen / Durchflussvolumen & Fließgeschwindigkeit in Schwerkraft

Hallo Jörg, hallo Norbert,
genau wollte ich das verstanden wissen!

Leider weiss ich nicht, was Jörg mit einem "BA" meint,
aber 1 m/s Strömungsgeschwindigkeit in einem Rohr mit 100 mm lichter Weite
bedeutet einen Volumenstrom von 28.300 Litern pro Stunde
und die 2 m/s würden im 70 mm-Rohr erreicht werden,
das für DEN Volumenstrom wohl niemand guten Gewissens verbauen würde.

Auch bei Norberts PS gibt´s einen kleinen Fehler in der Überlegung:
Wie tief das Wasser NACH dem Ende des Rohres runterplätschert, ist völlig gleichgültig für den Volumenstrom.
Leider funktioniert der Volumenstromrechner andersrum,
aber mit ein bissl iterativem Probieren kann man ausprobieren, welche Wassermenge man durchbekommt.
Für den konkreten Fall (2 Rohre mit je 5 m Länge, 100 mm lichter Weite, 0,5 Rauhigkeit und 1 m Druckunterschied ohne Einfluss von Einlauf und Bögen) komm ich damit bei einer Fließgeschwindigkeit von 3,5 m auf ca. 200 m³/h!
Damit ist klar, dass die Drosselung offensichtlich in Norbert´s Rohrleitung erfolgt.
(Die Leitung ist sehr lang, und/oder hat viele ungünstige Knie und/oder ist eingedrückt oder ist da vielleicht ein Filterkorb davor?)

Noch ein paar Gedanken zum Auslitern von Pumpen:
Die Leitung zu verschließen und am Begin der Messung zu öffnen,
führt besonders bei langen Leitungen zu Fehlmessungen,
weil die Wassersäule in der Leitung erst durch die relativ kleine Druckdifferenz beschleunigt werden muss.
(Den umgekehrten Effekt gibt´s beim schnellen Schließen der Leitung!)
Man wird also den Messbehälter (ich nehm da gern ein 90 Liter-Mörtelschaff mit serienmäßiger Skalierung)
untern Auslass der LAUFENDEN Anlage halten müssen.
Bei Pumpen mit flacher Pumpenkennlinie und Auslauf UNTER dem Wasserspiegel
kommt damit schnell mal ein nennenswerter Gegendruck zustande,
der das Messergebnis mehr oder weniger stark verfälscht.
Die Idee mit dem Müllsack gefällt mir gut, nur ist die Feststellung dessen genauen Volumens nicht einfach.
Die Lösung mit dem großen (!) Paradeieser/Tomate wird bei relativ langen Leitungen relativ genaue Werte liefern,
wenn nicht große Teile der Leitung über dem Wasserspiegel liegen, die nur teilweise mit Wasser gefüllt sind.

Ich hab noch ein paar Sachen betreffend den Luftheber, aber ich will jetzt DIESEN thread nicht überfrachten.

Hallo Zacky,

da hast du ja ein interessantes Thema zum Anstoß gebracht
Schade dass man nicht so pauschal sagen, welche Liter pro Stunde durch die von dir genannten Rohre fließen.

Mich würden noch die Neuigkeiten zum LH von Peter interessieren. Wenn du diese irgendwo niederschreibst, könntest du ja hier einen Link hinterlassen

Mfg Ronny

Hallo @-All.

Sehr schön, dass dieses Thema so eine hohe Beteiligung mit sich bringt und ich freue mich über jeden Hinweis.

@derschwarzepeter - Ich hatte zwar nicht von Lufthebern gesprochen, sondern geht es mir ums Grundprinzip...aber Du hast natürlich Recht, denn am Ende geht es mir um den Bezug zum Lufheber.

@Geisy - Ein ähnliches Phänomen, mit dem Leersaugen der Kammer hatte ich auch, daher ja auch meine vielen ???? im Kopf.


Soooo, nun möchte ich euch gerne mal meine Grundgedanken und das eigentliche Ziel meiner Fragestellung erläutern.

Es geht mir tatsächlich mehr um das reine Durchflussvolumen in einem Rohr, was ja durch die bisherigen Beiträge schon aufgezeigt wurde, dass sich der Volumenstrom in Schwerkraft berechnen lässt. Dies aber dann eben nur für jeden einzelnen Teich ganz individuell, wenn ich also die Höhendifferenzen zwischen Teich und Filter und Pumpenkammer rückwärts rechne. Habe ich das so richtig verstanden!?

Meine Beobachtungen an meinem Teich waren halt diese, dass ich mit 3 x 110 in den Vorfilter komme, dann mit 2 x 110 durch den Filter gehe und am Ende die Pumpenkammer stand/steht. Anfangs habe ich mit 2 x 15.000 l Pumpen das Wasser wieder zurück in den Teich geschoben und mir wurde, ebenso wie bei Norbert, die Kammer bis auf 70cm leer gezogen. Diese Beobachtungen führten dann dazu, dass ich 1 x 15.000 l und 1 x 6000 l Pumpe angeschlossen habe. Nunmehr ging es schon deutlich besser und die Kammer wurde nur noch bis auf 100 cm leer gesaugt. Ach so, ursprüngliche Tiefe der Pumpenkammer liegt bei 1,25m.

Mir ist schon klar, dass mein Hindernis schon an der Verrohrung im Filter selbst beginnt, da ich nur 2 x 110 drin habe. Das soll aber mal nebensächlich erwähnt und nicht für das Thema ausschlaggebend sein.

All diese Beobachtungen führten bei mir zu der Einschätzung, dass es also nicht so einfach sein kann, das 10.000-12.000 l oder gar 15.000 l durch meine 110er Rohre kommen. Das wären ja nach "Milchmädchenrechnung" 30.000 - 45.000 l. Nun gut, nach Abzug der Rohrbögen/Winkel und so weiter, kommt halt eh' weniger an, wie anhand der Tabellen und der bisherigen Ausführungen zu erkennen ist. An dieser Stelle nochmal Danke für die guten Erläuterungen zu Reibungsverlusten.

Da ich ja nun mit Lufthebern experimentiere, geht es mir natürlich am Ende auch genau darum...denn ich habe mir die folgende Frage gestellt:

Die Luftheber sind je nach Rohrquerschnitt und Einblastiefe in der Lage jede Menge Wasser zu fördern. Wenn ich jetzt mit dem Luftheber im freien Teich 20.000 l/h bewegt bekomme, heißt es ja noch lange nicht, dass ich diese auch im Filter installiert erreichen kann. Die 20.000 l/ müssen zum Einen erst einmal in den Filter gelangen und dann auch wieder raus laufen können. Und genau hier ist der Punkt, dass ich gerne ermitteln wollen würde, wieviel Rohrleitungen in welchem Durchmesser ich a) zum Filter und b) vom Filter zurück benötige, damit die max. 20.000 l/h vom Luftheber gefördert werden können. Ist mein Gedanke nachvollziehbar oder zu einfach & simpel oder schon wieder zu kompliziert?

Die Luftheber bewegen das Wasser ja "nur" durch den Filter und stauen es an irgendeiner Stelle auf bzw. senken durch das Ansaugen den Wasserspiegel. Hieraus ergibt sich dann ja die Schwerkraft im Filter, welche durch die "kommunizierenden Röhren" wieder ausgeglichen wird. Auf der Saugseite senkt der Luftheber den Wasserspiegel um ca. 3 cm zum Teichniveau. Nun habe ich ja beobachtet, dass der Luftheber bei zu niedrigem Wasserstand auf der "Saugseite" nicht optimal läuft, da er hoch fördern muss. Diese Differenz von 3 cm zeigt mir zum Einen, dass doch nicht genügend nachläuft. Auf der "Druckseite" (=Ausgang) staut der Luftheber das Wasser um gute 5 cm im Verhältnis zum eigentlichen Teichniveau auf und auch das hemmt die eigentliche Fördermenge. Dies deutet darauf hin, dass das geförderte/bewegte Volumen auch nicht ausreichend abläuft.

Daher halt die Frage, wieviel Wasser läuft via Schwerkraft überhaupt durch?

Hieraus ergeben sich dann auch wieder weitere Fragen, wie z.Bsp. - Wo macht der Einsatz von Lufthebern im Filter tatsächlich Sinn? Ist es egal ob vorne oder hinten? Sollten die Rohrleitungen ausgeglichen sein - also Eingang = Ausgang - oder ist es sinnvoller um die beste Sogwirkung für die Schwerkraft zu erzeugen, nur 3 Eingang = 4 Ausgang!?

Wenn ich für eine 110er Leitung eine Durchflussrate von 10.000-12.000 l/h annehmen müsste, damit kein Schmutz liegen bleibt müsste ich ja so, wie in meinem Bsp. - mind. 30.000 - 36.000 l/h auf der Saugseite erreichen. Muss ich hierzu nun eine Höhendifferenz auf der Saugseite erzeugen? Oder reicht das max. Fördervolumen des Lufthebers aus, wenn er denn das Volumen schafft und dennoch die Wasserstände gleich bleiben? Ist ein Aufstauen auf der "Druckseite" nötig oder kann auch hier der Wasserstand gleich Teichniveau sein? Die Berechnungen für das Fördervolumen der Luftheber ist mir bekannt und lässt sich ja jeweils ermitteln.



Uppps, so viel Text...

ich hoffe den liest überhaupt jemand!

Uppps, so viel Text ...
... ich will versuchen, meinen Beitrag zu leisten.

OHNE Höhendifferenz fließt (ohne Pumpe) kein Wasser.
Wie dick die zu verwenden Rohre sein müssen, hängt dabei nicht nur vom gewünschten Volumenstrom ab,
sondern auch von der Länge der Verrohrung, dem Einlauf, der Anzahl und dem Radius der Bögen, usw.
Wo´s (z.B. zwischen den Kammern) unter Umständen EIN kurzes 70er-Rohr locker tut,
wird die laaaange Leitung durch den halben Garten schon mal ein 100er oder sogar mehr sein müssen,
wobei trotz gleichem Querschnitt durch 2 Stk 70er-Rohre DEUTLICH weniger fließt, als durch 1 Stk 100er.

Bei einem Schwerkraftfiltersystem schaut´s grundsätzlich so aus:
Ausgehend vom Wasserspiegel im Teich fließt das Wasser durch die Zulaufverrohrung in die erste Filterkammer mit geringfügig tieferliegendem Wasserspiegel. (3 cm finde ich da knapp ausreichend dimensioniert)
Nach jeder Filterstufe und nach jeder Zwischenverrohrung wird der Wasserspiegel ein Kleinwenig tiefer liegen als davor,
weil da unvermeidbar ein Druckverlust erfolgt.
(Die Frage ist nur, WIE GROSS jeweils der Druckverlust bzw. die Niveaudifferenz ist:
So lassen sich die schlimmsten Verlustbringer schnell identifizieren! Die Verrohrung soll´s natürlich nicht sein.)
Zum Schluss in der letzten Filterkammer liegt der Wasserspiegel dann am tiefsten Niveau
und von dort muss das Wasser durch die Pumpe (welche auch immer) in den Teich zurück gehoben werden.
Aus dem Bauch heraus sage ich mal, dass da 20 cm Niveaudifferenz nicht wesentlich überschritten werden sollen,
sonst sind Luftheber schnell aus dem Rennen und Strömungspumpen schnell unwirtschaftlich.
70 cm oder mehr sollen´s auf KEINEN Fall sein.

Jetzt wird´s auch grundsätzlich völlig wurst sein,
ob man als gepumptes System die Pumpe an die Ansaugseite pflanzt.
(GERADE mit einem Luftheber kann man das ja und IM Teich hat man schnell mal ausreichende Einblastiefe!)
In der ersten Filterkammer, wo die hinfördert, wird sich in der Folge ein Wasserspiegel ÜBER dem Teichniveau einstellen;
sind das die gleichen Filterstufen und die gleichen Verrohrungen,
dann wird das GENAU SOVIEL ÜBER dem Wasserpiegel im Teich sein,
wie´s in der letzten Kammer des Schwerkraftfilters UNTER dem Teichniveau ist
und folgleich wird sich mit der gleichen Pumpe und dem gleichen Stromverbrauch (!)
auch der gleiche Volumenstrom ergeben.

Bezüglich Verrohrung hab ich vorhin schon geschrieben,
dass eine etwaige Fallhöhe NACH dem Rohrende für die Durchflussmenge NICHTS hilft:
Man wird also, wenn die Rohrverbindung nicht BEIDSEITIG unter Wasser liegt,
das RohrENDE über einen Bogen unter das Niveau der nächsten Kammer führen müssen,
auch wenn´s dann nicht mehr so schön plätschert.

Ich habs gelesen ... Rico.
Deine Frage/Erklärung hast sehr gut formuliert "Daumen Hoch" .

Zum LH kann ich nix beitragen, nur soviel, ich würde ihn aus einer eventuellen ehemaligen Pumpenkammer (bei Schwerkraft), am Ende der Filterstrecke installieren.

Bezüglich Rohrduchmesser habe ich mich beim Studium der Sprick-Trommelfilter schon immer gewundert warum er mit Rohrdurchmesser auf der Abgangsseite mit 160mm Durchmesser arbeitet. Bei größeren TF auch auf der Eingangsseite.

Meine Idee dazu:
Durch ein 160mm Rohr geht mehr als doppelt soviel Volumensstrom durch. Man braucht ja nur die Fläche der 110er und der 160er Rohre vergleichen. Länge ist mMn vernachlässigbar, da sowieso nur der Filter damit verrohrt wird und bestimmt keine 2-3m zusammen kommen.

Also ich würde bei deiner Filterkonstellation einen 110er Zulauf, bevorzugt den Skimmer, mit einem 160er ausstatten und die folgende Verrohrungen auch auf 160er (zumindest eine Verbindung) austauschen.

Bin sicher die letzte Filterkammer wird keine nennswerte Absenkung mehr durch den LH erfahren, da durch die "Große" Verrohrung genug Wasser nach kommt.

Das waren jetzt aber meine Gedanken zu meinem Filter (der eventuell bald in die Praxis umgesetzt wird) und zufällig mit deinen Erfahrungen deckungsgleich zu sein scheint.

Liebe Grüße
Helmut

Upps, da hat sich jetzt der Peter dazwischen geschwindelt ...

LG
Helmut

Hallo Peter

Bei mir plätschert das Wasser nicht von oben sondern wird 50cm unter Wasserspeigel in die Sammelkammer geleitet.
Trotzdem kommen die zwei 110er Rohre nicht gegen die 16000er Rohrpumpe an.
Die Zulaufrohre sind bei mir auch bis zu 15m lang!

@Zacky , die Zu- und Ablaufrohre sollten auf jeden Fall größer als der LH sein. Um so größer um so besser.
Bei mir gehen zwei 110er in die Sammelkammer und ein 160er weiter. Ich hab durch die LH 6cm höhen unterschied in der Sammelkammer zum Teich.

Gruß
Norbert

Danke euch Drei schon mal für die schnellen Antworten.

Ich habe vorhin noch die Idee in den Kopf bekommen, ob folgendes ein sinnvoller und annehmbarer Wert wäre!?

Wenn ich meine Vorfilterkammer mal leer pumpe (Vorfilterreinigung steht eh' die Woche noch an...) und dann jeden Zulauf mal einzeln öffne, das Volumen x Zeit nehme, müsste ich doch eigentlich meinen Schwerkraftvolumenstrom auslitern können!? Oder!? Wenn ich das mit jedem einzelnen Zulauf gemacht habe, diese addiere, weiß ich zumindest, was bei mir am Teich in Schwerkraft im Filter ankommt!

Wenn ich dann das Gleiche mit den Rückleitungen mache, die in meiner Pumpenkammer abgehen/ankommen, sehe ich doch wiederum, was diese für Strömungsvolumen in Schwerkraft zulassen!? Die Differenz lässt sich so ermitteln und dann ist nur die Frage, welchen Wert nehme ich für den Luftheber als Förderziel!?

Liege ich da jetzt richtig? So könnte ich zumindest für meinen Teich feststellen, was rein und raus geht und wie ich dann meinen Luftheber auslegen müsste.

@Geisy - Die 6 cm sind logischerweise PLUS, da deine Sammelkammer auch am Ende steht!? Richtig?

Die Rohrquerschnitte und daraus resultierende Flächen habe ich schon ermittelt und die Unterschiede sind schon deutlich.

DN 110 103 innen 8332 mm²
DN 125 116 innen 10568 mm²
DN 160 150 innen 17671 mm²

Die Sammelkammer ist am Anfang mit bis zu 15m langen Zuleitungen. Die LH pumpen da rein.