Frage zur Optimierung der Pumpenleistung

[MayFlower]

Es ist ja Bastelhochsaison, und da stelle ich mir gerade die Fragen, wie ich am intelligentesten mein Wasser aus dem Sumpf ganz nach oben in ein Verteilerrohr befördere. Dabei beschäftigen mich gerade zwei Fragen, ich hoffe, das hat schon mal jemand getestet, dann könnte ich mir die Tests vielleicht sparen:
ist es für die Pumpe einfacher, wenn das Rohr strak nach oben geht, weil das der kürzelste Weg ist, oder kann sie effektiver arbeiten, wenn das Rohr schräg nach oben geht, weil dann vielleicht weniger Druck direkt über der Pumpe lastet? Also quasi die Form eines "T" gegen die Form einer "7".(oder besser noch, das Dach von der 7 zeigt in die andere Richtung) Hat da jemand praktische (!!!) Erfahrung, und glaubt ihr, man kann das dann auf alle anderen Pumpen anwenden (bei mir ist es derzeit für die Aquarien eine normale Magnetkreiselpumpe: http://www.amazon.de/NEWA-New-Jet-Tauchp...B009V2P4D6
für draußen muss aber noch was größeres her)

Reicht es, das Verteilerrohr von unten anzusteuern, oder ist es besser, an dem Rohr vorbei weiter nach oben zu gehen und dieses dann von oben zu befüllen? Das würde zwar kompliziertere Winkel und ein wenig mehr Strecke bedeuten, aber doch vielleicht deutlich weniger Druck auf die unten arbeitende Pumpe, oder?
Ich dachte alternativ auch daran, das Verteilerrohr schräg zu machen, also zB anstatt eines rechtwinkeligen "T" schon fast so etwas wie einen Pfeil, eher ein Mittelding aus beidem. Bei der "7" mit dem Dach nach rechts rüber wäre das natürlich am einfachsten, braucht halt Platz in der Breite.

Wer hat sowas in der Art schon getestet?

Danke!

[inactive_member]

Ich habe zwar keine praktische Erfahrung, die Physik ist an der Stelle aber ziemlich eindeutig:
Es ist egal.
Siehe dazu http://de.wikipedia.org/wiki/Hydrostatisches_Paradoxon

Viele Grüße
Jonathan

[MayFlower]

Schon mal vielen Dank für den interessanten Link.
Dieser Grundlage bin ich mir durchaus bewusst, aber ich denke halt, daß da andere Faktoren auch noch eine Rolle spielen, die ich leider nicht genau benennen kann. Die Schlauchwaage habe ich ja auch genutzt, um die Aquarienregale im Gewächshaus in Relation zur draußen weiter unten stehenden Maischebütte (sch... Hanglage) etwas einzubuddeln. Dasselbe Prinzip (kommunizierende Röhren) ermöglicht es ja netterweise, viele große Filtertonnen hintereinander zu schließen und das Wasser mit nur einer einzigen Pumpe und wenig Energie durch alle hindurch zu bewegen.

Vielleicht kann aber auch die Pumpe selbst in der Schrägen mehr Kraft entwickeln?
Wenn ich in einem Becken eine Pumpe einfach auf den Beckenboden stelle und nach oben ausrichte, stelle die Leistung gerade so ein, daß der Wirbel zwar die Wasseroberfläche aufwühlt, aber nicht richtig mit einem Strahl durchbricht - und dann richte ich den Ausgang schräg aus: dann schafft es doch die Pumpe plötzlich, das Wasser in einer Fontäne aus dem Becken zu befördern, oder? Vor allem, wenn der Wasserstand nicht so hoch ist.

Dein Link wirft bei mir noch eine weitere Frage auf: Könnte es durchaus sinnvoller sein, für die Leitung nach oben ein 40er statt ein 50er Rohr zu nehmen? Qerschnitte darunter würde ich jetzt mal ausklammern, weil die sich zu schnell zusetzen, und ab einem gewissen Punkt frisst der höhere Wiederstand auch bei einem sauberen Rohr den Effekt ja wieder auf, oder?
Aber Druck am Boden hin oder her: auch wenn am Boden (auf der Pumpe) derselbe Druck herrscht, schafft es die Pumpe ja nunmal, das Wasser in einer schmalen Röhre relativ weit hinauf zu pumpen, was ja bei dem trichterförmigen Überbau mit Sicherheit nicht der Fall ist. Auch dafür gibt es bestimmt wieder eine physikalische Erklärung, aber weil ich ja nun mal nicht weiß, welche ganzen physikalischen Gesetze und Kräfte ich dann noch vergesse mit einzubeziehen, habe ich ja nach praktischer Erfahrung gefragt.
Die Bauert der Pumpe selbst ist ja auch nochmal nicht unwichtig. Schließlich fährt ein LKW mit ordentlich PS unter Umständen schneller den Brenner rauf wie mein Lieferwagen mit seinen schlappen 70 Ponys, der auf der Geraden deutlich flotter war.

Ich könnte mir auch vorstellen, daß an der Oberlinie der schrägen Leitung entlang weniger Wiederstand ist, was es dann der Pumpe vielleicht einfacher macht, in Schwung zu kommen und zu bleiben, den Rest des Wassers sogar vielleicht mit weniger Kraft als zum "Hochstemmen" benötigt wird, mit nach oben zu reißen.
Warum sonst gibt es Serpentinen?
Welcher Winkel wäre optimal?

[inactive_member]

Vielleicht kann aber auch die Pumpe selbst in der Schrägen mehr Kraft entwickeln?
Wenn ich in einem Becken eine Pumpe einfach auf den Beckenboden stelle und nach oben ausrichte, stelle die Leistung gerade so ein, daß der Wirbel zwar die Wasseroberfläche aufwühlt, aber nicht richtig mit einem Strahl durchbricht - und dann richte ich den Ausgang schräg aus: dann schafft es doch die Pumpe plötzlich, das Wasser in einer Fontäne aus dem Becken zu befördern, oder? Vor allem, wenn der Wasserstand nicht so hoch ist.

Das liegt daran, dass das Wasser nachdem es am höchsten Punkt angekommen ist wieder auf dem selben Weg senkrecht nach unten fällt.
Dabei wirkt es der Kraft des von unten kommenden Wassers entgegen und drückt es nach unten. Wenn die Pumpe schräg steht beschreibt der Strahl eine Parabel.
Diesen Effekt kann man ganz einfach in der Dusche ausprobieren:
Duschkopf abschrauben und das Wasser leicht (sonst wird die Decke nass) aufdrehen. Wenn man das Wasser exakt senkrecht nach oben schießen lässt ist die Fontäne auf einmal niedriger.
Dieser Effekt spielt in einem Rohr aber keine Rolle, da dort immer eine Wassersäule vorhanden ist (durch die Luft fliegendes Wasser ist keine Wassersäule).

Dein Link wirft bei mir noch eine weitere Frage auf: Könnte es durchaus sinnvoller sein, für die Leitung nach oben ein 40er statt ein 50er Rohr zu nehmen? Qerschnitte darunter würde ich jetzt mal ausklammern, weil die sich zu schnell zusetzen.

Darüber muss ich nachdenken, ich spreche mal mit meinem Vater drüber (der hat Physik studiert)
Spontan würde ich sagen, je geringer der Durchmesser, desto höher der Druck und damit die Pumphöhe, jedoch bei entsprechend niedrigerem Durchsatz.

Warum gibt es Serpentinen?

Weil die Haftreibung von Reifen begrenzt ist, eine Zahnradbahn hat diese Beschränkung beispielsweise nicht, deswegen nimmt sie den direkten Weg.

[MayFlower]

Ah, ok, das leuchtet ein. Ich danke schon mal.
Trotzdem bin ich mal gespannt, ob hier vielleicht noch jemand mit praktischer Erfahrung mitliest und was dazu sagen kann.

Bei meiner Rumgoogelrei bin ich nochmal an die archimedische Schraube erinnert worden, die mir früher schon mal in den Sinn gekommen ist. bei Wikipedia steht sogar, daß sie gerne in Kläranlagen eingesetzt wird, wegen der Zuverlässigkeit, Wartungsarmut und dem schonenden Umgang mit dem Fördermedium.

Weiß jemand, ob es solche Dinger in einfacher Bauweise in einer für "Backyardaquaponik" tauglichen Größe fertig und bezahlbar gibt?
Also leistungsoptimiert, mit tauglichem Material und irgendwo zwischen dem hier
http://www.jako-o.de/produkte-spielzeug-...parentView
und dem hier:
http://www.directindustry.de/industrie-h...92189.html
Wenn man zwei davon hätte, könnte man ja eine elektisch betreiben (vielleicht sogar mit einem Schwimmschalter in einem Hochbehälter zeitweise ausschalten) und eine weitere relativ einfach mit Windkraft dazuschalten. Dann hätte man recht einfach stromsparendes Modell, daß auch ohne teure Photovoltaik funktioniert und bei Windstille trotzdem eine Mindestmenge an Umwälzung garantiert.

[Wolf-Aqua]

Ich verwende nur noch Bögen (im Druckrohr) und keine Winkel. Jeder Winkel mindert die Förderleistung. Wer schon mal sein Mofa tunen wollte weiß das ;)
An die Pumpe direkt schließ ich die größt mögliche Verschraubung an. Wenn z.B.
1 1/2" auf der Druckseite, warum dann in einen kleineren Ausgang drücken?
So war es zumin auch in den Anlagen, wo ich bisher gearbeitet habe.

[Rookie]

Stell dir das mal anders vor.
Wenn das Rohr senkrecht steht, wirkt die Gewichtskraft des Wassers im 90° Winkel auf die Pumpe.
Steht das Rohr schräg (z.b. 45°), wirkt die Gewichtskraft zum Teil im 90° Winkel nach unten und zum Teil in 0° auf die Seite (durch die Schräge).
Wenn ich mich noch richtig erinnere, sind diese 2 Kräfte bei 45% gleich und verschieben sich je nach Winkel zur Seite, oder nach unten (daher auch bei 90° nur nach unten).
Gleichzeitig Wird jedoch die Masse im 45° Rohr deutlich größer, da du ja durch die Schräge ein deutlich längeres Rohr bis zur Förderhöhe benötigst (Pythagoras, der Schlaue...).

Wenn ich mich noch richtig an meinen Physikunterricht erinnere (jaaaa, is schon ne Weile her), heben sich die beiden Effekte auf und es wirkt in beiden Fällen tatsächlich die selbe Kraft auf die Pumpe.

Ein Physiker würde mich zwar jetzt wohl in der Luft zerreißen, aber ich glaub so ist es anschaulich ;)

lg

[inactive_member]

Dein Link wirft bei mir noch eine weitere Frage auf: Könnte es durchaus sinnvoller sein, für die Leitung nach oben ein 40er statt ein 50er Rohr zu nehmen? Qerschnitte darunter würde ich jetzt mal ausklammern, weil die sich zu schnell zusetzen.

Darüber muss ich nachdenken, ich spreche mal mit meinem Vater drüber (der hat Physik studiert)
Spontan würde ich sagen, je geringer der Durchmesser, desto höher der Druck und damit die Pumphöhe, jedoch bei entsprechend niedrigerem Durchsatz.

Mein Vater meint, dass der Durchmesser prinzipiell egal ist. Allerdings nur, wenn man die höhere Reibung beim geringen Durchmesser vernachlässigt. Je geringer der Durchmesser desto höher die Reibungsverluste.
Generell gilt es Reibung zu minimieren, das erreicht man durch größere Rohrdurchmesser und - wie Wolfgang schon schrieb - Bögen statt Winkeln.

[MayFlower]

Vielen Dank für eure Antworten!
Das klingt alles logisch, aber ich denke, ich werde es trotzdem einfach mal ausprobieren, bevor ich draußen alles aufbaue. Ich hatte auch noch eine interessante Seite zu dem Thema gefunden, kann aber leider mit den ganzen Zahlen und Kurven nicht wirklich was anfangen.
http://www.ifh.uni-karlsruhe.de/lehre/ro...il2010.pdf
Interessant sind warsch. vor allem Seite 25 - 32
Daß jeder Winkel wegen der Verwirbelung bremst, hatte ich mir schon gedacht, du hattest das ja auch schon mal angesprochen, genauso wie eine Verengung zu vermeiden ist. Nun sind ja aber deine als Beispiel genannten 11/2 Zoll ja nicht mal 40 mm, dann frage ich mich halt, ob es vielleicht sogar eher kontraproduktiv ist, die Steigleitung in 50 mm zu machen. Das Verteilerrohr soll schon größer werden, vielleicht auch drucklos, aber ich dachte, die Steigleitung sei vielleicht eine Ausnahme.
Das hier ist auch eine interessante Anlage: https://www.youtube.com/watch?v=zITlcv94_6I
Ich hätte ja jetzt auch gedacht, daß T-Stücke im rechten Winkel weniger gut wären als diese schrägen, weil die Abzweigung nicht so schön in Fließrichtung zeigt. Aber in dem PDF steht es sei egal, doch die Kurven sehen trotzdem unterschiedlich aus :huh:

Verklebt ihr eigentlich alle eure Rohre oder nur einen Teil, oder müßt ihr alles regelmäßig auseinandernehmen zum Putzen?

Gibt es hier jemand, der mit einem Hochbehälter arbeitet und vielleicht einer sparsamen Pumpe wie einer Kolbenpumpe, PitBull oder sogar Schneckenpumpe, vielleicht sogar mit Windkraft oder Solar angetrieben? (mit Stromzufuhr für den Notfall)
http://www.molzan-windkraftanlagen.de/pr...liter-std/
http://www.ebitsch-energietechnik.de/solare-pumpen
Gibt es vielleicht sogar (bezahlbare) kleine Widderpumpen, die sinnvoll in einem Kreislaufsystem eingesetzt werden können? ZB wenn das Wasser mit Schmackes aus dem 3. Filter kommt, man den 4. Filter (Biofilter mit Moving Bed) "tiefer legt" und den Höhenunterschied nutzt und vorher etwas Wasser durch den Widder abgreift und für NFT, Vertikal Tower, höhere Becken und/oder Rieselfilter, (später dann noch durch die Growbeds) auf ca 3 Meter Höhe bringt? Ich dachte auch schon mal an ein chinesisches Wasserschöpfrad. Wäre schicker und wohl auch billiger als ein Widder. Einfach auch für den Spaß, aber vielleicht macht das ja sogar auch Sinn? Vertikal Tower brauchen ja keinen so großen Durchfluß. Growbeds mit einem gut auslösenden Siphon auch nicht. Das Wasser im Biofilter wird ja ausreichend bewegt und soll da ja auch ruhig ein bischen länger verweilen, bevor es in den Sumpf/DWC geht. Da wäre doch eigentlich eine geeignete Schnittstelle, um vorher was abzuzweigen, oder? Dann würde eine kräftige Pumpe vom Sumpf in die Fischbecken reichen, um dort und ind den ersten Filtern für Wirbel zu sorgen...
Gibt es eine (am liebsten mechanische) Technik, mit der man nebeneinander liegende Growbeds nacheinander befüllen kann? Also daß sich Ventile für die Zuleitung schließen, wenn der Siphon ausgelößt hat, dann das nächste wieder öffnet und so weiter. Oder kann man das ganz unkompliziert einfach von einem Becken ins nächste leiten, ohne daß im letzten zu wenig Nährstoffe ankommen? (zB. Vier Beete mit jeweils 1-2 qm) Dann wäre auch lediglich der Siphon im ersten Beet schwierig auszulösen, und die Pflanzen in den nachfolgenden Beeten müssten nicht so lange nasse Füße ertragen.

[Gigatroniker]

Hallo

Eine kurze Idee. Hab ich auch schon mal gesehen, weiss allerdings nicht mehr wie das heißt.

Eine Achse auf der auf einerseits ein ganz normales Wasserrad sitzt ( könnte ja auch eine Windturbinen oder etwas aehnliches sein. AIF der anderen Seite ist ein grosses Rohr mehrmals um ein Zylinder gewickelt. Der Einlass ist startet so, dass es bei jeder Umdrehung Wasser aufnehmen kann. Der Auslauf ist seitlich....

Ach schaut euch den Link an... Ist einfacher...http://diy-community.de/showthread.php?26052-Gartenteichpumpe

Gruss Matthias

[dereli]

Der Druckverlust in einer Rohrleitung setzt sich aus 3 Teilen zusammen:

1. Höhendifferenz
2. Druckverlust duch Reibungsverluste
3. Druckverlust durch Einbauten (Klappen etc.) und Formstücke (Winkel, Bögen, Reduzierungen etc.)

Berechnungsformeln und -programme gibts z.B. hier:
http://www.schweizer-fn.de/stroemung/dru...erlust.php

Ein paar einfache Tipps (einige wurden ja bereits genannt):
1. kürzeste Strecke wählen
2. möglichst großen Innendurchmesser der Rohrleitung wählen (Druckverlust geht quadratisch zur Strömungsgeschwindigkeit nach oben)
3. besser Bögen, statt Winkel

[DomWeb]

Ergänzend zu 3.
6x 15° sind ideal aber teuer, 2x 45° immer noch besser als 1x90°
Hat alles vor und Nachteile :-)