(10.01.2023, 21:47 )Stephan schrieb: ... schließlich muss die Luft aus der Glocke gesaugt werden....
ich bin nicht sicher, ob wirklich die ganze Luft aus der Glocke gesaugt wird.
Ich habe mal ein paar Tage nachgedacht, bevor ich meinen nächsten Versuch mache und überlegt, warum und wie ein Glockensyphon funktioniert.
Natürlich kann ich völlig falsch liegen, aber hier meine Erklärung:
Wenn ein Glockensyphon arbeitet, dann hat man eigentlich zwei Wassersäulen, eine im Standrohr (Ablauf) und eine im Hüllrohr.
Dadurch, dass das Wasser aus dem Standrohr nach unten läuft (Schwerkraft), entsteht ein Unterdruck in der Glocke, der Wasser aus dem Hüllrohr hochzieht. Daraus ergibt sich meiner Meinung nach, dass das Volumen (und damit das Gewicht) der Wassersäule im Standrohr größer sein muss als im Hüllrohr. Ein Glockensyphon mit sehr kleinem Standrohr-Durchmesser und großem Hüllrohr-Durchmesser dürfte dann eigentlich nicht funktionieren.
Im Detail ist es dann noch etwas komplizierter. Ich unterteile den Ablauf in 3 Phasen:
1. Die Startphase
Das Wasser im Becken bzw. im Hüllrohr steigt über die Höhe des Standrohres. Damit fließt Wasser im Standrohr ab.
Alleine dadurch startet aber der Mechanismus noch nicht. Wenn nur wenig Wasser ins Standrohr fließt und sich nur ein Rinnsal im Ablauf bildet, dann kann Luft aus dem Standrohr hochgezogen werden und es entsteht kein Unterdruck. Dann läuft nur soviel Wasser ab wie nachgepumpt wird.
Erst wenn eine solide Wassersäule im Standrohr gebildet wird, kommt der Mechanismus ans Laufen!
2. Die Arbeitsphase
Nachdem die Wassersäule sich gebildet hat und kontinuierlich abläuft, arbeitet der Mechanismus kontinuierlich. Es muss eigentlich nur sichergestellt werden, dass mehr Wasser abläuft als zur gleichen Zeit ins Beet reinläuft. Ansonsten läuft es ewig weiter (Gleichgewicht) oder das Beet läuft sogar irgendwann über.
3. Die Stopphase
Sobald von irgendwoher Luft angesaugt wird, bricht der Unterdruck in der Glocke zusammen und der Mechanismus stoppt. Das passiert im Idealfall dann, wenn der Wasserpegel im Beet unter die Höhe der Löcher im Hüllrohr fällt.
zu 1:
das scheint aktuell mein größtes Problem zu sein. Es kommt keine stabile Wassersäule im Standrohr zustande. Das liegt wahrscheinlich daran, dass ich eine sehr schwache Pumpe verwende und der Wasserpegel nur langsam steigt. Das scheint sich durch 2 Beobachtungen zu bestätigen. Wenn ich eine stärkere Pumpe nehme, dann startet der Mechanismus. Nur ist in diesem Fall der Standrohr-Durchmesser zu klein, um das Beet schneller zu leeren als von der Pumpe gefördert wird. Nur wenn ich die Pumpe abschalte, dann läuft das Beet leer. Oder ich halte den Ablauf eine Zeitlang zu, bis der Wasserstand etwas höher steigt. Dann kommt der Mechanismus auch ans Laufen.
Der Trichter ist meiner Meinung nach wichtig! Damit läuft in der Startphase mehr Wasser ins Standrohr. Durch die Verjüngung im Rohr ist die Chance höher, dass sich eine solide Wassersäule bildet.
Darüber hinaus scheint es aber noch eine Reihe von dynamischen Effekten zu geben die eine Rolle spielen ( Bernoulli, Venturi...), dass kann ich aber aktuell noch nicht so ganz beurteilen.
Als nächstes werde ich mal den Durchmesser des Standrohres erhöhen. Der ist aktuell nur 15 mm ( hab ja auch nur ein sehr kleines Beet).
Mit einem größeren Durchmesser könnte ich erstens das Verhältnis Volumen Wassersäule im Standrohr zu Hüllrohr verbessern und zweitens würde das Beet schneller entleert werden (Verhältnis Ablauf/Zulauf verbessern).
Damit wird es aber noch schwieriger, eine solide Wassersäule aufzubauen. ich habe dafür noch eine Idee...da ich das aber noch nirgendwo im Internet so gesehen habe, fürchte ich, dass es aus irgenwelchen anderen physikalischen Gründen nicht funktionieren wird.