Forum: Mechanik, Gehäuse, Werkzeug Rätsel: Wasser im Schlauch läuft nicht weiter


von Jan R. (janra)


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Tach Tüftler,
ich habe hier ein Rätsel, das ich nicht gelöst kriege. Es hat (leider) 
nicht viel mit Elektronik oder µC zu tun, aber immerhin hängen solche am 
gleichen System mit dran in Form von Pumpensteuerung und 
Füllstandmessung mit großem C (kapazitive Messung) und so.

Es geht um einen Tank, der Regenwasser sammeln soll. Aus einem Fallrohr. 
Soweit, so gewöhnlich. Auf der Primärseite hin zum Tank ist alles ohne 
Elektronik und Pumpen, alles über potentielle Energie, erst ab dem Tank 
zur Entnahme und Verteilung greifen diese ein. Im Grunde ist meine 
Primärseite eine Schlauchwaage mit Trichter links und Tank rechts.

Das Sammeln von Wasser läuft auch ganz prima, wenn in dem Schlauch 
ausschließlich Wasser ist. Sobald sich da eine Luftblase drin verirrt, 
etwa weil die Wassersäule sich vom Einlauftrichter etwas zurückgezogen 
hatte, dann beibt beim nä. Regen alles stehen. Der Fluß zum Tank kommt 
nicht mehr in Gang. Auch wenn dort eine Säule deutlich höher als das 
Niveau vom Tank steht.

Was geht da ab? Kann das jmd. erklären? Was bremst denn da? Ok, es muß 
wohl die Blase sein, aber wie bremst die? Sie könnte doch einfach 
mitgeschleppt werden und im Tank verpuffen. Das Bißchen Mehr an 
Kompressibilität kann es doch nicht sein?! Oder Oberflächenspannung? 
Aber das winzige Bißchen wiegt doch die pot. Energie des höher stehenden 
Wassers nicht auf. Ick weeses nich.

Achso: Schlauchinnendurchmesser ist übrigens 4 mm.

Für Tips und Erklärungen dankbar,
     Jan.

von radiostar (Gast)


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Wie ist denn die Entlüftung sichergestellt?

von Michael S. (technicans)


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Ist wie bei der Bremsanlage deines Wagens(sofern vorhanden).
Ist Luft im System wird bei Druckaufbau die Luft in der Blase
komprimiert. Flüssigkeiten geben nur den Druck an ihre Umgebung
ab, nehmen selbst aber keinen Druck nach innen auf.
Ist wahrscheinlich nicht gerade physikalisch korrekt erklärt,
sollte aber stimmen. Ein ähnliches Problem gibts ja auch bei
Heizungsanlagen, aber da gibts Entlüfter, die bei Luft im System
solange öffnen bis die Luft raus ist. Ist so eine kleine Messingbüchse
mit Nadel und Schwimmer drin. Ich denke mal, das du damit dein
Problem vielleicht lösen kannst? Andererseits würden sich die
Druckverhältnisse auch nicht verändern wenn du die Schläuche
verlängerst und bis zur tiefsten Stelle des Tanks führst, so
das die fast nie Luft "ziehen".

von MaWin (Gast)


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Kommunizierende Röhren funktioniert nur, wenn beide Enden höher sind als 
alle Stellen vom Schlauch.

von Jan R. (janra)


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MaWin schrieb:
> Kommunizierende Röhren funktioniert nur, wenn beide Enden höher sind als
> alle Stellen vom Schlauch.

Das ist der Fall.
Ist wirklich wie eine Schlauchwaage. Da der Schlauch transparent ist, 
kann ich auch fein sehen, wo gegenüber der Stand im Tank ist.

von Jan R. (janra)


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radiostar schrieb:
> Wie ist denn die Entlüftung sichergestellt?

Hm, nein. Ich wüßte auch nicht, wie ich das machen sollte. Es ist ja 
kein geschlossenes System. Links am Zulauf (Trichter) kann ja Luft rein, 
rechts am Tank könnte sie wieder raus. Tut sie aber nicht :(

von UR-Schmitt (Gast)


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Kann die Luft auch aus dem Tank?

Wie groß ist der Höhenunterschied.
Die Luftblase hat keinen nennenwerte Masse, das heisst das Wasser muss 
um die auf die vertikale projezierte 'Länge' der Luftblase höher stehen, 
daß ein Fluss beginnt.
Mach mal Bilder aber halte dich bitte an Bildformate

4mm Schlauch ist auch wenig, da fliesst kaum Flüssigkeit 'um' die Blase 
herum, bzw da perlt die Luft nicht nach oben aus.
Warum so dünn? Meine Regenwassersammelanlage hat nach dem Filter ein 
40mm ht Rohr zum Tank.

von tex (Gast)


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Die pot. Energie des höher stehenden Tanks wird nicht durch das 
Luftbläschen aufgehoben. Befindet sich allerdings eine Wasserblase im 
Schlauch, deren Durchmesser größer als der Schlauch ist, so ist das 
System durch den Auftrieb des Gases gestört. Entscheidend für die Frage, 
ob die Wassersäule abreißt ist dabei nicht die Höhe des Wassers im 
oberen Tank, sondern die Frage wie lang (und damit natürlich auch, wie 
schwer) die Wassersäule in dem Stück Schlauch ist.
Ist also der Schlauch auf der unteren Seite entsprechend lang und hängt 
ausreichend lang herunter (Level ist dabei nicht die Höhe der Kante, 
sondern die Höhe des Wasserspiegels!) dann wird die Luftblase 
mitgerissen.
Es ist also nur die Frage, ob die Luftblase die daran hängende 
Wassersäule "tragen" kann.

von radiostar (Gast)


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Jan R. schrieb:
> Es ist ja
> kein geschlossenes System. Links am Zulauf (Trichter) kann ja Luft rein,
> rechts am Tank könnte sie wieder raus.

Is Dein Tank einfach nur ein Becken, also nach oben offen, oder 
vertraust Du allein auf die Wasseranschlüsse, also Zu- und Ablauf?

von Jan R. (janra)


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Michael S. schrieb:
> Ist wie bei der Bremsanlage deines Wagens(sofern vorhanden).
> Ist Luft im System wird bei Druckaufbau die Luft in der Blase
> komprimiert.

Das ist klar. Geschlossenes System mit Druck.

> Flüssigkeiten geben nur den Druck an ihre Umgebung
> ab, nehmen selbst aber keinen Druck nach innen auf.

Ja.

> Ist wahrscheinlich nicht gerade physikalisch korrekt erklärt,
> sollte aber stimmen. Ein ähnliches Problem gibts ja auch bei
> Heizungsanlagen, aber da gibts Entlüfter, die bei Luft im System
> solange öffnen bis die Luft raus ist. Ist so eine kleine Messingbüchse
> mit Nadel und Schwimmer drin.

Ah. Guter Vergleich. Kenne ich, hatte ich aber nicht dran gedacht.

> Ich denke mal, das du damit dein Problem vielleicht lösen kannst?
> Andererseits würden sich die
> Druckverhältnisse auch nicht verändern wenn du die Schläuche
> verlängerst und bis zur tiefsten Stelle des Tanks führst, so
> das die fast nie Luft "ziehen".

DAS ist ein guter Punkt. Verhindern, daß Luft reinkommt. Da werde ich 
mal drüber nachdenken und experimentieren.

Wobei es mir nicht die Frage beantwortet, warum eine kleine Blase den 
Lauf im Schlauch verhindert.

Weils immer besser ist: ich habe mal ein Bild gemalt :)

Grüße und vielen Dank für die Anregungen bisher, Jan.

von Jan R. (janra)


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radiostar schrieb:
> Jan R. schrieb:
>> Es ist ja
>> kein geschlossenes System. Links am Zulauf (Trichter) kann ja Luft rein,
>> rechts am Tank könnte sie wieder raus.
>
> Is Dein Tank einfach nur ein Becken, also nach oben offen, oder
> vertraust Du allein auf die Wasseranschlüsse, also Zu- und Ablauf?

Hallo radiostar,
der Tank ist oben offen. Andernfalls würde ja der Luftdruck durch die 
eingesperrte Luft über dem Wasser eine Kraft auf die Wassersäule im 
Schlauch ausüben und, sobald zu groß, ein Fließen verhindern. Darauf 
wolltest Du sicherlich hindeuten.

von UR-Schmitt (Gast)


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Durch den langen und dünnen Schlauch und durch die Verlegung bis an den 
unteren Rand des Behälters wirst du immer soviele Blasen in den Schlauch 
bekommen bis deren Gesamtlänge aussreicht um den Fluss zu unterbrechen.

Du brauchst entweder ein deutlich dickeren Schlauch (ausperlen der 
Blasen) der du musst dein Schlauch vom Trichter direkt an das max. 
Niveau führen ohne  'Durchhänger'
Für jede Blase brauchst du so eine der Blasenlänge entsprechende höhere 
Wasser säule am Trichter.

von STK500-Besitzer (Gast)


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>Achso: Schlauchinnendurchmesser ist übrigens 4 mm.

Bischen dünn.
Und dafür dürfte dein "Gefälle" zu schwach sein.

von radiostar (Gast)


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Jetzt, nachdem ich mir Dein Bild angesehen habe, verstehe ich das 
Problem: Der Schlauch ist so dünn, daß sich Blasen bilden, die nicht vom 
Wasser umspült werden können. Du brauchst einen dickeren Schlauch, dann 
geht's.

von Stefan M. (derwisch)


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Oberflächenspannung würde ich als richtigen Ansatz sehen.
Duch hohe Oberflächenspannung wird die Blase gross ( mit Spülmittel sind 
es viele winzige Bläschen ).
Die grosse Blase berührt ringsum die Wandung des Schlauches.
Ein Vorbeiströmen des Wassers wird dadurch blockiert, obwohl es sich 
"nur" um Luft handelt.
Du kannst mal versuchen, die Blase durch starke Erschütteung zu 
zerkleinern.
Dann müsste es eigentlich weiterfliessen.

von fonsana (Gast)


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Stefan M. schrieb:
> Du kannst mal versuchen, die Blase durch starke Erschütteung zu
> zerkleinern.
> Dann müsste es eigentlich weiterfliessen.

Oder einen Tropfen Spuelmittel dazugeben. Allerdings muesstest Du das 
jedesmal machen, scheidet also aus.
Da aber ein Schlauch von 4mm Innendurchmesser sowieso nicht geeignet 
ist, mit natuerlichem Gefaelle eine 200-Liter Wassertonne zu fuellen, 
heisst die Loesung: dickerer Schlauch.

fonsana

von Jan R. (janra)


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Stefan M. schrieb:
> Oberflächenspannung würde ich als richtigen Ansatz sehen.
> Duch hohe Oberflächenspannung wird die Blase gross ( mit Spülmittel sind
> es viele winzige Bläschen ).
> Die grosse Blase berührt ringsum die Wandung des Schlauches.
> Ein Vorbeiströmen des Wassers wird dadurch blockiert, obwohl es sich
> "nur" um Luft handelt.

Ja, das leuchtet ein. Ebenso die Erkl. von radiostar und ur-schmitt.

Ich muß erkennen: der Schlauch ist zu dünn. Werde also mal im nä. 
Schritt einen dickeren zw. Trichter und Bodenlinie installieren, um 
Bläschen das Aufsteigen und dem Wasser das Umspülen zu ermöglichen.

> Du kannst mal versuchen, die Blase durch starke Erschütteung zu
> zerkleinern. Dann müsste es eigentlich weiterfliessen.

In diesem Fall reichte auch das nicht. Und es ist nat. keine Lösung für 
eine wartungsarme Anlage ...

Vielen Dank für alle Antworten!!
Viele Grüße, Jan.

von Bond (Gast)


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Nachdem ich die Skizze gesehen habe verstehe ich das Problem.

Außer der Lösung "Schlauch dicker" könnte ich mir auch vorstellen
den Abfluß des Regenrohrs z.B. durch ein Stück Dachrinne zum Tank zu
verlängern, das erspart ggf. das "Ausbuddeln" des Schlauchs.
(Oder das Ablaufrohr verlängern)

Der mit dem skizzierten Trichter angedeutete "Überfüllschutz"
läßt sich mit einer an der richtigen Stelle angebrachten Bohrung
im Tank erreichen.

Ich hätte den Zulauf zum Tank sowieso oben am Tank angebracht.

von amateur (Gast)


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>Ich hätte den Zulauf zum Tank sowieso oben am Tank angebracht.

"Läuft" nicht. Das Problem ist, das "Gewicht", Länge u.s.w. der zwei 
Wassersäulen muss betrachtet werden. Ob ein Teil Tank oder Schlauch ist 
ist gleichwertig.

Bei dieser Konstruktion ist das einzige Problem dass keine Blasen im 
Schlauch sein dürfen. Außer mit einem sehr großen Durchmesser ist hier 
nichts zu machen.

Bitte beachten: Wenn "Naturstoffe" in's Wasser bzw. den Schlauch kommen 
können gibt es noch 'ne ganze Tüte mehr an Problemen bei dieser 
Konstruktion.
Schlamm, der sich nach wenigen Jahren, wahrscheinlich am tiefsten Punkt 
ansammelt.
Blasen, im Rahmen von organischer Gärung, die mitten im System entstehen 
können. Eventuell Blätter, die einen Pfropf bilden. Oder so.

von Hans M. (hansilein)


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wenn der Schlauch undicht wird läuft so auch der Tank leer, bei 
Befüllung von oben gibts das Problem auch nciht.

von Regenexperte (Gast)


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> Kommunizierende Röhren funktioniert nur, wenn beide Enden höher
> sind als alle Stellen vom Schlauch.

Mawin, das ist falsch.

Wenn der Schlauch höher ist als der Wasserspiegel, dann darf nur keine 
(bzw. nicht zu viel) Luft in den Schlauch gelangen.

von Jan R. (janra)


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Hans Mayer schrieb:
> wenn der Schlauch undicht wird läuft so auch der Tank leer, bei
> Befüllung von oben gibts das Problem auch nciht.

Hallo Hans,
ja, das leutet natürlich ein und daran hatte ich auch gedacht. In der 
Skizze hatte ich der Einfachheit ein Detail weggelassen: die 
Terrassentür, die zw. Fallrohr+Trichter und dem Tank ist. Die 2,2 m 
wollte ich nicht überqueren, sondern mußte sie aus naheliegenden Gründen 
unterqueren. Das ist aber dafür sehr schlauchschützend.

Viele Grüße, Jan.

von Udo S. (urschmitt)


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Regenexperte schrieb:
> Wenn der Schlauch höher ist als der Wasserspiegel, dann darf nur keine
> (bzw. nicht zu viel) Luft in den Schlauch gelangen.

Und um was ging es hier?
Genau um LUFTBLASEN

Schon mal das Bild des TO angeschaut? Passt das irgendwie zu 
kommunizierende Röhren wo ein Mittelteil höher als der Wasserspiegel 
ist?
NEIN

Das Thema ist längst erledigt.

von MaWin (Gast)


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> Wenn der Schlauch höher ist als der Wasserspiegel, dann darf nur keine
> (bzw. nicht zu viel) Luft in den Schlauch gelangen.

Es kommt beim Regensammler aber zwangsweise Luft in den Schlauch,
also ist es richtig.

Ich hätte nur noch dazuschreiben sollen, daß der Auslass in den Tank 
auch auf Einlaufhöhe sein soll. Aber wer kommt denn darauf, daß er es so 
wie dann im Bild gezeigt montiert hat.

von none (Gast)


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Winzer saugen Proben aus ihren Weinfässern eben auf diese Art ab. Dabei 
weist das offene offene Ende des Schlauchs in ihr Glas, welchers 
UNTERHALB des Flüssigkeitsspiegel im Fass ist. Wer's nicht glaubt, 
sollte im Herbst mal eine Weilese besuchen. Prost!

von Michael S. (technicans)


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Nachdem ich das Bild gesehen habe, glaube ich irgendwie jetzt
nicht mehr das da eine Luftblase das Problem ist, weil ja
der Tank schon bis Bodenniveau leer sein müsste um Luft zu ziehen.
Ich vermute eher das Dreck mit dem Regenwasser in die Leitung
gespült wurde und das die Strömung nicht ausreichend war den
Dreck weiter in den Tank zu spülen, wo es dann keine Probleme mehr
macht, außer das es sich am Boden absetzt mit der Zeit.
Vielleicht kann man ja mal Druck oder Unterdruck auf das System
geben, das die Leitung mal durchgespült wird?
Regenwasser vom Dach kann ziemlich schmutzig sein, bei dem
was der Wind da alles rauf weht, dann in den Dachrinnen
landet und zuletzt im Tank(im Idealfall).

none schrieb:
> Winzer saugen Proben aus ihren Weinfässern eben auf diese Art ab. Dabei
> weist das offene offene Ende des Schlauchs in ihr Glas, welchers
> UNTERHALB des Flüssigkeitsspiegel im Fass ist. Wer's nicht glaubt,
> sollte im Herbst mal eine Weilese besuchen. Prost!

Das klappt aber nur wenn man mit dem Saugschlauch unterhalb des
Flüssigkeitsspiegels im Fass kommt. Bei diesem Problem vom TO müsste man
ja erst mal ein Loch buddeln und da rein steigen. Ziemlich unrealistisch
würde ich sagen. Ob das überhaupt bei den Winzern so praktiziert wird
kann ich nicht sagen. Ich hab das mal mit einem Glaskolben gesehen,
womit dann eine Probe aus dem Fass gesaugt wird. Kann dann aber
bei einem Schnapsbrenner gewesen sein. Weiß ich nicht mehr.

von Jan R. (janra)


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Michael S. schrieb:
> Nachdem ich das Bild gesehen habe, glaube ich irgendwie jetzt
> nicht mehr das da eine Luftblase das Problem ist, weil ja
> der Tank schon bis Bodenniveau leer sein müsste um Luft zu ziehen.
> Ich vermute eher das Dreck mit dem Regenwasser in die Leitung
> gespült wurde und das die Strömung nicht ausreichend war

Hi Michael,
nee, kann ich klar ausschließen: habe heute neu installiert mit neuen 
Schläuchen und mit Leitungswasser getestet und dabei den Plunder mit den 
Blasen erlebt.

> den Dreck weiter in den Tank zu spülen, wo es dann keine Probleme mehr
> macht, außer das es sich am Boden absetzt mit der Zeit.

Das kann wohl sein, daß Dreck sich sammelt. Und Regenwasser ausm 
Fallrohr bringt ja auch Dreck vom ganzen Dach mit. Na, ich habe auf alle 
Fälle mal einen Perlator (die Dinger ausm Wasserhahn) in den Trichter 
gepappt. Jetzt kommen nur kleinste Krümel durch, die sich meinetwegen im 
Tank unten sammeln können.

Ich habe übrigens eine gute Lösung gefunden. Mit den Erleuchtungen hier 
dank der Tips habe ich den Querschnitt des Schlauches links erhöht (vgl. 
Skizze weiter oben, der linke senkrechte Teil). Da ich keinen passenden 
Schlauch zur Hand hatte, habe ich ein PG-Rohr genommen, in dem jetzt das 
Wasser sich sammeln kann und Blasen aufsteigen. Verbunden ist es mit dem 
Tank unten-unten mit dem dünnen Schlauch von vorher. Das klappt jetzt 
sehr gut, Blasen sind passé. PG-Rohr und waagerechter dünner Schlauch 
sind gut versteckt, also alles prima. Jetzt muß es nur mal regnen ;-)

Viele Grüße,
   Jan.

von Michael K. (charles_b)


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UR-Schmitt schrieb:

> 4mm Schlauch ist auch wenig, da fliesst kaum Flüssigkeit 'um' die Blase
> herum, bzw da perlt die Luft nicht nach oben aus.
> Warum so dünn? Meine Regenwassersammelanlage hat nach dem Filter ein
> 40mm ht Rohr zum Tank.

Würd ich auch mal sagen. 4 mm ist ZU wenig. Da spielt sich dann viel 
mehr Grenzflächenphysik Wasser/Rohr ab als Druckphysik.

von STK500-Besitzer (Gast)


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Michael K-punkt schrieb:
> Würd ich auch mal sagen. 4 mm ist ZU wenig. Da spielt sich dann viel
> mehr Grenzflächenphysik Wasser/Rohr ab als Druckphysik.

Vor allem kommt da ja keinen Wassermenge durch.
Wenn es stärker regnet, läuft das KG-Rohr über.
4mm-Schläuche werden für Infusionen verwendet, und da ist der 
Flüssigkeitsdurchsatz im Tropfenbereich (liegt aber auch an dem zu 
befüllenden "Tank").
Wir haben zwei Regentonnen per Gartenschlauch miteinander verbunden (ca. 
5m Schlauch, beide Tonnen auf gleicher Höhe), und wenn man aus der einen 
Tonne eine Gießkanne Wasser entnimmt, dauert es einen guten Moment, bis 
das Wasser nachgelaufen ist.

von Paul Baumann (Gast)


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Die Diskussion schlaucht...
;-)

Das Problem ist der geringe Durchmesser des Schlauches. Ich habe eine
Konstruktion, die der gezeigten entspricht, verwende aber 3/4 Zoll
Schlauch dazwischen und es läuft wie ein Länderspiel.

MfG Paul

von Michael K. (charles_b)


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STK500-Besitzer schrieb:
> Michael K-punkt schrieb:
>> Würd ich auch mal sagen. 4 mm ist ZU wenig. Da spielt sich dann viel
>> mehr Grenzflächenphysik Wasser/Rohr ab als Druckphysik.
>
> Vor allem kommt da ja keinen Wassermenge durch.

Ja, das kommt noch dazu. Geht die Durchflussmenge nicht sogar mit r^4?

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