low Flow - hdyr. Widerstand & Reduzierungen bei Luftheberanlage

[Teich4You]

Achso und nochmal direkt zu der Verjüngung der Rohre am Ende der Rückläufe;
Das wurde ja schon ausreichend beantwortet.
Trotzdem nochmal.

Modellrahmenbedingungen:
Luftheber drückt in Biokammer.
Zulaufmenge konstant.
Rückläufe so dimensioniert das keine Aufstauung der Biokammer vorliegt.

Rückläufe werden verjüngt.
Annahme Luftheber fördert identische Menge weiter.
Biokammer fängt an sich aufzustauen, da weniger Durchfluss möglich ist.
Es wird mehr Druck auf die Ausläufe ausgeübt.
Wasser staut sich in Biokammer so hoch auf bis zu dem Punkt, wo das Wasser wieder so schnell abfließen kann, wie es durch den Luftheber in die Biokammer gefördert wird.
Man könnte fast von Druckausgleich sprechen.


Um konsequent die Strömung am Ausgang der Rückläufe zu erhöhen, muss man also dafür sorgen, dass Druck vor den Rückläufen aufgebaut wird.
Dies erreicht man nur, indem man die Biokammer anfängt sehr hoch aufzustauen.
Da dies mit einem Luftheber nur "in Maßen" realisiert werden kann, da er sonst seinen Einsatzzweck, energieeffizientes Fördern von Wasser, verfehlt, bauen Leute die eine hohe Strömungsgeschwindigkeit auf den Rückläufen haben wollen Pumpen vor die Rückläufe.
Pumpen vor der Biokammer sind auch denkbar, aber dann wirkt dasselbe Prinzip.
Die Pumpen müssen gegen eine Wassersäule in der Biokammer drücken und sind dadurch auch nicht effizient eingebaut.

 

[mitch]

und das aufeinander rumhacken

das sollte auch tunlichst unterbleiben, wir sind ja vernünftig

 

[Teich4You]

Mushi weiß schon was ich meine.
Andere Foren, andere Sitten.

Aber auch privat war ich bereits an Teichen, wo es dann einfach hieß:
Er: Luftheber? Voll kacke, kannste vergessen!
Ich: Warum genau?
Er: Ne das is nix!
Ich: Was genau denn?
Er: Ja viele haben wieder umgebaut!
Ich: Warum denn nun?
Er: Ja kein Druck im Teich.
Ich. Aha.

 

[ThorstenC]

Florian: eigentlich ist es einer Pumpe egal, ob sie in die aufgestaute Biokammer drückt oder direkt in ein Rohr..
Sie muss immer nur den hydr. Wid. überwinden.

Bei der gepumpten Biokammer kann man nur elegant den hydr. Widerstand per Zollstock ablesen und der maximale hydr. Widerstand ist eben durch die Oberkante der Kammer begrenzt....dafür laufen die Motorpumpen im nicht belüfteten Wasser....das Risiko der Karvitation ist geringer..auch das will ja keiner hören..ausser wenn die teure Pumpe ab einer gewissen Drehzahl zu rappeln und klappern anfängt..

Richtig hast du erkannt- es ist immer ein Spiel zwischen der Pumpe und dem hydr. Wid., was sich einpendelt.
Dam muß man bei Messungen Geduld haben- auch bei meinen Messungen mit der Motorpumpe dauerte es ein paar Minuten...
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Das Teichgeschnacke kennen wir doch...Da werden Meinungen vertreten, ohne sich selbst die Finger naß gemacht zu haben....kein Druck im Teich- hat er auch nicht mehr Druck als die Wassersäule hergibt- wer mehr Druck haben will muß den Teich tiefer buddeln!


Mir sind auch zwei Forenfälle bekannt, die umgebaut haben.
Einer, der mit der Gesamtkombination LH/EBF eines Herstellers vor allem in Punkto Service und Kundenkommunikation nicht zufrieden war und deswegen total umbaute und alles verschleuderte! Die "Pumpe" an sich funktionierte.

Ein anderer, der folgende Probleme hatte: Umstellung der Steuerung auf Winterbetrieb und weniger Schaltdiff. (ist ein Steuerungsproblem) und dem der "Bioträger" Helix regelrecht verkalkte und zu Boden sank.
Mal sehen, ob es mit 3 Motorpumpen und Belüftung der Bio besser wird.

Bei mir im Teich habe ich auch starke Verkalkungen- mit Motorpumpenbetrieb gehabt. Das lag nicht an der Pumpe..
Seit einem Jahr mit LH keine negativen Beobachtungen! Ist aber ein anderes Thema.

 

[Mushi]

Viele haben wieder umgebaut, ist Quark. Das sind Einzelfälle mit spezieller Geschichte. Viel öfters wird auf LH umgebaut, als rückgebaut.

 

[Zacky]

...du gehst von einer Motorpumpe aus, also ist die Fördermenge schon mal recht konstant.
Da machen auch 20cm Förderhöhe nicht viel aus, aber was macht dein LH bei jedem cm der über der optimalen Förderhöhe liegt.

Genau das ist es. Es wird immer öfters die Basis zu diesem Thema vermischt, denn ich meine ja - die Auswirkungen der Reduzierungen bei Luftheberanlagen.
Wie weit erhöht sich denn die tatsächliche Auslaufströmung durch Reduzierungen? Und wie verändert sich dazu das geförderte Volumen? Anhand der Strömungsgeschwindigkeit und dem begründeten Rohrquerschnitt ließe sich ja auf das Fördervolumen schließen. - man, wird Zeit das es wärmer wird und man wieder am Teich probieren kann -

Achso und nochmal direkt zu der Verjüngung der Rohre am Ende der Rückläufe;
Das wurde ja schon ausreichend beantwortet.

Was die Strömungsgeschwindigkeit durch Motorpumpenantrieb betrifft - sicherlich, sofern diese dann auch direkt in den Teich drückt, aber beim Luftheber auch!?

Rückläufe werden verjüngt.
Annahme Luftheber fördert identische Menge weiter.
Biokammer fängt an sich aufzustauen, da weniger Durchfluss möglich ist.
Es wird mehr Druck auf die Ausläufe ausgeübt.
Wasser staut sich in Biokammer so hoch auf bis zu dem Punkt, wo das Wasser wieder so schnell abfließen kann, wie es durch den Luftheber in die Biokammer gefördert wird.
Man könnte fast von Druckausgleich sprechen.

Ist denn die Annahme korrekt, dass der Luftheber bei reduzierten Auslauf das identische Volumen weiterhin fördert? Ich denke ja eher nicht,
- dann könnte ich ja von Anfang an, einen größeren Steigrohrquerschnitt mit kleinerem Auslauf nehmen. Oder!? Also 160er LH und oben gleich als Auslauf dann 110. Schafft der 160er LH dann mit 110er Auslauf auch ohne Weiteres die 30-35 m³/h? Wenn denn ja, dann gäbe es ja nicht das Problem, dass die Einlaufströmung bei LH-Anlagen eher als zu gering bezeichnet wird.

Biokammer staut auf, da weniger Durchfluss - Ja, ist deutlich sichtbar - dadurch mehr Druck auf die Ausläufe ist die Folge...und jetzt staue ich die Bio so weit auf, dass irgendwann ab Punkt X wieder genauso viel Wasser abläuft, wie durch den Luftheber gefördert wird. Oder ist es eher so, dass der Luftheber nur noch so viel Wasser fördert, wie bis zum Punkt Y ablaufen kann? Wie hoch über Normal liegt der Punkt X dann? Können wir den Punkt X mit Lufthebern überhaupt erreichen?
Ich nehme jetzt mal meinen Teich als Beispiel an und wenn ich jetzt also von den 8 Rückleitungen 4 verschließen würde, staut sich meine Bio weiter auf. Wie hoch muss denn die Bio aufgestaut werden, damit ich dann die beispielhaften 56 m³ durch die die 4 Leitungen geschoben bekomme?

Das kann ich mir so noch nicht vorstellen, wobei ich auch gerade keinen Anhalt dafür habe, wie hoch die Überstauung denn sein muss. Kann man bestimmt irgendwo berechnen.

 

[ThorstenC]

Unser Grundproblem ist die fehlende US- Messung mangels Gerät oder passendem Rohr in der Filterkette.
Ich kann eben nur mit dem Zollstock messen und rein optisch die Skimmerleistung abschätzen.
So lange es mit den Red. bei mir auf der Saugseite/ Pumpleistung keine großen Nachteile gibt..
Umsonst gibt es nix...

Bei Teichneubau kämen bei mir statt 3 Abläufe aus der Biokammer besser 4 in KG 160 oder 5 in KG 125 in Betracht...knackig mit 110 durch die Folie in den Teich.
würde ggf. die jetzige Aufstauung der Biokammer (ca. 6cm) bei Vollast erheblich reduzieren...

Und ich könnte mit dezenten Reduzierungen wieder etwas mehr Einströmgeschwindigkeit rauskitzeln..eventuell zum Preis von 2..3cm mehr Förderhöhe- das muss man aber dann variabel gestalten und probieren.

 

[Teich4You]

Florian: eigentlich ist es einer Pumpe egal, ob sie in die aufgestaute Biokammer drückt oder direkt in ein Rohr..
Sie muss immer nur den hydr. Wid. überwinden.

Der hydraulische Wiederstand ist der in den Rohren und an allen Oberflächen, der die Strömung "behindert".
Was du meinst ist einfach der statische Druck/Schweredruck einer Wassersäule.
Und der spielt sehr wohl eine Rolle.
Denn je höher eine Wassersäule, desto höher der Druck in der Tiefe.
Die Pumpe muss also dagegen andrücken, wenn die Säule auch auf den Auslauf der Pumpe drückt.
Andere Variante: Die Pumpe sitzt unter Wasser in 2m Tiefe und drückt gerade durch eine Wand wieder in 2m Tiefe. Dann ist auf beiden Seiten der Druck gleich und es zählt wirklich nur der hydraulische Wiederstand im Rohr. Aber das haben wir ja nicht bei unseren Anlagen wo die Pumpe, der LH vor der Biokammer sitzt. Darum bauen wir die Luftheber mit dem Auslauf doch auch so, dass ungefähr in Höhe Teichpegel der Auslauf ist, damit kein Gegendruck ist.

Wer die Pumpe ans Ende setzt und direkt gerade durch ein Rohr pustet hat das nicht, aber wie gesagt, wir reden doch von Rückläufen in Schwerkraft und einer Aufstauung der Biokammer. Und diese Aufstauung führt zu einer Wassersäule die Druck aufbaut.

Bei der gepumpten Biokammer kann man nur elegant den hydr. Widerstand per Zollstock ablesen

Den statischen Druck.

Ist denn die Annahme korrekt, dass der Luftheber bei reduzierten Auslauf das identische Volumen weiterhin fördert?

Natürlich nicht.
Er bricht ein, ich dachte das wäre jetzt klar, bzw. das ist doch klar.
Förderhöhe und Gegendruck sind keine Freunde von Lufthebern.
Der LH wird einbrechen und das wirkt sich dann auch wieder negativ auf die Rückläufe aus, in dem Sinne, dass die Strömung nicht zunimmt, sondern eher gleich bleibt, oder abnimmt. Ich vermute aber eher gleich bleibt, oder in wirklich kleinen Einheiten nur ansteigt. Jedenfalls so, das man es sich auch sparen kann.

und jetzt staue ich die Bio so weit auf, dass irgendwann ab Punkt X wieder genauso viel Wasser abläuft, wie durch den Luftheber gefördert wird. Oder ist es eher so, dass der Luftheber nur noch so viel Wasser fördert, wie bis zum Punkt Y ablaufen kann?

Ja na klar ist das so wie du sagst.
Mal es doch mal als merhere Kurven auf:

• LH-Leistung bei steigendem Gegendruck.
• Ausströmungsgeschwindigkeit bei reduzierten Abläufen.
• Aufstauung Biokammer.

Irgendwo werden sich alle Treffen.
Da ist dann Schluss mit lustig.

Wie hoch muss denn die Bio aufgestaut werden,

Das kann ich nicht ausrechnen.
Bzw habe alles vergessen was dazu nötig ist und bin zu faul das wieder rauszukramen.

 

[ThorstenC]

Die Pumpe sitzt unter Wasser in 2m Tiefe und drückt gerade durch eine Wand wieder in 2m Tiefe. Dann ist auf beiden Seiten der Druck gleich und es zählt wirklich nur der hydraulische Wiederstand im Rohr. Aber das haben wir ja nicht bei unseren Anlagen wo die Pumpe, der LH vor der Biokammer sitzt. Darum bauen wir die Luftheber mit dem Auslauf doch auch so, dass ungefähr in Höhe Teichpegel der Auslauf ist, damit kein Gegendruck ist.

Falsch.
Der Pumpe ist es egal, in welcher Tiefe sie eingebaut ist oder sie in den Teich pumpt.
Entscheidend ist nur der Differenzdruck an der Pumpe = Förderhöhe, den wir zufälligerweise bei gepumpten Biokammern per Zollstock ermitteln können.
Guck doch bitte mal bei Wikipedia nochmal nach- kommunizierende Röhren-

Bei Druckverlust. de kann man grob ausrechnen- klappt bei gleichbleibenden Rohren ganz gut.
Bei Verjüngungen nicht nur (wie ich anfangs) nur das kurze gerade dünnere Rohrstück berechnen, sondern den Übergang- also die Verjüngung plus das dünne Rohrstück
Da gibt es ebenfalls einige Varianten. (ich glaube die Variante mit dem " scharfkantigen rohreinlauf" kam es grob hin)

 

[ThorstenC]

Hier am Beispiel HT 70- Innen 68mm und 14m³/h: Berechnung der Verjüngung als "Kantiger Einlauf"

Berechnungsausgabe
Fördermedium: Wasser 20 °C / flüssig
Volumenstrom: 14 m³/h
Dichte: 998,206 kg/m³
Dynamische Viskosität: 1001,61 10-6 kg/ms
Rohrleitungselement: Kantiger Einlauf
Elementabmessungen: Rohrdurchmesser D: 68 mm
Der Rohreinlauf ist: scharfkantig
Strömungsgeschwindigkeit: 1,07 m/s
Reynolds-Zahl: 72569
Strömungsgeschw.2: -
Reynolds-Zahl 2: -
Strömungsform: turbulent
Rohrrauhigkeit:
Rohrreibungszahl:
Zeta-Wert: 0,5
Zeta-Wert abzw.Rohr: -
Druckv. abzw.Rohr: -
Druckverlust: 2,86 mbar
0 bar

Macht 2,86 mbar für die Reduzierung.

Dazu kommt noch etwas für...z.B. 20cm HT 70 gerades Rohr:

Berechnungsausgabe
Fördermedium: Wasser 20 °C / flüssig
Volumenstrom: 14 m³/h
Dichte: 998,206 kg/m³
Dynamische Viskosität: 1001,61 10-6 kg/ms
Rohrleitungselement: Kreisrohr
Elementabmessungen: Rohrdurchmesser D: 68 mm
Rohrlänge L: 0,2 m
Strömungsgeschwindigkeit: 1,07 m/s
Reynolds-Zahl: 72569
Strömungsgeschw.2: -
Reynolds-Zahl 2: -
Strömungsform: turbulent
Rohrrauhigkeit: 0 mm
Rohrreibungszahl: 0,02
Zeta-Wert: 0,06
Zeta-Wert abzw.Rohr: -
Druckv. abzw.Rohr: -
Druckverlust: 0,32 mbar
0 bar
Macht 0,32 mbar für das gerade Stück.

Zusammen 3,18 mbar oder eben 3,16 cm Überstauung rein rechnerisch.

Praktisch hatte ich ja 3,6cm gemessen.

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Mit dem Berechnen ist das so eine Sache...man muß eben jeden hydr. Einzelwiderstand einzeln betrachten und ausrechnen, aufaddieren.