Luftvolumenstrom < Maschinenbau < Ingenieurwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 12:59 Mi 12.04.2023 | | Autor: | senmeis |
Hi,
ein Ventilator kann einen Luftvolumenstrom von 100 m³/h ausliefern. Macht das Unterschiede wenn ein gutes Lüftungsrohr (also mit kleiner Reibung) oder ein schlechtes Lüftungsrohr (also mit großer Reibung) daran angeschlossen ist? Rechnet man damit daß in beiden Fällen 100 m³/h ausgeliefert wird?
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Es ist zu vermuten, dass sich der Luftstrom auf die Leistung ohne oder ggf. auf ein mitgeliefertes Anschlussrohr bezieht. Je länger und/oder je dünner das Rohr ist, desto höher sind die Reibungsverluste und damit desto geringer der Luftstrom.
Ein extremer Vergleich mit dem Rohrdurchmesser:
Ein Fallschirmspringer mit einer kleinen Öffnung in der Mitte des Schirms fällt langsam vom Himmel, weil der Luftstrom ausgebremst wird. Schneidet man ein großes Loch in die Mitte, fällt er fast herunter, der Luftstrom durch den Fallschirm steigt dramatisch an.
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 15:24 Do 13.04.2023 | | Autor: | senmeis |
Verstehe. Im Fall von größeren Reibungsverlusten reduziert sich die Drehrate im Motor, oder?
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Ja. Die Luft entweicht ja dem Ventilator, weil sich nach den Propellerflügeln die "durchgedrückte" Luft aufstaut, einen Überdruck entwickelt und dadurch die davor liegende Luft nach außen wegdrückt. Bei einem dünneren/längeren Rohr wäre dafür mehr Druck nötig, dadurch staut sich die Luft mehr auf und die Flügel müssten nun mehr arbeiten, um die Luft weiter zu schieben bzw. den höheren Druck zu halten. Wenn die el. Energie hierfür nicht ausreicht, werden die Flügel langsamer. Würdest du durch Spannungserhöhung die "alte" Drehgeschwindigkeit beibehalten, würde der Luftdruck erhöht (weil zum Durchfluss nötig), aber immer noch nicht die alte Luftmenge erreicht, weil die durch die Propeller gedrückte Luft durch den erhöhten Gegendruck teilweise aufgehalten wird.
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 14:42 Mo 17.04.2023 | | Autor: | senmeis |
Eine Sache möchte ich noch klar machen: ist der Luftvolumenstrom nur abhängig von der Drehgeschwindigkeit aber unabhängig von der Leitungsreibung?
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> Eine Sache möchte ich noch klar machen: ist der
> Luftvolumenstrom nur abhängig von der Drehgeschwindigkeit
> aber unabhängig von der Leitungsreibung?
Auch von der Leitungsreibung.
Stell dir einen großen Ventilator mit 1 m Durchmesser vor, dahinter ein Rohr mit 1 m Durchmesser und 1 m Länge. Da bläst das ziemlich widerstandslos durch.
Anstatt das Rohr zu verlängern, machst du einen Deckel drauf mit einem Bohrloch von 5 cm Durchmesser. Den Ventilator lässt du jetzt mit der selben Drehzahl wie vorher sausen. Dann wird zwischen Ventilator und Deckel ein hoher Druck erzeugt, so dass der Ventilator ausgebremst würde, wenn du nicht mehr Energie einspeist, und der erhöhte Druck erhöht auch die Austrittsgeschwindigkeit der Luft, aber die alte Luftmenge pro Sekunde wird nicht mehr erreicht.
Natürlich muss (nach kurzer Anlaufzeit) immer so viel Luft das dicke Rohr hinten verlassen, wie vorne hereingeblasen wird, sonst würde es ja auf Dauer explodieren; es fließt aber wegen des sich aufbauenden Gegendrucks bei gleicher Drehzahl nicht so viel rein wie vorher.
Hierzu ein Vergleich:
Du hast ein gefülltes Wassergefäß. Unten hängt ein Abflussschlauch 1 m herunter mit einem Innendurchmesser von 2 cm. Die Oberfläche des Gefäßes ist so groß, dass der Wasserspiegel kaum absinkt, wenn dass Wasser 1 Minute abfließt. Der Druck ist daher immer gleich groß. Er entspricht dem Ventilatordruck bei gleicher Drehzahl. Wenn du jetzt mit dem Finger den Schlauch halb zuhältst, fließt (bei gleicher "Drehzahl") weniger Wasser heraus. So ist es auch beim Ventilator, wenn der Abluftrohrdurchmesser kleiner oder das Rohr länger wird. Der entstehende Gegendruck bremst den Zufluss und damit den Abfluss aus.
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