Wasserstrahl optimieren

[RMK]

Hallo,
ich überlege wie ich die Wasserstrahlreichweite (= Wurfweite) optimieren kann.
Theoretisch bedeuten ja 4 Bar Wasserdruck (Hauswasserleitung) eine Steighöhe
von 40m - und bei 45 Grad Abstrahlung entsprechend Reichweite...
leider nur sehr theoretisch, der Luftwiderstand ist wohl ein fieser Knilch und
macht einem da einen dicken Strich durch die Rechnung.

was wären denn erfolgsversprechende Ansätze? mehr Druck? dünnere Düse? dann
wären wir beim Kärcher, der wirft noch weniger in die Weite.
Dickere Düse und mehr Menge? besondere Düsenform?
Ich bin nicht bei der (freiwilligen) Feuerwehr und habe von daher keine praktische
Erfahrung...

Ich bin gespannt.....


eine zweite Frage mit ähnlichem HiHintergrund, ich habe bei einer Veranstaltung
mal einen "Wasserspeier" gesehen, der einen etwa fingerdicke Wasserstrahl in
einem Bogen sehr präzise in ein recht kleines (~15cm...) Auffangrohr geschossen
hat, und zwar nicht kontinuierlich, sondern unterbrochen. Es flogen sozusagen
Wasserstücke durch die Luft... wie wäre so was machbar? schnelle Ventile mit
sehr grossem Durchfluss?

Ich bin noch gespannter.

[Lötfahne]

Vielleicht hilft die HS Zwo: https://youtu.be/TJfypmq6jow
Entschuldigung, aber bei DER Steilvorlage...

[RMK]

kannte ich noch nicht, danke.
klingt vernünftig, gibt's das Ding auch für Privatleute oder
ist das exclusiv für BOS-Dienste?

....mir wird einiges klar jetzt....

[duese]

Der Trick mit den fliegenden Wasserstücken ist, dass unmittelbar nach Öffnen des Ventils der Durchfluss durch die Düse konstant den Endwert erreicht. Damit passt dann von Anfang an auch die Wurfweite. Wenn man das mit dem Gartenschlauch nachspielen will, macht einem die Massenträgheit des Wassers in der Leitung einen Strich durch die Rechnung. Die Wassersäule muss ja erst beschleunigt werden. Das Abschalten kann man aber mit einem Kugelhahn am Ende des Schlauchs gut nachspielen. Man sieht dann Wasserstrahl sich von hinten abbauen.

Solche Brunnen habe ich auch schon gesehen. Bei diesen war in der Zeit in der kein Wasser aus der Düse fliegt immer ein Rauschen aus der Austrittsöffnung zu hören. Ich nehme mal mit großer Sicherheit an, dass am Auslass ein 3-Wege-Hahn ist. Es wird also zwischen Werfen und Bypass umgeschaltet und in der Zuleitung strömt kontinuierlich das Wasser, damit die Geschwindigkeit immer stimmt.
Oder wenn ich so drüber nach denke, wäre eine konstant durchströmte Düse und ein Strahlablenker auch eine Möglichkeit.

[Raider]

Naja, die Wurfweite hängt von der Strömungsgeschwindigkeit ab. Und diese nur indirekt vom Druck. Der Trick ist, möglichst viel Wasser durch eine möglichst dünn verjüngte Düse zu schicken, weil der Volumenstrom (Querschnitt mal Geschwindigkeit) konstant ist. Also, dicker Zuleitungsschlauch, viel Druck und Durchflussmenge(daraus resultiert viel Volumenstrom), am Ende die Düse kegelförmig verjüngen (Strömung möglichst laminar halten -> weniger Widerstand-> weniger Druck benötigt), da steigt die Strömungsgeschwindigkeit und damit die Wurfweite(einfacher schräger Wurf).
Beim Hochdruckreiniger hast du sehr wenig Durchflussmenge bei einer strömungstechnisch ungünstigen Düse mit viel Widerstand.

[unlock]

Um ein Maximum an Wasserstrahlreichweite zu erreichen,wird es wichtig sein,die Rohrnetzeigenschaften vor der Düse zu optimieren.
Was ich damit sagen will ist:man sollte darauf achten,das die Strömung wenig bis garkeine Turbulenzen mehr hat,wenn sie die Düse durchläuft.

[Desinfector]

ganz dick muss der Strahl sein. denn dann zieht der auch Luft mit
und das sorgt dann für weniger Reibung in der Mitte des Strahls

evtl einen Kranz aus aussen liegenden kleinen Düsen und in der Mitte eine dicke Düse.

[Zabex]

Für höhere Weite braucht man höhere kinetische Energie. Mehr Druck und Durchflussmenge sind also nicht verkehrt.
Um die Austrittsgeschwindigkeit hoch, die Strahlaufweitung aber gering zu halten, muss die Düse am Ausgang den Strahl expandieren und an den Umgebungsdruck anpassen. Google mal nach Laval-Düse. Damit kann man Gase auf Überschallgeschwindigkeit bringen. Ich glaube aber, bei Wasser wird das nicht klappen, da Wasser inkompressibel ist und daher die Expansion nach der Engstelle nicht mit macht.

Gruß,
Zabex

[RMK]

hm, ich werds mal versuchen mit kurzen Wegen zwischen Ventil und Düse, dazwischen vielleicht noch ein Gitter aus dünnen Röhrchen um
Verwirbelungen zu verringern (vielleicht von VW so ein Ansauggitter organisieren? das senkt ja angeblich sogar den Verbrauch... #-) )
und einer amtlichen Pumpe, die idealerweise gegen ein Überdruckventil vor dem eigentlichen Ventil arbeitet - oder ein 3-Wege-Ventil.

noch mehr Vorschläge?

[eile]

Seit Jahren lese ich hier mit, vor Jahren habe ich mal was über "Laminar Flow" Springbrunnen gelsen und ein bischn rumprobiert, deshalb heut mal fix angemeldet.

Das Wasser darf sich nicht verwirbeln, im Prinzip kriegst du das hin indem du ein dickes Rohr mit Strohhalmen füllst, Einlass von der Seite (Zyklon?) , Sieb und Schwamm davor und damit es sich gut verteilt.
Die Austrittsöffnung musste glaub ich von außen "angesenkt" werden....
noch einige links auf die schnelle:
Erklärung (english): https://scuttlebots.com/2014/06/17/lami ... -are-they/
Hier ist der Aufbauf gut zu erkennen: https://jumpingjet.iphpbb3.com/forum/52 ... se-t5.html

suchbegriff: laminar flow fountain

viel Spaß

[RMK]

nabend,

danke, das ist sehr hilfreich. mal sehen wie weit ich komme.
(so wie es ausschaut brauche ich erstmal ein Schweissgerät für Edelstahl... #-) )

[eile]

ist gut zu haben, aber geht auch ohne.... ich hab meine versuche damals in pvc gehalten....

[Marsupilami72]

Bei den Wasserspielen läuft das Wasser konstant - der Wasserstrahl wird NACH dem Austritt aus der Düse mit einem beweglichen Ablenkblech "abgeschnitten".

[RMK]

ich seh schon, das wird ein lustiges Projekt.

[RMK]

So, hab mal einen ersten Prototypen gebastelt:

im Baumarkt eine 75er Muffe und die passenden Deckel geholt, dazu im nahegelegenen Heimtiermarkt ein Reststück Aquarienfiltermatte,
und im normalen Supermarkt eine Tüte Strohhalme. ein Gardena-Nachbau-Stecker fand sich noch in der Schublade.

->zoom

den Gardenastecker flach abgesägt und -geschliffen, eine 20er Bohrung in einen der Deckel gemacht und den Stecker mit ordentlich Heisskleber
angeklebt..

->zoom

Reihenfolge: "Gardenadeckel", dann eine Schicht Filtermatte, dann einen Haufen kleingeschnittene Strohhalme (6cm lang...), dann wieder
ein Stück Filtermatte, Abstandshalter und "Düsendeckel". Die Strohhalme lassen sich recht bequem mit einem scharfen Cuttermesser zuschneiden,
wenn man eine Handvoll nimmt und herzhaft losschneidet. Zaghaft bringt nix, dann weichen die Halme aus...

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fast zusammengesetzt. der untere Deckel mit dem Gardena-Anschluss ist mit Klebeband gesichert...

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Nahaufnahme der "Düse" - einfach mit dem Stufenbohrer auf 8mm aufgebohrt und gleichzeitig angesenkt. Danach mit der offenen Flamme einen
Augenblick einen eventuellen Grat gebrochen...

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ein Stück Plexiglasrohr für die nächste Evolutionsstufe liegt schon bereit, dann kann es auch eine LED-Beleuchtung für den Wasserstrahl geben...

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ich hab leider kein Foto vom Wasserstrahl, es ist halt doch schon dunkel draussen. Wurfweite am Gartenschlauch ist ca 60-70 cm, also noch reichlich wenig,
wenn man mehr Druck gibt, zerfranst der Strahl nach der Hälfte des Wegs.
so lange die Strömung aber laminar bleibt, klappt alles - der Wasserstrahl sieht aus wie ein gebogener Plexiglasstab, und plumpst ohne Spritzer zu verursachen (!)
in den Gartenteich...
Foto wird nachgeholt.

Tja, jetzt kommen aber neue Fragen auf. Wie bastel ich am Besten einen Cutter, um den Strahl zu unterbrechen?
wenn ich 3-4 Meter weit werfen will, brauche ich vermutlich eine amtliche Pumpe. mal sehen was das Materiallager so hergibt...
je dicker der Wasserstrahl ist, desto "schöner" ist er auch, aber die Reichweite nimmt stark ab... zumindest bei dem was der Gartenschlauch so liefert.

nächste Aktion wird vermutlich ein DN125er Muffe sein, ich freu mich schon auf das Gefummel mit den Strohhalmen... #-)
(für mehr Wasserdurchsatz muss der "Gleichrichter" auch größer werden... je langsamer das Wasser durchfliesst, desto besser)

[unlock]

Ich denke Du musst das Rohr für diese Dimension länger machen,und den Strömungsrichter etwas von der Düse entfernen,sodas die Strömung gepflegt auf den Auslass lenken kann.
Wenn Du aber von einem längeren und geraden Schlauch zapfst,dürfte der Gleichrichter eher eine untergeordnete Rolle spielen,da Turbulenzen in Kantigen Übergängen wie T-Stücken und Winkeln,u.U.sogar an Rohrstumpfen entstehen.Aber das steht immer in Proportion mit den Dimensionen(Abstände/Durchmesser).
Desweiteren hat die Düse in ihrer Form und Länge auch entsprechenden Einfluss.So wie ich das sehe,ist sie eindeutig zu kurz.Vor ihr müsste man auch noch eine Reduktion einbauen,welche dann die Eigenschaft hat,die Bewegungsenergie zu bündeln,ohne sie durch Turbulenzen wieder zu "vernichten"

[Raider]

Ich empfinde die Düse als denkbar ungeeignet. Man kann nicht von 70mm auf 8mm so runterbrechen. Da muss zumindest ein Kegel oder so rein.
Weil du willst langsame Strömung auf viel Querschnitt in schnelle Strömung auf wenig Querschnitt umwandeln, nicht einfach den Querschnitt zerstören.

[RMK]

unlock, raider:

ich hab mich an dem Ding hier
https://jumpingjet.iphpbb3.com/forum/52 ... se-t5.html
orientiert.

wenn man mal schaut wie die käuflichen Laminardüsen so aussehen

https://www.oase-teichbau.de/oase-water ... gKBz_D_BwE

sind das auch "nur" große Behälter mit einer kurzen Düse...

aber wie gesagt, das ist nur der erste Prototyp, und dafür dass er nix taugt bin ich schon zufrieden

ich werd mal versuchen ob ich einen Trichter mit einbauen kann, vor der Düse, ob es dann besser wird.

[unlock]

Versuch doch mal den Einlass in die Kammer schräg von der Seite,wie in deinem Link,anzubauen,dann wird der Strahl nicht direkt in der Mitte"durchgeleitet".

[Raider]

ich hab mich an dem Ding hier
https://jumpingjet.iphpbb3.com/forum/52 ... se-t5.html
orientiert.

wenn man mal schaut wie die käuflichen Laminardüsen so aussehen

https://www.oase-teichbau.de/oase-water ... gKBz_D_BwE

sind das auch "nur" große Behälter mit einer kurzen Düse...

Haben die denn das gleiche Ziel wie du? Die wollen einen möglichst laminaren Strahl (generell ja schon mal gut). Wurfweite haben und brauchen die aber überhaupt nicht.

Son bisschen kann man Wasser ja mit Strom vergleichen. Dein Apparat ist ein Widerstand, Spannung = Druck, Stromstärke = Volumenstrom. Du willst jetzt mit gegebener Spannung einen großen Strom fließen lassen ( -> höhere Geschwindigkeit -> mehr Wurfweite). Natürlich musst du schauen, dass dein Netzteil (Wasserhahn) nicht in die Strombegrenzung geht, wenn dein Widerstand zu klein ist. Aber so nach meinem Gefühl stellt dein Enstück von dem Teil einen ziemlich großen Widerstand da, das Wasser läuft ja quasi gegen die Wand.