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Opa_R
Anmeldungsdatum: 14.07.2024 Beiträge: 3
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Opa_R Verfasst am: 14. Jul 2024 17:57 Titel: Luftstrom Ventilator |
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Hallo allerseits.
Ich besitze einen kleinen Ventilator bestehend aus einem Kunststoffzylinder von 10 cm Durchmesser. Darin befindet sich der Elektromotor und das Schaufelrad.
Dieser Ventilator fördert ordentlich viel Luft, wenn er frei im Raum steht.
1. Wenn ich an der Ausblaseöffnung des Ventilators ein Kunststoffrohr von ebenfalls 10 cm Durchmesser und 60 cm Länge anbringe, ist der Luftstrom durch das Rohr erheblich schwächer als bei dem frei im Raum stehenden Ventilator.
Wieso? - Das Rohr ist glatt, derselbe Durchmesser, keine Stauung, ...
2. Das Kunststoffrohr hat gleich neben dem Ventilator seitlich ein Loch (ca. 4 cm Durchmesser), welches ich zunächst mit Klebeband verschlossen hatte, damit seitlich keine Luft entweicht.
Und jetzt kommt die für mich völlig unverständliche Beobachtung:
Wenn ich dieses Loch öffne ...
... bläst Luft heraus (logisch)
... und der Luftstrom am Ende des Rohrs ist wesentlich stärker als mit geschlossenem Loch.
Ich verstehe es nicht:
Durch Öffnen des seitlichen Loches strömt mehr Luft durch/aus dem Rohr, obwohl ja ein Teil durch das Loch entweicht.
Umgekehrt: Das Abdichten des Loches führt zu einer deutlichen Abnahme der Luftströmung durch das Rohr.
Wie ist dieser Effekt zu erklären? |
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willyengland
Anmeldungsdatum: 01.05.2016 Beiträge: 726
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willyengland Verfasst am: 14. Jul 2024 19:02 Titel: |
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Erklären kann man alles, nur, ob es stimmt, fragt man sich dann ...
Meine spontane Hypothese:
Ohne den Zylinder strömt einiges an Luft nicht nach vorne, sondern auch zu den Seiten weg.
Wird der Zylinder angebracht, kann die Luft nicht mehr zu den Seiten weg, sondern "quetscht" sich irgendwie an den Rändern des Zylinders entlang und bremst dadurch den gesamten Luftstrom.
Öffnest du ein seitliches Loch, kann diese Luft wieder raus und die restliche Luft kann ungehindert nach vorne strömen. _________________ Gruß Willy |
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Schmuz Gast
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Schmuz Verfasst am: 14. Jul 2024 20:12 Titel: |
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Wie wurde das denn gemessen?
Kann mir höchstens vorstellen das die Luft dann schneller ist aber die Menge sollte ja weniger sein. |
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Opa_R
Anmeldungsdatum: 14.07.2024 Beiträge: 3
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Opa_R Verfasst am: 15. Jul 2024 16:39 Titel: |
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"Gemessen" habe ich mit meinem Gesicht:
1. Der Ventilator ohne Rohr bläst mir sehr heftig ins Gesicht - unangenehm heftig.
2. Mit Rohr kommt aus selbigem ein eher laues Lüftchen - überhaupt kein Vergleich zu dem Sturm aus dem Ventilator allein.
3. Mit seitlichem Loch im Rohr kommt am Rohrende ein deutlich stärkerer Luftstrom heraus als bei geschlossenem Rohr - und das, obwohl auch aus dem seitlichen Loch Luft herausströmt.
Es bläst nicht so stark wie der Ventilator alleine, aber eben deutlich stärker als ohne Loch.
Dass das Rohr an sich in irgendeiner Weise den Luftstrom bremst, kann ich zur Not verstehen, obwohl der Durchmesser nicht kleiner ist als der Ventilator.
Aber dass das seitliche Loch zu einem deutlich fühlbar stärkeren Luftstrom aus dem Rohrende führt, ist mir bisher unbegreiflich.
Das ist der eigentliche Grund für diesen Post - ich begreife es bislang nicht.
Und ich schwöre: Dies ist alles kein Einbildung.
@Willyengland:
Die Hypothese ist (mindestens zum Teil) plausibel:
Sicherlich bläst der Ventilator ohne das Rohr einen Teil der Luft auch seitlich weg.
Durch das Rohr wird die gesamte geförderte Luft in selbiges gezwungen.
Dadurch entsteht im Rohr ein Überdruck, der dem Luftstrom aus dem Ventilator entgegenwirkt und ihn bremst. Durch das seitliche Loch kann ein Teil des Überdrucks entweichen und infolgedessen strömt mehr Luft durch das Rohr.
Sollte das die Lösung sein?
Ich empfinde es irgendwie intuitiv schwer verständlich: Ich lasse Luft seitlich aus dem Rohr entweichen, damit mehr Luft am Ende herauskommt. - ? ? ? - Aber offenbar ist dies der Fall.
(Ich persönlich habe so meine Probleme, Strömungsdynamik intuitiv zu verstehen. Es fängt schon an mit dem berühmten Versuch mit den zwei Blättern Papier und dem Dazwischen-Blasen: Sie gehen eben nicht auseinander - Bernoulli lässt grüßen.) |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 5923 Wohnort: jwd
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Mathefix Verfasst am: 22. Jul 2024 15:52 Titel: |
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Gegeben:
P_V = Leistung des Ventilators
V = Volumenstrom
A = Querschnittsfläche Rohr
a = Querschnittssfläche Bohrung
Delta P = Druckdifferenz Innendruck p_R-Luftdruck p_L
v_V = Austrittsgeschwindigkeit Ventilator ohne Rohr
v_R = Austrittsgeschwindigkeit Rohr
V_R = Volumenstrom Rohr nach der Bohrung
v_a = Austrittsgeschwindigkeit Bohrung
V_a = Volumenstrom Bohrung
P_R = Leistung nach der Bohrung
zu 1)Dass die Luftgeschwindigkeit aus dem Rohr geringer ist als beim Ventilator ohne Rohr liegt, abgesehen von Reibungsverlusten, daran, dass neben der kinetischen Leistung zusätzlich Druckleistung im Rohr aufgebracht werden muss.
P_V = P_Druck + P_kin
zu 2) Bestimmung Leckverlust V_a durch Bohrung (Bernoulli)
Volumenstrom nach der Bohrung:
Leistungsverlust P_a durch Leckverlust
Leistung nach der Bohrung
Morgen geht's weiter. |
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Schmuz Gast
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Schmuz Verfasst am: 23. Jul 2024 01:42 Titel: |
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Sind Sie nicht in der lage eine einfache Erklärung in Worten zu liefern? |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 5923 Wohnort: jwd
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Mathefix Verfasst am: 23. Jul 2024 13:25 Titel: |
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Schmuz hat Folgendes geschrieben: | Sind Sie nicht in der lage eine einfache Erklärung in Worten zu liefern? |
@Schmuz
Sehr wohl, wenn die Zusammenhänge klar sind.
Der aus der Bohrung austretende Volumenstrom geht mit der dritten Potenz in den Leistungsverlust ein. Dadurch kommt es zu einem überproportionalen Druckverlust in dem Rohr nach der Bohrung.
Dieser Druckverlust führt nach der Bohrung zu einer Vergrösserung des Luftvolumenstroms im Rohr ( Boyle-Mariotte ) und damit zu einer Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit.
Die Kontinuitätsgleichung wird eingehalten: Der Massenstrom ist konstant.
Wie stark dieser Effekt ist, hängt vom Verhältnis des Bohrungsquerschnitts zum Rohrquerschnitt ab. Er tritt nur ein, weil Luft kompressibel ist; mit Wasser gäbe es diesen Effekt nicht.
Einfach genug?
PS
Ich hätte noch den Druckverlust und die Vergrösserung des Volumenstroms bestimmt. Sehe das jetzt als erledigt an.
Zuletzt bearbeitet von Mathefix am 23. Jul 2024 13:56, insgesamt einmal bearbeitet |
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Schmuz Gast
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Schmuz Verfasst am: 23. Jul 2024 13:50 Titel: |
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Mathefix hat Folgendes geschrieben: |
Einfach genug?
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Ja viel besser! Es ist also die erhöhte Geschwindigkeit.
Aber wenn sich der Volumenfluss nicht ändert dann dürfte sich ja der Kühlungseffekt am Rohrende auch nicht ändern? |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 5923 Wohnort: jwd
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Mathefix Verfasst am: 23. Jul 2024 14:01 Titel: |
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Schmuz hat Folgendes geschrieben: | Mathefix hat Folgendes geschrieben: |
Einfach genug?
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Ja viel besser! Es ist also die erhöhte Geschwindigkeit.
Aber wenn sich der Volumenfluss nicht ändert dann dürfte sich ja der Kühlungseffekt am Rohrende auch nicht ändern? |
Die Geschwindigkeitserhöhung ist ausschliesslich auf die Dekompression der Luft zurückzuführen.
Ich bin von einem isothermen Zustand ausgegangen. Man kann das noch beliebig verkomplizieren - dann ist man bei Deiner Kritik. |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 5923 Wohnort: jwd
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Mathefix Verfasst am: 23. Jul 2024 14:39 Titel: |
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@Opa R
Ist der von Dir geschilderte Effekt jetzt hinreichend erklärt?
Gruss
Mathefix |
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Opa_R
Anmeldungsdatum: 14.07.2024 Beiträge: 3
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Opa_R Verfasst am: 28. Jul 2024 09:32 Titel: |
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Danke für die Erklärung.
Intuitiv erwartet hätte ich den Effekt trotzdem nicht.
... wieder was dazugelernt.
Viele Grüße
vom Opa |
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Kurt
Anmeldungsdatum: 20.06.2021 Beiträge: 819 Wohnort: Bayern
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Kurt Verfasst am: 28. Jul 2024 20:21 Titel: |
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Opa_R hat Folgendes geschrieben: | Danke für die Erklärung.
Intuitiv erwartet hätte ich den Effekt trotzdem nicht.
... wieder was dazugelernt.
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Die Leistung die der Ventilator "verbraucht" hängt von der geförderten Luftmenge ab.
Setzt du vor oder hinter dem Ventilator einen Widerstansd (dein Rohr), dann nimmt die zu beförndernde Luftmenge ab, der Ventilator "tut sich leichter", Heisst: Er verbraucht weniger Leistung.
Weniger Leistung heisst: weniger Lufttransport.
Machst du nun einen zweiten Ausgang auf kann mehr Luft vom Ventilator transportiert werden, seine Leistung nimmt zu.
Mehr Leistung heisst: mehr Luftdurchsatz.
Fazit: weniger Luftwiderstand, mehr Luftvolumen.
Das wirkt sich so aus das dann am Ausgang deines Rohres mehr Luft rauskommt als ohne das Loch.
Das Ganze ist also ein nichtlinearer Vorgang.
Kurt
Dein Loch ist quasi ein Katalisator der die Leistung des Ventilatos erhöht.
Durch das Loch lässt sich derVolumenstrom regeln/beeinflussen.
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 5923 Wohnort: jwd
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Mathefix Verfasst am: 29. Jul 2024 15:17 Titel: |
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Kurt hat Folgendes geschrieben: | Opa_R hat Folgendes geschrieben: | Danke für die Erklärung.
Intuitiv erwartet hätte ich den Effekt trotzdem nicht.
... wieder was dazugelernt.
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Die Leistung die der Ventilator "verbraucht" hängt von der geförderten Luftmenge ab.
Setzt du vor oder hinter dem Ventilator einen Widerstansd (dein Rohr), dann nimmt die zu beförndernde Luftmenge ab, der Ventilator "tut sich leichter", Heisst: Er verbraucht weniger Leistung.
Weniger Leistung heisst: weniger Lufttransport.
Machst du nun einen zweiten Ausgang auf kann mehr Luft vom Ventilator transportiert werden, seine Leistung nimmt zu.
Mehr Leistung heisst: mehr Luftdurchsatz.
Fazit: weniger Luftwiderstand, mehr Luftvolumen.
Das wirkt sich so aus das dann am Ausgang deines Rohres mehr Luft rauskommt als ohne das Loch.
Das Ganze ist also ein nichtlinearer Vorgang.
Kurt
Dein Loch ist quasi ein Katalisator der die Leistung des Ventilatos erhöht.
Durch das Loch lässt sich derVolumenstrom regeln/beeinflussen.
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Tolle Idee
Habe in das Rohr des Föhns meiner Frau seitlich aussen ein Loch gebohrt.
Jetzt müssten die Haare schneller trocknen. Mal sehen was Sie sagt. |
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Füsik-Troll Gast
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Füsik-Troll Verfasst am: 29. Jul 2024 23:57 Titel: |
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Mathefix hat Folgendes geschrieben: |
Habe in das Rohr des Föhns meiner Frau seitlich aussen ein Loch gebohrt.
Jetzt müssten die Haare schneller trocknen. Mal sehen was Sie sagt. |
Für den optimalen Effekt jetzt noch etwas Mehl durch die Löcher in den Föhn einbringen (Aber vorher die Heizspirale abklemmen). |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 5923 Wohnort: jwd
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Mathefix Verfasst am: 30. Jul 2024 09:51 Titel: |
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Füsik-Troll hat Folgendes geschrieben: | Mathefix hat Folgendes geschrieben: |
Habe in das Rohr des Föhns meiner Frau seitlich aussen ein Loch gebohrt.
Jetzt müssten die Haare schneller trocknen. Mal sehen was Sie sagt. |
Für den optimalen Effekt jetzt noch etwas Mehl durch die Löcher in den Föhn einbringen (Aber vorher die Heizspirale abklemmen). |
Dann gibt es zusätzlich noch die wunderbare Mehlvermehrung, da mehr rauskommt als eingeflossen ist. |
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masterpie
![](images/avatars/2326725355dcc05c315b1d.png)
Anmeldungsdatum: 13.11.2019 Beiträge: 420
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masterpie Verfasst am: 30. Jul 2024 10:04 Titel: |
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Mathefix hat Folgendes geschrieben: | Dann gibt es zusätzlich noch die wunderbare Mehlvermehrung, da mehr rauskommt als eingeflossen ist. |
Funktioniert auch mit Wasser. Locherweiterten Föhn an Wasserhahn angeschlossen und Feuerwehr pumpt den Keller leer.
Dafür gibt es den Noblen, denn alle Wasserprobleme der Welt sind gelöst.
Gruß, Masterpie _________________ Wir denken zu viel und fühlen zu wenig. (Charlie Chaplin) |
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