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ThemaScotty´s Maschinisten Channel: Kavitation15 Beträge
RubrikAusbildung
 
AutorMatt8hia8s T8., Bottrop / NRW829533
Datum24.04.2017 18:21   5175 x gelesen
Hallo

Ich habe am 12.04.17 meinen YouTube Kanal eröffnet. Ein langer Traum von mir.

Es geht um wasserführende Armaturen, Pumpen und vieles mehr. Alles was mit Feuerwehr zu tun hat.
Die Rückmeldungen waren bis jetzt sehr positiv. Ich werde meine neuen Videos hier verlinken, da mir eure Meinung sehr wichtig ist. Über Anregung, konstruktive Kritik, neue Ideen oder Fragen würde Ich mich sehr freuen. Einige Videos habe ich schon hochgeladen, hier das neuste.

Los geht´s ;-)

Kavitation und dessen Folgen bei Feuerwehrpumpen




Viele Grüße

Scotty
Scotty´s Maschinisten Channel

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AutorMark8us 8G., Kochel am See / Bayern829614
Datum26.04.2017 18:382158 x gelesen
Gratuliere erst einmal dem YouTuber (glaube ich nennt man das neudeutsch....) für sein Video
und seinem gelebten Traum.
Mich würde interessieren, was die 10 Daumenhochgeber damit bewerten möchten.
Daß es solch ein Video gibt, die Erklärung an sich, die Aufmachung ectect.

Würde mich mal so interessieren.


Gruß Markus

In Treue fest!

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AutorFran8k B8., Sydower Fließ / Brandenburg829622
Datum27.04.2017 08:341712 x gelesen
Hallo,

Geschrieben von Markus G.Mich würde interessieren, was die 10 Daumenhochgeber damit bewerten möchten.
Also ich bin der zwölfte grüne Daumen. Ich bin kein Maschinist habe aber nach diesem Video eine Vorstellung was Kavitation bedeutet und warum wir sie nicht haben wollen. Das finde ich gut.

Gruß

Frank

Das ist meine Meinung, die kann jeder wissen, braucht aber niemand teilen. Und es liegt mir fern jemanden zu verletzen.

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AutorMatt8hia8s T8., Bottrop / NRW829624
Datum27.04.2017 09:071606 x gelesen
Geschrieben von Markus G.Gratuliere erst einmal dem YouTuber (glaube ich nennt man das neudeutsch....) für sein Video
und seinem gelebten Traum.


Vielen Dank :-)

Geschrieben von ---Frank--- Also ich bin der zwölfte grüne Daumen. Ich bin kein Maschinist habe aber nach diesem Video eine Vorstellung was Kavitation bedeutet und warum wir sie nicht haben wollen. Das finde ich gut.

Das freut mich das du es verstanden hast, dass zeigt mir, dass die Erklärung gut zu verstehen ist :-)


Geschrieben von ---Frank--- als Anmerkung oder Ergänzung.
Ich bin ursprünglich von der Nordseeküste und auch dort in der Feuerwehr gewesen. Wir hatten ein altes LF 16 (MB Rundhauber Bj 1970), da gab es eine Armatur, die erinnerte an eine A-Sauglänge. Metallrohr, ca. 1m lang, an beiden Enden eine A-Kupplung und seitlich ein Zuflussrohr mit B-Kupplung und Blindkupplung. Wenn man nun Wasser aus dem Hafenbecken entnehmen wollte, gerade bei Ebbe, dann wurde diese Armatur, wie eine weitere Sauglänge, zwischen die Saugleitungen gekuppelt, recht weit oben. Über den seitlichen Zufluss wurde die gesamte Saugleitung dann mit Wasser befüllt (das Fzg. hatte einen Tank, 800l, glaube ich) und damit hat man die Saughöhe überwunden. Kennt das noch jemand anderes hier ? Gibt es das noch (dürfte hauptsächlich die Nordsee anliegenden Feuerwehren betreffen). ?



Das hört sich so an als hätte die Pumpe keine eigene Entlüftungseinrichtung. Also muss die Pumpe und der Saugschlauch mit Wasser gefüllt werden. Das habt ihr mit der "Armatur" gemacht. Die Luft aus der Pumpe und das Wasser in die Pumpe;-)

Viele Grüße

Scotty

Scotty´s Maschinisten Channel

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AutorAdri8an 8R., Utting / Bayern829637
Datum27.04.2017 12:181516 x gelesen
Servus Scotty,

hier dein Feedback. Das Ganze hat leider ein wenig länger gedauert, ich wollte aber trotz der wenigen Zeit möglichst vollständig antworten.

Die Geschichte mit dem Dampfdruck von Wasser hast du anschaulich und richtig erklärt, dieser ist auch die Grundlage aller Probleme. Was mir fehlt ist das Gesetz von Bernoulli, ohne diesem fehlt ein wichtiger Baustein.

Der Versuch mit der sichtbaren Kavitaion im Plexiglasrohr ist sehr eindrucksvoll, wird aber aktiv verursacht, z.B. durch eine Blende oder einen teilgeschlossenen Kugelhahn. Treten bereits im Saugschlauch Kavitationsblasen auf muss dort eine gewaltige Verengung sein. Eine solche sollte im Realbetrieb nicht auftreten.


Kurzer Ausflug: Woher kommt denn die Kavitation? Und warum tritt sie zuerst am Laufrad auf?

Nach Bernoulli sinkt der Druck in einer Flüssigkeit je schneller sie fließt. Das ist über die Energieerhaltung einfach herzuleiten, gute Erklärungen dazu findet man im Internet. Auf diesem Prinzip basiert übrigens auch der klassische Zumischer (Wasser fließt schnell -> statischer Druck sinkt -> Schaummittel wird angesogen).

Betrachtet man die Fließgeschwindigkeit in unserem System kommt man auf folgenden Verlauf: Langsam in der Saugleitung sehr schnell im Laufrad etwas schneller in der Druckleitung. Dass das Wasser im Laufrad schnell sein muss ist klar, immerhin muss das gesamte Wasser aus dem großen Saugschlauch durch die engen Öffnungen im Laufrad.


Das Dilemma ist also recht einfach: Im Saugschlauch fließt das Wasser langsam, der statische Druck ist also fast gleich dem Gesamtdruck. Es herrscht zwar Unterdruck, der Dampfdruck beträgt bei 20° aber sportliche 0,023bar. Hier wird das Wasser also erst sehr spät kochen.

Im Laufrad passiert es jetzt aber: Das Wasser strömt sehr schnell, der statische Druck fällt also noch einmal deutlich unter den Gesamtdruck der Saugseite. Strömt das Wasser irgendwann so schnell dass der Dampfdruck unterschritten wird, kocht das Wasser, und Dampfblasen entstehen. Logischerweise kommt jetzt allerdings eine gewaltige Druckerhöhung auf 8-10bar. Die Dampfblasen kollabieren bei so hohem Druck natürlich schlagartig. Hier entstehen die Microjets welche du gut dargestellt hast.

Sieht man sich die Schäden an erkennt man, dass immer die Druckbereiche von der Kavitation zerfressen werden, also alle Bereiche in denen sich Wasser staut. Das sind die Vorderseiten der Laufräder und der Leitapperat. Ist auch Klar, hier herrscht schlagartig Überdruck. In den entsprechenden Videos sieht man auch schön wie die Blasen immer auf der Saugseite von Propellern entstehen, er zieht auf der Saugseite eine Blasenspur.

Ein schönes Video: Link


Die drei Faktoren welche Kavitaion beeinflussen sind also
- Förderhöhe + Luftdruck (senkt den Gesamtdruck auf der Saugseite)
- Fördermenge (bestimmt die Ströhmungsgeschwindigkeit)
- Wassertemperatur (Beeinflusst den Dampfdruck)

Die Erklärung ist nicht so wichtig, diese drei Faktoren sollte der gemeine Maschinist aber wissen. Aus diesem Grund darf z.B. bei Turbinentauchpumpen das Wasser nicht zu heiß werden, die Pumpe wird sonst aufgrund der Wassertemperatur zwangsläufig kavitieren.

Ich hoffe du kannst mit der Erklärung etwas anfangen. Ich Zeichne bei Zeiten noch ein Diagramm des Druckverlaufes, ich denke damit wird die Sache noch etwas klarer.

Viele Grüße
Adrian

Dieser Beitrag stellt einen Auszug meiner aktuellen Meinung dar. Diese muss nicht zwangsläufig mit der offiziellen Meinung meiner Dienststelle/HiOrg korrelieren.

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AutorSasc8ha 8E., Baiersbronn / Baden-Württemberg829638
Datum27.04.2017 12:401353 x gelesen
Kavitation im letzten Detail ist noch viel komplexer. Nur schon allein die Hydraulik an sich ist viel komplexer. Und wenn man sich unsere Feuerwehrschläuche anschaut, dann ist es gut Möglich, dass auch in Saugschläuchen an sich Druckverhältnisse einstellen, die Kaviationsblasen ermöglichen.

Was dort auch mit hereinspiel sind noch andere Faktoren. Kavitation wird zum Beispiel auch durch "verschmutztes" Wasser begünstigt. kleinste Partikel im Wasser dienen als "Keimzellen" für die Kavitationsblasen, bzw. erzeugen Mikroumgebungen, in denen die Druckverhältnisse entsprechend sind. Mit gefiltertem, absolut reinem Wasser ist es etwas schwieriger Kavitationsblasen zu erzeugen ;-)

In einem unter Druck fließenden System wird es nie möglich sein, Kavitation völlig auszuschließen.

Ich habe beruflich immer wieder mit Kavitationsschäden zu tun. Allerdings mit anderen Medien und anderen Drücken.

Mit kameradschaftlichen Grüßen
Sascha

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AutorAdri8an 8R., Utting / Bayern829640
Datum27.04.2017 13:541258 x gelesen
Geschrieben von Sascha E.Kavitation im letzten Detail ist noch viel komplexer. Nur schon allein die Hydraulik an sich ist viel komplexer.

Na klar, ich habe jetzt z.B. Wasser als inkompressibel angenommen, die Strömung als laminar, die statistische Temperaturverteilung unterschlagen und die Druckverteilung in der Pumpe sehr vereinfacht. Das Thema kann man natürlich auch bis auf molekulare Ebene eskalieren lassen ;-)


Und wenn man sich unsere Feuerwehrschläuche anschaut, dann ist es gut Möglich, dass auch in Saugschläuchen an sich Druckverhältnisse einstellen, die Kaviationsblasen ermöglichen.

Klar, hinterm Einbindestutzen ziemlich sicher sogar. Hier ist der Schaden allerdings nicht so groß da die Blasen wegen dem geringeren Druckunterschied länger bestehen bleiben (sich damit großzügig verteilen) und Gummi gegenüber den Microjets recht beständig ist.

Wenn dort allerdings schon größere Mengen Kavitationsblasen entstehen siehts im Laufrad aber erst recht übel aus.

In einem anderen Video wird diese Menge von Kavitationsblasen im Saugschlauch mit einem Kugelhahn erzeugt, ich denke dass es auch in dem gezeigen der Fall ist.


Was dort auch mit hereinspiel sind noch andere Faktoren. Kavitation wird zum Beispiel auch durch "verschmutztes" Wasser begünstigt. kleinste Partikel im Wasser dienen als "Keimzellen" für die Kavitationsblasen, bzw. erzeugen Mikroumgebungen, in denen die Druckverhältnisse entsprechend sind. Mit gefiltertem, absolut reinem Wasser ist es etwas schwieriger Kavitationsblasen zu erzeugen ;-)

Auch das ist klar, im Kochtopf siedet das Wasser ja auch zuerst an den Unebenheiten. Der Fremdkörperanteil bewegt sich jedoch bei uns in einem relativ geringen Rahmen, ich würde in der Ausbildung nicht weiter darauf eingehen.

Auch die Geometrie und Länge der Verengung bestimmen die Ausmaße der Kavitation. Aufgrund der Summe von ungünstigen Faktoren ist jedoch das Laufrad wohl ganz vorne mit dabei. Ich würde mich deswegen in der Ausbildung darauf beschränken.


In einem unter Druck fließenden System wird es nie möglich sein, Kavitation völlig auszuschließen.

Stimmt, selbst die sehr langsam laufenden Trubinenlaufräder von Wasserkraftwerken mussten regelmäßig zum Kavitationsschweißen, daran war ich bei meinem alten Arbeitgeber manchmal beteiligt.

Ich würde in der Ausbildung allerdings mein Augenmerk auf den Moment richten wo die Auswirkungen explosionsartig ansteigen. Die Randeffekte im Normalbetrieb würde ich ähnlich der Elektrizitätzlehre eher vernachlässigen.


Ich habe beruflich immer wieder mit Kavitationsschäden zu tun. Allerdings mit anderen Medien und anderen Drücken.

Ich freue mich über jeden Input :-)

Viele Grüße
Adrian

Dieser Beitrag stellt einen Auszug meiner aktuellen Meinung dar. Diese muss nicht zwangsläufig mit der offiziellen Meinung meiner Dienststelle/HiOrg korrelieren.

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AutorMatt8hia8s T8., Bottrop / NRW829641
Datum27.04.2017 14:251206 x gelesen
Geschrieben von Adrian R.Servus Scotty,

hier dein Feedback. Das Ganze hat leider ein wenig länger gedauert, ich wollte aber trotz der wenigen Zeit möglichst vollständig antworten.

Die Geschichte mit dem Dampfdruck von Wasser hast du anschaulich und richtig erklärt, dieser ist auch die Grundlage aller Probleme. Was mir fehlt ist das Gesetz von Bernoulli, ohne diesem fehlt ein wichtiger Baustein.

Der Versuch mit der sichtbaren Kavitaion im Plexiglasrohr ist sehr eindrucksvoll, wird aber aktiv verursacht, z.B. durch eine Blende oder einen teilgeschlossenen Kugelhahn. Treten bereits im Saugschlauch Kavitationsblasen auf muss dort eine gewaltige Verengung sein. Eine solche sollte im Realbetrieb nicht auftreten.


Kurzer Ausflug: Woher kommt denn die Kavitation? Und warum tritt sie zuerst am Laufrad auf?

Nach Bernoulli sinkt der Druck in einer Flüssigkeit je schneller sie fließt. Das ist über die Energieerhaltung einfach herzuleiten, gute Erklärungen dazu findet man im Internet. Auf diesem Prinzip basiert übrigens auch der klassische Zumischer (Wasser fließt schnell -> statischer Druck sinkt -> Schaummittel wird angesogen).

Betrachtet man die Fließgeschwindigkeit in unserem System kommt man auf folgenden Verlauf: Langsam in der Saugleitung sehr schnell im Laufrad etwas schneller in der Druckleitung. Dass das Wasser im Laufrad schnell sein muss ist klar, immerhin muss das gesamte Wasser aus dem großen Saugschlauch durch die engen Öffnungen im Laufrad.


Das Dilemma ist also recht einfach: Im Saugschlauch fließt das Wasser langsam, der statische Druck ist also fast gleich dem Gesamtdruck. Es herrscht zwar Unterdruck, der Dampfdruck beträgt bei 20° aber sportliche 0,023bar. Hier wird das Wasser also erst sehr spät kochen.

Im Laufrad passiert es jetzt aber: Das Wasser strömt sehr schnell, der statische Druck fällt also noch einmal deutlich unter den Gesamtdruck der Saugseite. Strömt das Wasser irgendwann so schnell dass der Dampfdruck unterschritten wird, kocht das Wasser, und Dampfblasen entstehen. Logischerweise kommt jetzt allerdings eine gewaltige Druckerhöhung auf 8-10bar. Die Dampfblasen kollabieren bei so hohem Druck natürlich schlagartig. Hier entstehen die Microjets welche du gut dargestellt hast.

Sieht man sich die Schäden an erkennt man, dass immer die Druckbereiche von der Kavitation zerfressen werden, also alle Bereiche in denen sich Wasser staut. Das sind die Vorderseiten der Laufräder und der Leitapperat. Ist auch Klar, hier herrscht schlagartig Überdruck. In den entsprechenden Videos sieht man auch schön wie die Blasen immer auf der Saugseite von Propellern entstehen, er zieht auf der Saugseite eine Blasenspur.

Ein schönes Video: Link


Die drei Faktoren welche Kavitaion beeinflussen sind also
- Förderhöhe + Luftdruck (senkt den Gesamtdruck auf der Saugseite)
- Fördermenge (bestimmt die Ströhmungsgeschwindigkeit)
- Wassertemperatur (Beeinflusst den Dampfdruck)

Die Erklärung ist nicht so wichtig, diese drei Faktoren sollte der gemeine Maschinist aber wissen. Aus diesem Grund darf z.B. bei Turbinentauchpumpen das Wasser nicht zu heiß werden, die Pumpe wird sonst aufgrund der Wassertemperatur zwangsläufig kavitieren.

Ich hoffe du kannst mit der Erklärung etwas anfangen. Ich Zeichne bei Zeiten noch ein Diagramm des Druckverlaufes, ich denke damit wird die Sache noch etwas klarer.




Hallo Adrian

Herzlichen dank für die ausführliche Erklärung, habe mich sehr drüber gefreut und konnte noch das letzte Stück meines Puzzles in meinem Kopf zusammen setzen :-) (Dampfdruck beträgt bei 20° aber sportliche 0,023bar die..... 0,023 Bar erreichen wir ja nicht und da war die Frage noch Offen, die du mir jetzt beantwortet hast).


Würde die Erklärung, jetzt mit meinem neuen Wissen auch nicht viel anders machen, dass Problem ist das wäre etwas zu kompliziert zu erklären und ich glaube viele würden da aussteigen und das Video nicht weiter gucken. Will schon ins Detail gehen aber auch nicht so tief das kaum noch einer weiß was ich meine. Mir wird von meinen Kollegen schon sehr oft gesagt gehe nicht so tief ins Detail.


MkG

Scotty

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AutorMari8o-A8lex8and8er 8L., Jüchen / Nordrhein-Westfalen829643
Datum27.04.2017 14:451115 x gelesen
Geschrieben von Adrian R.Das Thema kann man natürlich auch bis auf molekulare Ebene eskalieren lassen ;-)

Jetzt wird es doch spannend. Du hast meine volle Aufmerksamkeit ;-)

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AutorHein8ric8h B8., Osnabrück / Niedersachsen829652
Datum27.04.2017 17:011174 x gelesen
Geschrieben von Matthias T.Das hört sich so an als hätte die Pumpe keine eigene Entlüftungseinrichtung. Also muss die Pumpe und der Saugschlauch mit Wasser gefüllt werden. Das habt ihr mit der "Armatur" gemacht. Die Luft aus der Pumpe und das Wasser in die Pumpe;-)

Das scheint ein Eigenbau-Teil gewesen zu sein, denn eine Entlüftungspumpe hatten damals wohl alle Fahrzeuge.
Doch wozu sollte das Teil dienen? Ich kann doch die Saugleitung direkt durch öffnen des Tankventils direkt befüllen.
Mich erinnert so ein Teil eher an einen selbstgebauten Tiefensauger mit Injektorwirkung zur Erhöhung / Verbesserung der Saugleistung. Dazu passt auch, das es hauptsächlich bei Ebbe eingesetzt wurde. Es wurde vermutlich deswegen selbst gefertigt, weil es einen Tiefensauger aus Buntmetall (Seewasserbeständig!) wohl nicht gibt.
Gibt es davon Bilder?

Gruß
Heinrich

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AutorMatt8hia8s T8., Bottrop / NRW829692
Datum28.04.2017 15:251024 x gelesen
Geschrieben von Adrian R.Geschrieben von Sascha E.
Kavitation im letzten Detail ist noch viel komplexer. Nur schon allein die Hydraulik an sich ist viel komplexer.


Na klar, ich habe jetzt z.B. Wasser als inkompressibel angenommen, die Strömung als laminar, die statistische Temperaturverteilung unterschlagen und die Druckverteilung in der Pumpe sehr vereinfacht. Das Thema kann man natürlich auch bis auf molekulare Ebene eskalieren lassen ;-)


Soo Tief würde ich auch nie ins Detail gehen wollen. Ich habe bis jetzt über 100 Ma-Anwerter ausgebildet. Habe gelernt das wenn man gewisse dinge weglässt oder nicht ganz das richtige erzählt, die wichtigen Dinge besser verstanden und behalten werden. Hatte anfangs immer den Fehler gemacht zu tief ins Detail zu gehen und muss mich heute immer noch bremsen.

Ich hoffe ihr verzeiht mir das in meinen Videos;-)

Aber wenn was nicht richtig ist möchte ich es natürlich gerne wissen. Man lernt ja nie aus ;-)

MkG

Scotty

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 24.04.2017 18:21 Matt7hia7s T7., Bottrop
 26.04.2017 18:38 Mark7us 7G., Kochel am See
 27.04.2017 08:34 Fran7k B7., Sydower Fließ
 27.04.2017 09:07 Matt7hia7s T7., Bottrop
 27.04.2017 17:01 Hein7ric7h B7., Osnabrück
 27.04.2017 12:18 Adri7an 7R., Utting
 27.04.2017 12:40 Sasc7ha 7E., Baiersbronn
 27.04.2017 13:54 Adri7an 7R., Utting
 27.04.2017 14:45 Mari7o-A7lex7and7er 7L., Jüchen
 28.04.2017 15:25 Matt7hia7s T7., Bottrop
 27.04.2017 14:25 Matt7hia7s T7., Bottrop
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