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
Scotty´s Maschinisten Channel
  Beitrag inhaltlich zustimmen / ablehnen
|
