Springen naar inhoud

Intacte waterkolom


  • Log in om te kunnen reageren

#1

jandaan

    jandaan


  • 0 - 25 berichten
  • 4 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 21 november 2010 - 20:07

Beste allemaal,

Ik heb gezocht naar het “even voorstellen” forum maar kon deze niet vinden.
Dan maar even zo in het kort:

Ik ben Jandaan, 25 jaar, getrouwd en 1 kindje. In het dagelijkse leven ben ik militair.
Natuurkunde heeft altijd mijn interesse gehad. Kan niet zeggen dat ik er dagelijks mee bezig ben maar vind het leuk om soms alledaagse dingen wetenschappelijk te bekijken.
Zodoende kom je vaak in aanraking met natuurkunde. Is overigens altijd de bron van inspiratie geweest, altijd op zoek naar de vraag: waarom? Hoe werkt dat dan? Mijn kennisniveau is echter laag in deze.
Dit mag echter de lol die ik heb bij het lezen van bepaalde theorieën en wetten niet drukken.

Enfin, omdat mijn verhaal al tamelijk lang is wil ik graag beginnen met mijn vragen.
Ik hoop de overige forumleden dan ook wat beter te leren kennen door middel van dit forum.
Vergeef mij als ik bepaalde dingen herhaal of wat overdreven uitvoerig beschrijf.
Het betreft namelijk een soort brondocument. Vergelijk het met in jezelf praten maar dan op papier... :-)

Ik heb het volgende vraagstuk voor jullie en hoop dat jullie mij hierbij kunnen helpen.
Ik hou al geruime tijd deze site in de gaten en heb al ontzettend veel informatie kunnen vinden die mij in meerdere situaties hebben geholpen. Daarom heb ik alle vertrouwen op degelijke vakkennis.

Mijn doel is eigenlijk tamelijk simpel:
Ik wil ongeveer een 20 tal waterstralen van circa 5 cm diameter van ongeveer 2,5 meter met een constant debiet naar beneden laten stromen/spuiten mbv met een pompconstructie voor constante stroming.
Dit klinkt tamelijk simpel maar blijkt in de praktijk toch aardig lastig voor mij.

Mijn constructie:

Mogelijk dat ik de plank ongelofelijk mis sla, dan hoor ik dat graag:
Om te beginnen wil ik jullie mijn bouwtekening laten zien die de constructie laat zien waarmee ik mijn doel wil bereiken.

De tekening betreft enkel het technische gedeelte. De draagconstructie komt pas als het technische gedeelte klopt.
Zie tekening:

Geplaatste afbeelding

Uitleg:
Zoals je kan zien heb ik alleen het technische gedeelte geschetst met een ontzettende Jip en Janneke aanwijzingen erbij. Kwam er toevallig achter dat deze optie in Sketchup zat.(sketchup bedankt)
Omdat de stroom zo contant mogelijk moet zijn heb ik de motor boven geplaatst om zoveel mogelijk druk op de spuitmonden te behouden.
Laat ik onderin beginnen.

Het waterreservoir heeft een inhoud van 2m3, 70 % gevuld.
Vanaf het reservoir wil ik met behulp van een pomp het water naar boven zuigen, zie punt 2.
Vanaf punt 2 wordt het water naar boven, punt 3, gezogen door een flexibele lage druk slang van 2 inch met een doorlaat van 50 mm. Waarom een flexibele slang: om eventueel waterslag “tegen” te gaan.
Aangekomen bij punt 3 is de slang aangesloten op bv een Marco 24V pomp met een max opvoerhoogte van 20m en een opbrengst 14l/min(bij 2m- met 2 bar).
Mogelijk dat de 3/8 aansluiting op de pomp problemen op gaat leveren, zo ja, dan hoor ik dat graag.

Vanuit de pomp vervolgt de weg zich naar punt 4: het waterreservoir boven.

Spuitmond:
Om een zo perfect mogelijk straal te krijgen wil ik koperen pijpjes met een lengte van circa 35 cm loodrecht onder het reservoir plaatsen. Diameter van de pijpjes: netto 5 a 8 cm cm.
Nu heb ik begrepen dat het verloop van een spuitmond van cruciaal belang is voor de straal, zo werken immers ook de welbekende tuinsproeiers. Nu heb ik in het verleden een filmpje gezien waarmee ze met behulp van plastic bekertjes een perfect ronde straal konden maken. Ik kan mij nog vaag herinneren dat dit door de draaiing komt die ontstaat. Hier zal ongetwijfeld een term voor mijn echter kom ik er echt niet meer op, dat maakt het zoeken erg moeilijk.
Wel heb ik onder dit topic interessante informatie gevonden, mogelijk dat dit wat voor mij kan betekenen.

Reservoir

Het reservoir wordt cilindervormig om zoveel mogelijk druk te behouden.
Afmeting van dit reservoir: 2 meter breed met een diameter van 30 cm.

Straal:
Om het woordje straal te definieren naar mijn wens:
De waterstraal(en) moet onder lage druk in een zo'n perfect mogelijk vorm naar beneden stomen/spuiten. De zinssnede “lage druk” is uiteraard een ruim begrip.
Omdat ik denk dat je met een geringe hoeveelheid druk een mooie waterstraal kan genereren praat ik over “een lage druk.” Vraag is, hoeveel druk moet dit zijn. Omdat het over een tamelijk hoge afstand gaat zal er ongeveer een druk op moeten staan van minimaal 3 bar.
Beïnvloeding van de spuitmond is daarbij ook belangrijk.
Kort gezegd: een samenhangend intacte waterkolom.

Theoretisch zal er ongetwijfeld, bij plaatsing van 20 koperen uitvloeipijpjes, 20 straaltjes naar beneden stromen/spuiten. Vragen die mij echter oprijzen:


1.) Is de aanzuigslang die ik gebruik van voldoende diameter om de nodige druk te behouden die ik nodig heb om
een mooie straal te krijgen uit de mondingen.
2.) Moet ik niet een hulpmiddel beneden installeren om het water boven te krijgen?
3.) Wat voor pomp is het meest geschikt voor mijn doel. (bij onder genoemde pompen gaat het mij niet om het merk
maar om de eigenschappen)

- dekwaspomp? bv:
[*] Aqua Jet dekwaspomp van Johnsen type WD 5.2 12V

- membraanpomp (mijn voorkeur) bv:
[*]Johnsen membraan pomp
[*]Viking power van Johnsen

- Hydrofoor, ben alleen bang dat deze tamelijk veel geluid maakt.
- Mocht iemand een suggestie hebben...

4.) Mijn doel vloekt eigenlijk met de pomp omdat de pomp tamelijk fors moet zijn om het hoogteverschil te kunnen
overbruggen. Doel is echter om een zo mooi en gelijkmatige waterstraal te creëren. Dit valt naar mijn inziens te
behalen met een geringe hoeveelheid druk icm met een lang (circa 35 cm) loodrecht geplaatste spuitmond. (zie
tekening) Is deze beredenering juist?
5.) Mogelijk dat dit in vraag 4 terug komt maar hoeveel druk is er ongeveer nodig om mijn doel te behalen.
6.) Klopt mijn theorie om een cilindervormig waterreservoir te plaatsen ter behoud van de druk op het water en welke
factoren zorgen voor drukverlies in de gehele constructie.


Op aansluiting van vraag 3:
Ik zat zelf te denken aan een membraampomp echter hebben deze een puls in waterafvoer.
Dit omdat membraampompen het meest betrouwbaar zijn qua duurzaamheid.
Het laatste model van Johnson membraam pomp is pulsloos maar kan niet vinden waar ik deze kan kopen. Ik gok er ook op dat deze tamelijk prijzig zijn.

Wat heb ik er zelf aan gedaan:

- Zoals modeltekening laat zien heb ik een zo nauwkeurig mogelijke technische schets gemaakt.
- Onderzoek gedaan naar diverse pompen. (aantal bar, opvoerhoogte, energieverbruik, zo compact mogelijk, zo stil
mogelijk, met of zonder by-pass etc etc)
- Wat is de invloed van de spuitmond op de waterstraal en hoe deze construeren.
- Welke invloeden spelen er en wat voor invloed hebben ze, bv:


- Waterslag Eventueel waterslag dempers plaatsen, keus van een pomp met by-pass
- Cavitatie, Waar kan dat in dit proces ontstaan en wat zouden de eventuele gevolgen kunnen zijn.
- Drukverlies Heeft dit invloed op de waterstraal?
- Leidingweerstand
- Mogelijk dat jullie hier aanvulling(en) op kunnen geven.


Omdat mijn kennis zich beperkt tot het construeren van een idee en het herkennen van de knelpunten, doe ik graag een beroep op jullie. Het forum heeft mij reeds een aantal inzagen gegeven over wat ik nog niet wist. Als er echter wetten en formules worden geroepen begin ik daar vol goede moed aan maar loop dan snel vast.
- Zoals de Wet van Bernoulli.
- Berekening van uitstroomsnelheid met wet behoud energie.
- Enz

Enfin, lang verhaal, hopelijk kunnen jullie een aantal antwoorden geven.
Nogmaals: het kan heel goed zijn dat er een aantal ongelofelijke tegenstrijdigheden vermeld staan of gewoon dingen die niet kloppen. Schroom niet om deze aan te geven.
Mijn enige doel is om gewoon een aantal “perfecte” waterstraaltjes vanaf circa 2,5 meter hoogte naar beneden laten stromen/spuiten (afhankelijk van de techniek).

Ik heb ontzettend veel gelezen en bestudeerd maar zie door de bomen het bos niet meer.
Er is zo ontzettend veel informatie dat het voor een leek als ik te ingewikkeld wordt.
Zaak is echter wel dat het met zo low-tech mogelijke manier bewerkstelligt kan worden.
De natuur zoveel mogelijk haar werk laten doen is het mooist...

Bij voorbaat mijn hartelijke dank!!!

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

jandaan

    jandaan


  • 0 - 25 berichten
  • 4 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 22 november 2010 - 21:25

Dit scheelt al veel zoek en rekenwerk!!
Klik
We komen er wel ;)

#3

thermo1945

    thermo1945


  • >1k berichten
  • 3112 berichten
  • Verbannen

Geplaatst op 22 november 2010 - 23:20

In dat zeilschipvormige zessterrenhotel in Dhubai kun je je hart ophalen! Daarbinnen spuiten perfecte waterstralen meer dan 10 m omhoog zonder ongewenst te spetteren! Ik heb er een keer een docu over gezien.

Veranderd door thermo1945, 22 november 2010 - 23:21


#4

jandaan

    jandaan


  • 0 - 25 berichten
  • 4 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 23 november 2010 - 12:00

Ja die heb ik idd ook een keer gezien, echt schitterend!!

Youtube staat er vol mee maar je moet even weten met welke term, zonder dat zoek je je een ongeluk.

Wat vind je van de waterpomp constructie? Ik denk dat eigenlijk dat ik de motor beter onder kan plaatsen...

Antwoord voor de pijpjes heb ik ook ondertussen gevonden:
Klik

#5

charvester

    charvester


  • 0 - 25 berichten
  • 1 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 30 november 2010 - 00:20

Beste,
Ik zal een zo compleet mogelijk antwoord geven wat binnen mijn kennis valt.
Heb wat ervaring met pompen en capaciteit.

Waarom ik vraag 3 als eerste doe heeft een verklaring, dit komt zo.

3.) Wat voor pomp is het meest geschikt voor mijn doel. (bij onder genoemde pompen gaat het mij niet om het merk
maar om de eigenschappen)

De pompen die je zelf opnoemt zijn pulserende pompen. Hierdoor zou je straal ook gaan pulseren, dit levert telkens een andere druk op, dus je straal zal ook telkens anders spuiten.
Zelf zou ik gaan voor een centrifugaalpomp, deze hebben een constante flow, zijn betrouwbaar en bekend voor hun relatief grote capaciteit. naast deze kun je ook gaan voor een tandradpomp, zelf heb ik hier weinig ervaring mee.

Nu vraag 1 & 2. Het nadeel van een centrifugaalpomp is dat deze niet zelfaanzuigend zijn. wat betekent dat deze geen medium zelf op kan zuigen. Men heeft dus een bepaalde voordruk nodig om de vloeistof bij de pomp te krijgen, dit is op te lossen door de pomp in het water of net ernaast te zetten (dus op de grond). Vraag 1 & 2 zijn dan dus opgelost,

1.) Is de aanzuigslang die ik gebruik van voldoende diameter om de nodige druk te behouden die ik nodig heb om
een mooie straal te krijgen uit de mondingen.
/

2.) Moet ik niet een hulpmiddel beneden installeren om het water boven te krijgen?
/


4.) Mijn doel vloekt eigenlijk met de pomp omdat de pomp tamelijk fors moet zijn om het hoogteverschil te kunnen
overbruggen. Doel is echter om een zo mooi en gelijkmatige waterstraal te creëren. Dit valt naar mijn inziens te
behalen met een geringe hoeveelheid druk icm met een lang (circa 35 cm) loodrecht geplaatste spuitmond. (zie
tekening) Is deze beredenering juist?

De beredenering zelf lijkt me juist, behalve het lage druk gedeelte.


5.) Mogelijk dat dit in vraag 4 terug komt maar hoeveel druk is er ongeveer nodig om mijn doel te behalen.
Geen idee, dit is wel te berekenen, maar zover strekt mijn kennis niet. het zijn nogal wat spuitmonden van elk 5cm die je moet voeden met water. qua oppervlakte kom je in totaal neer op een leiding van circa 22 cm in diameter (als je alles bij mekaar zou optellen, dit is een flinke pijp, je zult dus ook een flinke pomp nodig hebben om zelfs een druk 3 bar te behalen, denk hierbij aan een 0,75kw pomp (als je het daarmee red)


[i]6.) Klopt mijn theorie om een cilindervormig waterreservoir te plaatsen ter behoud van de druk op het water en welke
factoren zorgen voor drukverlies in de gehele constructie.

een cilindervormig reservoir is inderdaad het beste om de druk te behouden op het systeem.
Drukverlies zou ik me weinig zorgen over maken, zolang de pomp maar dezelfde opbrengst heeft. natuurlijk kun je hier altijd nog een klep tussen bouwen om altijd eenzelfde druk te creëren na de pomp.

#6


  • Gast

Geplaatst op 30 november 2010 - 19:20

Om een straal zo vloeiend mogelijk naar beneden te laten vallen lijkt het mij verstandig te zorgen dat het water met een optimale en zo constant mogelijke snelheid uit de slang stroomt. Optimaal betekent, dat de snelheid zo hoog blijft dat de cohesiekrachten geen tijd krijgen druppels te vormen, maar zo laag dat de stroming niet turbulent wordt. Er is een voldoende grote ruimte tussen die twee, maar bedenk wel dat het water versnelt tijdens de val. Dus bij een val van 2.5 m neemt de snelheid toe met 1/2v^2=g.2.5=24, dus v=7 m/s. Ik weet niet precies bij welke waarde van het getal van Reynolds een vrije straal turbulent wordt maar dat moet je kunnen opzoeken.
Om de snelheid constant te maken, moet je een reservoir op druk hebben. Ofwel als het water boven is moet het in een reservoir stromen dat voldoende groot is om wisselingen in aanvoer op te vangen. Je zou kunnen denken aan een niveau-regeling dmv een vlotter. Immers als het water door openingen in de bodem van het reservoir wegloopt, en het niveau in het reservoir is constant, dan is de uitstroomsnelheid dat ook.
Om voldoende snelheid te ontwikkelen kun je idd een uitlooppijp naar beneden laten lopen. De lengte daarvan voldoet aan dezelfde formule als hierboven: om 7 m/s te stromen heb je een pijp van 2,5 m nodig. Je zult je kunstwerk dus wel wat hoger moeten maken maar dan ben je wel verzekerd van een constante straal.
Ik hoop dat je hier wat mee kunt, succes,

#7

jandaan

    jandaan


  • 0 - 25 berichten
  • 4 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 05 december 2010 - 19:18

Bedankt voor de reacties!!!

Ik heb zelf reeds ook het e.e.a. gevonden waaronder de techniek die gebruikt wordt bij het maken van een laminaire waterstroom, zie foto.
Bij laminaire stroming glijdt het medium ordelijk in laagjes over elkaar.

Geplaatste afbeelding

Vraag is echter of deze techniek bij verticale montage, met de spuitmond naar beneden, ook werkt.
Ik zal zo snel mogelijk een technische tekening maken van hoe dat werkt.

Voor degene die weten hoe dit werkt: denken jullie dat bij een montage waarbij de spuitmond naar beneden gericht staat de techniek nog steeds werkt?

Ik ga er sowieso een maken, lijkt me wel leuk om te doen.
Kan ik gelijk testen of het ondersteboven ook werkt ;)





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures