Strömungspumpen Leistungsvergleich auf AA.com

hallo

ich habe das hier jetzt mal alles durch gelesen und bin der meinung egal wie sich die strömung in meinem becken auswirkt, möchte ich mich doch auf die angaben verlassen können die auf meiner pumpe aufgedruckt sind. wie sich das in meinem becken auswirkt ist eine ganz andere geschichte. der ansatz mit der kraft die eine pumpe entwickelt ist meiner meinung nach ganz gut wenn man es hin bekommt pumpen jeder größe zu vergleichen. um im becken nix ablesen zu müssen könnte man eventuell einen hebel einsetzen. zb 10 kilo in 1 meter zum drehpunkt druck sind auf der anderen seite in 1 meter abstand 10kg zug.
wenn ich bei einer pumpe mit zB 3 kg, oder wie auch immer die einheit sein soll, in meinem becken nicht klar komme weiß ich, das ich 4, oder 5 kg brauche und nicht weniger. was mit fehlerhaften angaben auf pumpen zu fehlkäufen führen kann.

gruß matthias

Hi Torsten,

der Versuchsaufbau ist nett, aber er wird nicht funktionieren!

Wenn du dir das Prinzip eines Raketenmotors anschaust wird dir auch klar wieso. Dort ist nicht der Strahl, der hinten rauskommt entscheident, sondern die Rakete wird durch die Explosion im inneren hochgedrückt. Quasi als würde einer mit dem Hammer von unten drauf hauen.

Deine Pumpe wird umso mehr Kraft auf die Feder ausüben, mehr mehr Wasser sie ins innere der Pumpenkammer drückt (je höher also der Innendruck ist) und je kleiner die Auslassöffnung ist.

Nette Idee, aber im Endeffekt taugt sie leider nicht um verschiedene Pumpenmodelle zu vergleichen, da sie viel zu sehr von der Geometrie des Pumpenkörpers abhängt und vom Auslass.
Mach doch mal eine Messung mit einer Pumpe und anschließen die Messung mit der gleichen Pumpe, wo du den Auslass reduzierst.

Physikalisch ist Thorstens Antwort präzise und auf den Punkt gebracht.
Natürlich ist da die Aquariensituation nicht berücksichtigt. Soll sie ja auch gar nicht sein. Es ist die Grundlage, auf der man sein Becken planen kann.
Ich wäre an einer Liste sehr interessiert, Thorsten!

Zitat

Original von kenny
Nette Idee, aber im Endeffekt taugt sie leider nicht um verschiedene Pumpenmodelle zu vergleichen, da sie viel zu sehr von der Geometrie des Pumpenkörpers abhängt und vom Auslass.

Hallo,

für mich als Physik-Nichtfachmann ist genau DAS eigentlich egal. Mich interessiert in diesem Falle nicht der Aufbau der Pumpe, sondern die Leistung. Sollte es eine Möglichkeit geben, diese unabhängig zu messen, wäre dies doch eine tolle Sache.

Ich erinnere mich an eine Diskussion in einem anderen Forum. Es ging um die Reißfestigkeit von Angelschnüren. Jeder Hersteller warb mit immer dünneren Schnüren und immer größerer Tragkraft. Dann hat mal jemand getestet und siehe da: enorme Unterschiede.

Selbst wenn man eine Fehlerquote von 10 % annimmt, sollte das Ergebnis schon interessant werden. Und wenn es einmal eine bessere Lösung geben sollte, wird sie irgendjemand präsentieren.

Torsten, wann fängst du an?

Zitat

Original von kenny
Deine Pumpe wird umso mehr Kraft auf die Feder ausüben, mehr mehr Wasser sie ins innere der Pumpenkammer drückt (je höher also der Innendruck ist) und je kleiner die Auslassöffnung ist.

Das stimmt so nicht.
Wäre dem so, hätte eine Pressluftflasche mit einem winzigen Löchlein mehr Rückstoß als eine, der der Verschluss wegbricht. Und die schnellste wäre die, die ganz zu ist, denn sie hat den höchsten Innendruck und die kleinst mögliche Auslassöffnung, nämlich gar keine.

Beim Raketenmotor ist eben doch der Strahl entscheidend, der hinten rauskommt. Nur etwas anders, als viele denken. Es ist nämlich nicht so, dass die Rakete sich daran irgendwie abstößt. Sondern es ist so, dass im Raketeninneren ein hoher Druck herrscht, der sie wegschieben will, nur eben nach allen Seiten zugleich. Die Öffnung sorgt dafür, dass der Druck unten kein Widerlager hat. Auf der gegenüberliegenden Seite wird die Rakete nun vorwärts geschoben, weil dem Druck nach vorn kein Gegendruck entgegenwirkt. Das Triebwerk ist so geformt, dass der Strahl gut gebündelt ist, die Druckentlastung des Inneren in eine ganz bestimmte Richtung erfolgt und so die Flugrichtung klar definiert ist.

An dieser Stelle hat das System der Schubmessung übrigens möglicherweise eine Ungenauigkeit, die den Propellerpumpen zum Nachteil gereicht.
Eine Kreiselpumpe hat einen Auslass, der das Wasser in einem scharfen Strahl ausstößt. Die Schubkraft wirkt in eine Richtung und kommt bei der Messung voll zum Tragen. Bei den Propellerpumpen hat das ausströmende Wasser einen gewissen Anteil, der die Pumpe nicht nach hinten, sondern schräg verlässt. Dieses Wasser erzeugt zwar Strömung im Becken, aber nur mit seinem nach hinten gerichteten Anteil Schub in der Messung. Auf die Feder wirkt nicht die ausgestoßene Wassermenge, sondern die Resultierende aller Vektoren des ausströmenden Wassers in Messrichtung. Extremes Beispiel: Eine Pumpe, die das Wasser nicht nach hinten, sondern zu gleichen Teilen nach links und rechts auswirft, hätte in der Schubmessung überhaupt keine Leistung.
Was auch noch zu berücksichtigen ist, ist die Wasseransaugung. Auch die erzeugt Schub (hier Sog, aber es ist dasselbe Kräfteprinzip). Die Pumpen, die ihr Wasser vorn einsaugen, haben gegenüber den Pumpen, die es seitlich einsaugen, Vorteile.

Ein Schubtest zur Erfassung der Strömungskraft ist letztlich die einzige Möglichkeit eines Vergleichs. Um die unterschiedlichen Ansaug- und Ausströmsituationen zu egalisiert, wäre es z.B. möglich, die Pumpen in einem Rohr auf dem Wagen zu montieren, das auf der einen Seite das Wasser einlässt und auf der anderen herauslässt. So erhält man parallele Vektoren und damit Vergleichbarkeit.

der Versuchsaufbau ist nett, aber er wird nicht funktionieren!

Doch Stefan, das tut er schon mal!

Mach doch mal eine Messung mit einer Pumpe und anschließen die Messung mit der gleichen Pumpe, wo du den Auslass reduzierst.

Das kannst Du ganz einfach mit einer Aquabee 2000/1. Für diese Pumpe werden ja verschiedene Vorsatzdüsen angeboten, z.B. Rohranschluß oder Verengung auf 9mm zur Anlaufoptimierung.

Bei der Aquabee ist es so, daß die meßbaren Unterschiede wirklich sehr gering sind, ob nun mit kleinerem Durchmesser und hoher Geschwindigkeit oder größerem Durchmesser mit etwas niedrigerer Geschwindigkeit. Sie ist also hydrodynamisch gut konstruiert, der Motor kann seine Leistung auch unter verschiedenen Bedingungen gut an das Wasser abgeben.
Natürlich hat das Grenzen, eine Auslaßöffnung unter 5mm dürfte keinen Sinn machen, aber sowas baut ja auch niemand!

Reduziert man die Auslaßöffnung einer Pumpe, die wenig Druck aufbauen kann, etwa eine normale Aquabee 2000 oder eine Propellerpumpe, dann wird man auch weniger Kraft messen, ergo ist natürlich auch die Strömung viel geringer, was wohl jedem einleuchtet.

Wie wäre es mit einem ringförmigen Strömungskanal, wo das zu messende Gerät hineingestellt wird ? Da könnte man dann in einiger Entfernung die Geschwindigkeit von eingebrachten Teilchen messen. Oder mit einer Art Klappe die Auslenkung messen ?

Die Sache ist allerdings, dass bei allen Pumpen ein sehr leichter Gegendruck schon eine deutliche Reduzierung der Durchflussmenge verursacht - aber genau das entspricht ja auch meist der Einbausituation vor Ort.

Man sollte einfach in seinem eigenen Becken mal ausprobieren, was mit welcher Pumpe so machbar ist, anstatt sich auf Messergebnisse zu verlassen. Schließlich sind auch die Ansprüche des Käufers immer unterschiedlich.

Zitat

Original von Alex G.
Man sollte einfach in seinem eigenen Becken mal ausprobieren, was mit welcher Pumpe so machbar ist, anstatt sich auf Messergebnisse zu verlassen. Schließlich sind auch die Ansprüche des Käufers immer unterschiedlich.

Hallo Alex,

nicht jeder kann so viele Pumpen einfach mal durchprobieren.

Zitat

Original von Willi
Das stimmt so nicht. Wäre dem so, hätte eine Pressluftflasche mit einem winzigen Löchlein mehr Rückstoß als eine, der der Verschluss wegbricht. Und die schnellste wäre die, die ganz zu ist, denn sie hat den höchsten Innendruck und die kleinst mögliche Auslassöffnung, nämlich gar keine.

Klar, das war vereinfacht ausgedrückt. Beim Raketenmotor ist entscheidend wieviel Material mit welcher Geschwindigkeit heraus kommt. Bei der Pressluftflasche müsste also die gleiche Menge Material durch beide Öffnungen kommen, das ist natürlich nicht so.
Aber auf die Pumpen bezogen heißt das, wenn die l/h gleich bleiben, aber der Strahl enger wird, ergo die Auströmgeschwindigkeit höher, dann ist der Schub höher.

Weiterer Kritikpunkt (wie du richtig schreibst) durch Konstruktionsbedingte Unterschiede lässt sich schwer vorhersehen, ob eine Pumpe jetzt zwar als Schuberzeuger für ein Motorboot funktionieren wird, aber als Strömungspumpe vielleicht nicht. Das Verfahren wird in beiden Fällen was messen, aber dass das eine wirkliche Relevanz für die Aquaristik hat, dass müsste mir erstnochmal jemand schlüssig zeigen.

Ich bleibe dabei, eine Messung von Kennzahlen bringt uns in der Aquaristik nur bedingt weiter und da ist Liter / Stunde genau so gut wie Schub.

Zitat

Original von Korallenwelt
Doch Stefan, das tut er schon mal!

Jaja er macht irgendwas, aber im Sinne der Schubmessung wie sie dir vorstrebt funktioniert er nicht aus oben genannten Gründen.

Zitat

Original von Korallenwelt
Mach doch mal eine Messung mit einer Pumpe und anschließen die Messung mit der gleichen Pumpe, wo du den Auslass reduzierst.

Das kannst Du ganz einfach mit einer Aquabee 2000/1. Für diese Pumpe werden ja verschiedene Vorsatzdüsen angeboten, z.B. Rohranschluß oder Verengung auf 9mm zur Anlaufoptimierung.

Bei der Aquabee ist es so, daß die meßbaren Unterschiede wirklich sehr gering sind, ob nun mit kleinerem Durchmesser und hoher Geschwindigkeit oder größerem Durchmesser mit etwas niedrigerer Geschwindigkeit. Sie ist also hydrodynamisch gut konstruiert, der Motor kann seine Leistung auch unter verschiedenen Bedingungen gut an das Wasser abgeben.
Natürlich hat das Grenzen, eine Auslaßöffnung unter 5mm dürfte keinen Sinn machen, aber sowas baut ja auch niemand!

Reduziert man die Auslaßöffnung einer Pumpe, die wenig Druck aufbauen kann, etwa eine normale Aquabee 2000 oder eine Propellerpumpe, dann wird man auch weniger Kraft messen, ergo ist natürlich auch die Strömung viel geringer, was wohl jedem einleuchtet.

An einem Beispiel der Aquabee zu zeigen, dass es doch wenigstens einigermaßen geht ist eben unwissenschaftlich. Der Ansatz "irgendwie wirds schon stimmen was man misst und für Aquarienverhältnisse ausreichen" ist m.E. nicht akzeptabel, warum dann nicht gleich wieder raten, das reicht für Aquarienverhältnisse auch.

Zitat

Original von Alex G.
Wie wäre es mit einem ringförmigen Strömungskanal, wo das zu messende Gerät hineingestellt wird ? Da könnte man dann in einiger Entfernung die Geschwindigkeit von eingebrachten Teilchen messen. Oder mit einer Art Klappe die Auslenkung messen ?

Aber auf die Pumpen bezogen heißt das, wenn die l/h gleich bleiben, aber der Strahl enger wird, ergo die Auströmgeschwindigkeit höher, dann ist der Schub höher.

Wie kommst Du denn darauf? Wenn die Geschwindigkeit höher wird, die Austrittsöffnung aber gleichzeitig kleiner, bleibt der Schub annähernd gleich.
Der Schub ist immer das PRODUKT aus beidem!

Wozu baut man denn große Schiffspropeller und läßt die mit weniger schnell laufen? Dann könnten ja alle Schiffe kleine Propeller haben, die schneller drehen, dann hätte man auch viel weniger Probleme mit Kavitation!

Da frag´ mal die hier:

http://www.mmgprop.de

Sehr interessante Firma, die sitzen hier um die Ecke und können getrost als Weltmarktführer bezeichnet werden.
Mit denen rede mal über das Erfassen von Schub...

messen wir jetzt pumpenleistungen oder bauen wir raketen?

Zitat

Original von Hans-Werner
ich finde es etwas gewagt, so aus der hohlen Hand heraus Widerspruch anzumelden.

Hallo Hans-Werner,

du hast recht, ich habe keine experimentellen Ergebnisse vorzuweisen, daher ist meine Kritik rein theoretischer Natur. Torsten bleibt uns diese Ergebnisse im Moment aber auch schuldig.

Meine Kritik richtet sich auch nicht primär dagegen, den Schub zu messen. Ich möchte vielmehr argumentieren. Ich denke der Wert ist eine interessante Ergänzung zu den bisherigen l/h.
Ich sehe abrer nicht, wo diese Kennzahl mehr Relevanz hat als l/h. Sie erlaubt nur teilweise andere Onterpretationsmöglichkeiten als l/h aber fast alle Kritikpunkte an der l/h Messung kann man hier wieder anbringen.

Um die nachzuweisen müsste ich natürlich Messungen vorweisen, was ich weder kann noch will. Daher ziehe ich mich aus der Diskussion zurück.

Wie gesagt, meine Kritik ist nicht als böses bashing zu verstehen. Wenn die Methode der Kritik stand hält, umso besser steht sie doch dar.

Hans-Werner,

es stimmt. Der Anteil des Sogs ist klein. Sooo klein aber auch wieder nicht, dann auch dort wird Masse mit etlicher Geschwindigkeit in eine Richtung bewegt, und die Kraft setzt an der Pumpe an und wird so mitgemessen. Wenn (theoretischer Fall) Ansaug- und Austrittsöffnung gleich groß sind, sollten Sog und Schub auch gleich groß sein.
Interessanter ist, dass bei einer Propellerpumpe das Wasser nicht nur genau nach hinten, sondern auch etwas zur Seite ausgestoßen wird und damit beim Messen des Schubs nicht alles erfasst wird.

Spannend ist es, gar keine Frage! Wenn es mir nicht aktuell an der Zeit so mangeln würde, dann hätte ich sogar sehr große Lust an so einer Veröffentlichung mitzuarbeiten. Aber es bleibt ja nicht bei den Experimenten, es muss ja auch ein theoretisches Gerüst gebaut werden, dass eben einer kritischen Überprüfung stand hält und ebenda sehe ich die Hauptarbeit.

Ergänzend zum bestehenden Artikel würde ich Versuche zu Schub und ggf. Strömungsmessungen im Ringkanal spannend finden. Auch schon um zu zeigen, dass alle Verfahren fehlerbehaftet sind.

Beim Schub z.B. wenn der Wasserstrahl nicht gerade aus der Pumpe kommt, sondern rotiert, hat das einen physikalischen Einfluss auf den Schub?

Eine Frage habe ich dennoch:
Wie wird beim Propellerströmungsmesser die Geschwindigkeit berechnet?
Muss man dafür nicht sehr genau die Schraubengeometrie kennen?
Wenn ich also aus der Umdrehungsgeschwindigkeit des Meßgerätes die Strömungsleistung errechnen kann, warum kann ich dann aus der Umdrehungsgeschwindigkeit eines Stream Läufers (der ja auch ein drehender Propeller ist) nicht die Strömungsgeschwindigkeit errechnen?

Oder anders gefragt: Wenn ich einen Propeller habe, der Strömung produziert und direkt davor den gleichen Propeller, anders herum, durch die Strömung anregen lasse, müssten sich beide gleich schnell drehen?
Verwirbelungen und Trägheit würden doch das Ergebnis verfälschen, oder?

Beim Schub z.B. wenn der Wasserstrahl nicht gerade aus der Pumpe kommt, sondern rotiert, hat das einen physikalischen Einfluss auf den Schub?

Natürlich wird der geringer, da durch die Verwirbelungen ein Teil der eingesetzten Energie verloren geht. Er steht Dir aber im Aquarium auch nicht als Strömung zur Verfügung, höchstens im unmittelbaren Nahbereich.

Auch dafür gibt´s im Bootsbau Ansätze, siehe Bild. Jeder Propeller hat eine andere Drehrichtung, das ist schon eine konstruktive Herausforderung und wäre als Aquarienpumpe nicht mehr bezahlbar.
Bringt aber letztendlich mit Sicherheit keinen wirklich großen Effekt, dafür sind die verwendeten Propeller bei uns zu klein!

Wenn ich also aus der Umdrehungsgeschwindigkeit des Meßgerätes die Strömungsleistung errechnen kann, warum kann ich dann aus der Umdrehungsgeschwindigkeit eines Stream Läufers (der ja auch ein drehender Propeller ist) nicht die Strömungsgeschwindigkeit errechnen?

Weil ein zweiflügeliger Propeller mit einer derart immensen Steigung viel zu viel Verlust hat!

Zitat

Original von Hans-Werner
Hallo Willi,

dass Schub durch Schub und Sog gleich wirken, das dürfte nicht der Fall sein. Der Grund liegt darin, dass Sog immer diffus nach allen Seiten wirkt, der Schub dagegen gerichtet. Beim Schub dürfte das an der Masseträgheit des beschleunigten Mediums liegen, beim Sog, keine Ahnung? (P. S.: Ich glaub´ ich hab´s: genau die gleiche Masseträgheit des Mediums, sich der Beschleunigung zu widersetzen)

Beispiel: Puste mal durch einen Strohhalm gegen eine Gardine und dann versuche mal sie auf die gleiche Entfernung anzusaugen.

Grüße

Hans-Werner

Hast Recht, Hans-Werner.
Und Du hast zugleich meinen Einwand bestätigt, dass die Propellerpumpen aufgrund des eher diffusen Wasserstrahls nicht per Schub messbar sind.

Allerdings fällt mir auch gerade die Frage ein, ob nicht teilweise deshalb mit einer "weichen" (=diffusen) Ausströmung geworben wird, weil man damit Literzahlen hochrechnen kann...

moin,

nun macht doch keine habilitation daraus

was mich interessiert, ist, was so ein teil in einer definierten zeit durch ein rohr mit definiertem durchmesser bläßt!

mehr will vermutlich auch der rest nicht, damit kann jeder etwas anfangen!

wir sind alle über jahre auf l/h trainiert, also sollte man auch dabei bleiben, wie man sieht, auch da fallen schummler auf

also versucht jetzt nicht, das rad neu zu erfinden

Nu, das ist für mich schon interessant und durchaus kein neu erfundenes Rad.
Ich plane derzeit an meinem Becken. Stromverbrauch ist da ein Thema. Und da stelle ich mir schon die Frage, wie ich möglichst viel der eingesetzten Energie in der Art wirksam werden lasse, wie ich sie brauche. Eine Diskussion darüber hilft zumindest mir.
Als ich meine 6305 getestet habe war ich schon überrascht, dass das Becken auch nicht anders aussah, als bei der 6105. Die Messungen im verlinkten Test bestätigen das.

Bitte nicht falsch verstehen. Ich meine nicht, das Propeller nicht für Schub geeignet sind - siehe Schiffsschrauben.
Wenn ich aber die Propellerpumpen ansehe (die Modelle, die ich kenne), dann sind sie so gebaut, dass aus einer eher großen Auslassöffnung ein "weicher" Wasserstrahl kommt, was nichts anderes heißt, als dass eine seitliche Strömungskomponente dabei ist, die für einen breiter gefächerten Strahl sorgt.
Das liegt an der Bauart der Pumpen, nicht am Prinzip des Propellers. Das habe ich nicht exakt ausgedrückt.

Willi,

ich hab sicher 2 jahre nach ner passenden pumpe gesucht, einfach mal alles lesen!

und ich bin fündig geworden

was hilft dir alle hightechtesterei, die sowieso nicht kommt?
und vor allem, was fehlt dir bei meinem primitivaufbau?

was möchtest du denn zusätzlich wissen, um pumpen für deinen zweck vergleichbar zu machen?

Ich möchte das Gespräch nicht verzetteln und wollte nur ein paar Gedanken loswerden. Aber danke für alle Antworten darauf!

Guten Abend.

Willi du hast absulut recht. Du wirst aber kein Recht bekommen. Die Herren wollen absulut ein anderes Ergebnis!

mfG
Herbert

Irgendwie wird das hier doch recht emotional. Dabei soll doch das Wasser strömen und nicht irgendwelches Adrenalin (was mit 5000l/h auch etwas überdosiert wäre...)
Mir geht es nicht darum, recht zu haben, sondern darum, die Dinge besser zu verstehen. Das kann ich nur, wenn ich meine Gedanken zur Diskussion stelle. Was tatsächlich am Ende rauskommt, wird man sehen. Danntreffe ich meine Entscheidungen wie jeder andere auch.

Dass Sog und Druck unterschiedlich sind, kann schlicht an der Form der Ansaugstutzen liegen.
Es gibt Fische (z.B. Trompetenfische), die beim Öffnen des Mauls ihre Baute einsaugen ("Saugschnappen"), und zwar auf eine ziemliche Distanz (relativ). Immer wieder habe ich gehört, dass die Form des Mauls einen scharfen Saugstrahl produziere.
Ich bin kein Strömungstechniker, aber mir erschließt sich nicht, warum da nicht die Umkehrung gelten sollte: man kann auch auf unterschiedliche Weise ansaugen.

Hallo Hans-Werner und Rainer!

Aus meiner laienhaften Sicht: Unmittelbar an (oder besser gesagt: hinter) der Einlassöffnung sollte bei technisch identischer Ausgestaltung die annähernd gleiche Strömung herrschen wie unmittelbar an (oder besser gesagt: vor) der Auslassöffnung (Kavitation weggelassen). Das ändert sich natürlich sehr schnell, wenn man sich geringfügig von den Öffnungen entfernt, weil das ausgestoßene Wasser ausgerichtet ist, während die Ansaugung ungerichtet aus der gesamten Umgebung erfolgt. Oder täusche ich mich da? Vielleicht redet ihr insoweit einfach ein wenig aneinander vorbei. Aber so ist das: Der eine spricht von Weitblick, der andere schaut in die Röhre.

Gruß

Wolfgang