Musterlösung Aufgabe 1 - Technische Universität Braunschweig

Bachelorklausur Hydromechanik SS 2013 4
Aufgabe 3:
Zeit: 40 min.
Aufgrund eines Wasserrohrbruchs ist es zu einer Überflutung Ihres Kellers gekommen.
Mithilfe Ihres umgebauten Gartenpumpsystems wollen Sie nun das Wasser
aus dem Keller in Ihren Teich pumpen (s. Abb. 3.1). Das umgebaute System besteht
aus einem festen Rohrabschnitt (D Rohr = 0,05 m) mit einer Pumpe sowie einem 5,5 m
langen Gartenschlauch (D Schlauch = 0,03 m).
Gegeben:
ρ = 1000 kg/m³ g = 9,81 m/s² =10 -6 m²/s
E
= 0,5 K
=0,3 S
=0,4
k Rohr = 0,35 mm k Schlauch = 0,15 mm = 0,65
D Rohr = 0,05 m D Schlauch = 0,03 m h 1 = 0,7 m
h 2 = 1,3 m h 3 = 1,3 m h 4 = 3,2 m
L 1 1,0 m L 2 = 0,6 m L 3 = 1,2 m
L Schlauch = 5,5 m Q = 150 l/min
L 1 L 2 L 3
Pumpe
Schieber
Schlauch (L Schlauch )
h 3
K
K
K
S
D Schlauch
freier Auslass
v = 0
Teich
h 2
h 4
Überfluteter Keller
h 1
E
D Rohr
Abb. 3.1:
Überfluteter Keller mit Rohrsystem, Pumpe und Gartenschlauch
a) Wie lautet die BERNOULLI-Energiegleichung und welche Annahmen müssen
bei der Anwendung erfüllt sein? Nennen Sie drei Annahmen.
b) Erklären Sie anhand einer Skizze, woraus ein Prandtl‘sches Staugerät besteht,
welche Funktion die einzelnen Bestandteile haben und welche
Energiehöhen diese jeweils anzeigen.