2018-11-00

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Elektro · Bädertechnik | AB Archiv des Badewesens 11/2018 666 hen, dass die Angabe des Volumenstroms abhängig von den Randbedingungen der gesamten Installation ist. Um eine valide Aussage zum Volumenstrom treffen zu können, muss die Kennlinie der installierten Strömungsmaschine miteinbezogen und interpretiert werden. Man kann also nicht einfach den maximal möglichen Volumenstrom der Strömungsmaschine (bei 0 m Förderhöhe) als Volumenstrom angeben, sondern muss die spezifischen Installationsbedingungen berücksichtigen, aus denen sich der tatsächliche Volumenstrom ergibt. Zur Klarstellung sollte an dieser Stelle erwähnt werden, dass dieses Strömungsprinzip nicht für Becken gilt, in denen der Volumenstrom aus dem gesamten Beckenkörpervolumen besteht (Fluid 1 3 Fluid 2) – wie z. B. in speziellen Leistungszentren. Bei solchen Anlagen handelt es sich nicht um Gegenstromanlagen, wie sie in üblichen Schwimmbecken eingebaut und in diesem Artikel betrachtet werden, sondern um Strömungsbecken. Strömungssimulation Der erste Schritt bei der Entwicklung/ Weiterentwicklung von Gegenstromanlagen ist eine Strömungssimulation mit einer hydraulischen Simulationssoftware, bei der verschiedene Konstruktionen, Positionen (Tiefe, Abstände, Winkel, Anzahl usw.) von Einströmkonstruktion(en) und Ansaugungen, Beckenformen usw. infinitesimal berechnet werden können. Ziel einer solchen Simulation ist zum einen eine quantitative Aussage darüber, wo, in welcher Tiefe und in welchen Abständen z. B. Düsen und Ansaugungen für ein optimales Strömungsbild am besten positioniert werden sollten, zum anderen die Optimierung des Strömungsverhaltens (Optimum aus Volumenstrom, dem durch diesen eingetragenen Strömungsimpuls in das Becken und dem Strom des Beckenwassers im Beckenkörper). Eine solche Simulation kann natürlich kein eigenes Erleben im Sinne eines Ausprobierens der Gegenstromanlage in einem Vorführbad oder Testbecken ersetzen. Denn einerseits sind quantitative Aussagen zu Fließgeschwindigkeiten des Wassers im Becken immer nur für jeweils einen Punkt im dreidimensionalen Beckenkörper im Becken möglich und somit nicht universal gültig, andererseits unterscheidet sich jeder Schwimmer in seiner Leistungsfähigkeit so sehr, dass sich für jeden Schwimmer eine andere Stelle im Becken für komfortables und anstrengendes Schwimmen ergibt. Eine Vorhersage dazu durch die Simulation ist daher nahezu unmöglich. Eine weitere, ganz wesentliche Aussage, die mit einer Strömungssimulation gemacht werden kann, ist die Angabe von konkreten möglichen Fließgeschwindigkeiten an bestimmten Referenzpunkten im Becken. Eine wesentliche Erkenntnis der durchgeführten Strömungssimulationen ist die Bestätigung dessen, was man aus dem praktischen Betrieb von Gegenstromanlagen (in eher kleinen Becken) kennt, nämlich dass die Strömung in einem (verhältnismäßig kleinen) Becken nicht stationär (also zeitunabhängig immer gleich), sondern lokal an vielen Stellen über das ganze Becken verteilt instationär ist (siehe Abbildung 1). Das bedeutet, dass sich die Strömung an einem bestimmten einzelnen Punkt im Becken ständig ändert. Das betrifft nicht nur den Betrag des Geschwindigkeitsvektors, sondern an bestimmten Stellen im Becken auch seine Richtung. Es gibt – zeitlich begrenzte – Situationen, in denen sich das Strömungsfeld – also der Bereich, in dem der Schwimmer schwimmt – manchmal nach links, manchmal nach rechts verschiebt; es können sich Strudel bilden, wandern und wieder auflösen. Die Geschwindigkeit an einem bestimmten Punkt im (kleinen) Becken ist also nicht die ganze Zeit über konstant, und an bestimmten Stellen im Becken kann die Strömung zuweilen sogar in eine andere Richtung gehen. All das passiert sowohl mit als auch völlig ohne einen Schwimmbewegungen ausführenden Menschen als hydraulisches Störglied und ist unabhängig von der Art der Gegenstromanlage. Der Grund für die oben beschriebene Erscheinung ist zum einen, dass – wie gesagt – nicht allein die ins Becken einströmende Wassermenge für die erzeugte Strömung entscheidend ist (und damit auch das Schwimmerlebnis ausmacht), sondern auch die durch diese einströmende Wassermenge eingetragene Energie in den Beckenwasserkörper (siehe Strömungsprinzip) und die Beckengröße, denn das in Bewegung j Abbildung 1: Beispiel einer Strömungssimulation mit Strömungsbereich; Quelle: Ospa Schwimmbadtechnik, Mutlangen
667 AB Archiv des Badewesens 11/2018 | Bädertechnik · Elektro www.uwe.de gesetzte Beckenkörperwasser wird an Beckenwänden und Beckensohle reflektiert, da die in Bewegung gesetzte Wassermenge nicht komplett abgesaugt und wieder ins Becken eingetragen werden kann. Dabei überlagern sich Wellen zu bestimmten Zeitpunkten (das kann in verschiedene Richtungen geschehen), sodass einmal ein besonders schweres Anschwimmen gegen die Gegenstromanlage empfunden wird, ein anderes Mal spürt man eher einen Schub von hinten. Dieser Effekt nimmt mit zunehmender Beckengröße ab, da hier der Einfluss der Reflexionen an Beckenwänden und Beckensohle gegenüber der durch die Gegenstromanlage eingetragenen Wassermenge verhältnismäßig klein ist und die Wassermenge, die den „Kraftstoß“ durch die Gegenstromanlage aufnimmt, viel größer ist, wodurch dieser schneller „verpufft“ (Impulserhaltung). In einem großen Becken wird die Strömung an einer Gegenstromanlage daher eher stationär als instationär sein. DIE STÄRKSTE JETSTREAM ALLER ZEITEN. TriVA Zum anderen werden durch die Gegenstromanlage Verwirbelungen im Beckenkörper verursacht, die daher rühren, dass beim Eintreten des Wasserstrahles in einen ruhenden Wasserkörper an der Grenzfläche zwischen dem strömenden und dem ruhenden Wasser nach dem Gesetz von Bernoulli ein Unterdruck entsteht, der ein Zufließen aus dem Wasserkörper zu diesem Unterdruckbereich bewirkt. Diese durch Injektion entstehenden Strömungsvorgänge überlagern sich mit den Strömungsvorgängen aus der Einleitung des Wasserstrahles und den Reflexionen an Beckenwänden und Beckensohle. All das ist unabhängig von der Art der Gegenstromanlage und wird vom Schwimmer i. d. R. als unangenehm und störend empfunden. Eine wesentliche Aufgabe der Strömungssimulation ist, diese Effekte durch verbesserte Konstruktion der Gegenstromanlage zu minimieren. Praktisches Testen Keine noch so gute Strömungssimulation kann ein eigenes Erleben ersetzen. Eine Strömungssimulation kann lediglich die Realität abstrakt und unter bestimmten Voraussetzungen (definierter Volumenstrom, keine Störgröße, sprich: Schwimmer im Becken, Aufteilung des Beckenkörpers in finite Elemente – je kleiner, desto aufwendiger) widerspiegeln. Hinzu kommt, dass für die Berechnungsgrößen Fließgeschwindigkeiten, Volumenstrom, Druck, Druckverlust usw., die sich zudem immer nur auf einen bestimmten Punkt im dreidimensionalen, – die Zeit mit einbeziehend sogar vierdimensionalen – Raum beziehen, aufgrund der geringen Verankerung im Alltagsleben kein entsprechendes „Gefühl“ vorhanden ist. Außerdem wird immer nur ein bestimmter, vorgegebener Volumenstrom simuliert, nicht aber, ob die ausgewählte Strömungsmaschine diesen Volumenstrom überhaupt erreicht, ihn laut Erwarten Sie heftigsten Widerstand! Die Gegenstromschwimmanlage TriVA wurde speziell für ambitionierte Sportler entwickelt. Die FLATStream Technologie erzeugt eine flache, extrem kraftvolle Strömung knapp unterhalb der Wasseroberfläche – exakt auf Höhe der Brust- und Schultermuskulatur. Genau das Richtige für hocheffizientes Training mit nachhaltigem Effekt. Die Anlagenleistung kann über die drucksensitive Einknopf-Steuerung PIEZO von 75 m 3 /h bis 225 m 3 /h geregelt werden. In diesem Sinne: Lassen Sie die Muskeln spielen!
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