Arbeitsblatt Kontinuität und Bernoulli mit Lösungen

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1.Leicht
12Q = 49 L/sv = 2,5 m/s, d = ?

Eine Wasserleitung soll 49 L/s fördern. Um Geräusche und Verschleiß zu begrenzen, soll die mittlere Geschwindigkeit 2,5 m/s betragen. Bestimme den nötigen Rohrinnendurchmesser d.

Q = 49 L/sv = 2,5 m/s
d = mm
2.Leicht
12d = 200 mm, v = 1,25 m/sṁ = ?

Meerwasser (ρ = 1025 kg/m³) strömt mit 1,25 m/s durch ein Rohr mit 200 mm Innendurchmesser. Bestimme den Massenstrom ṁ.

ρ = 1025 kg/m³v = 1,25 m/sd = 200 mm
ṁ = kg/s
3.Mittel
d1​ = 200 mmd2​ = 150 mm12p1​ − p2​ = 53 kPaQ = ?

Wasser strömt durch ein waagerechtes Venturi-Rohr mit 200 mm Eintrittsdurchmesser und 150 mm Engstellendurchmesser. Der Druck am Eintritt ist 53 kPa höher als in der Engstelle. Bestimme unter Vernachlässigung von Verlusten den Volumenstrom Q.

d1 = 200 mmd2 = 150 mmp1 − p2 = 53 kPaρ = 1000 kg/m³
Q = L/s
4.Mittel
12d1​ = 200 mm, p1​ = 320 kPad2​ = 100 mm, p2​ = ?

Wasser fließt durch ein waagerechtes Rohr, das sich von 200 mm auf 100 mm verengt. Im weiten Abschnitt beträgt der Druck 320 kPa und die Geschwindigkeit 1 m/s. Bestimme ohne Verluste den Druck p2 im engen Abschnitt.

d1 = 200 mmd2 = 100 mmp1 = 320 kPav1 = 1 m/sρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
5.Schwer
H = ?d1​ = 50 mmp1​ = 130 kPad2​ = 20 mm

Eine Springbrunnendüse zeigt senkrecht nach oben. Unmittelbar unter der Düse hat das Zulaufrohr 50 mm Durchmesser und einen Überdruck von 130 kPa. Der Austrittsdurchmesser der Düse beträgt 20 mm, der Höhenunterschied über die Düse ist vernachlässigbar. Bestimme unter Vernachlässigung von Verlusten und Luftwiderstand die Höhe H, die der Strahl über die Düse steigt. Verwende g = 9,81 m/s².

d1 = 50 mmp1 = 130 kPa (Überdruck)d2 = 20 mmρ = 1000 kg/m³g = 9,81 m/s²
H = m
6.Schwer
H = ?d1​ = 100 mmp1​ = 120 kPad2​ = 25 mm

Eine Springbrunnendüse zeigt senkrecht nach oben. Unmittelbar unter der Düse hat das Zulaufrohr 100 mm Durchmesser und einen Überdruck von 120 kPa. Der Austrittsdurchmesser der Düse beträgt 25 mm, der Höhenunterschied über die Düse ist vernachlässigbar. Bestimme unter Vernachlässigung von Verlusten und Luftwiderstand die Höhe H, die der Strahl über die Düse steigt. Verwende g = 9,81 m/s².

d1 = 100 mmp1 = 120 kPa (Überdruck)d2 = 25 mmρ = 1000 kg/m³g = 9,81 m/s²
H = m

Lösungsschlüssel

  1. 1. d = 158 mm
  2. 2. ṁ = 40,25 kg/s
  3. 3. Q = 220,1 L/s
  4. 4. p2 = 312,5 kPa
  5. 5. H = 13,6 m
  6. 6. H = 12,28 m

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