Kapitel 5.14 LX Dimensionslose Abflusskurvengleichung: Unterschied zwischen den Versionen
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Dipl.-Ing. Wolfgang Vahlbrauk | Dipl.-Ing. Wolfgang Vahlbrauk | ||
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| + | LXH Kapitel 5.14 Dimensionslose Abflusskurvengleichung | ||
[http://www.loro.de/fileadmin/Video/Kapitel%205.14%200%20LS%20SIPHONISCHES%20SYSTEM%20132.pdf] | [http://www.loro.de/fileadmin/Video/Kapitel%205.14%200%20LS%20SIPHONISCHES%20SYSTEM%20132.pdf] | ||
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| − | + | Die Lehre des LORO-X-DESIGN zum technischen Handeln | |
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| + | angewendet zur Berechnung des LORO-X Hochleistungssicherheitsüberlauf HSÜ | ||
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| + | beschrieben in LORO aktuell 142 [http://www.loro.de/fileadmin/Video/AKTUELL%20142%20HSUE10.pdf] | ||
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| + | Regenstandrohr mit HSÜ | ||
| − | LORO-X Formel | + | LORO-X Formel: Koeffizient c = 0,0386 , Exponent n = 0,75 (Gebrochener Exponent, befriedigend) |
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| + | LX 1390 Systemprüfung [http://www.loro.de/fileadmin/Video/LX%201390%20DATENBLATT%20INTERN.pdf] | ||
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| + | LORO-X Formel: Koeffizient c größer als 0,02 , Exponent n = 0,5 (Torricelli angenommen, aber unbefriedigend) | ||
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| + | LX 1390 ZETA DIA V [http://www.loro.de/fileadmin/Video/LX%201390%20ZETA%20DIA%20V2%20VB%201.pdf] | ||
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| + | LX 1390 LZA Zeichnung Abflusskurve [http://www.loro.de/fileadmin/Video/Kapitel%204.6%20LZA%20LX%201390.pdf] | ||
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| + | Regenstandrohr mit Schlitzdeckel | ||
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| + | LORO-X Formel: Koeffizient c = 0,02 , Exponent n = 0,5 (Torricelli, befriedigend) | ||
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| + | LX 1398 Schlitzdeckel [http://www.loro.de/fileadmin/Video/Kapitel%204.6%20LZA%20LX%201398.pdf] | ||
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| + | zur Optimierung von Dachentwässerungssystemen | ||
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| + | Die LORO-X Formel zur Berechnung der LORO-X Abflusskurven der | ||
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| + | LORO-X Dachentwässerungssysteme mit kontrollierter Wasser-Luft-Strömung | ||
Die LORO-X Abflusskurve eines LORO-X | Die LORO-X Abflusskurve eines LORO-X | ||
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Dachentwässerungssystems mit kontrollierter Wasser-Luft- | Dachentwässerungssystems mit kontrollierter Wasser-Luft- | ||
Strömung stellt Wasserhöhe h auf dem Dach | Strömung stellt Wasserhöhe h auf dem Dach | ||
| − | in Abhängikeit des | + | in Abhängikeit des Abflusses Q vom Dach dar. |
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| + | Die physikalische Einheit für den Abfluss Q ist l/s. | ||
| + | Die physikalische Einheit für die Wasserhöhe h ist mm. | ||
Mittels der bekannten theoretischen Gliechungen | Mittels der bekannten theoretischen Gliechungen | ||
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Torricelli) ist die Abflusskurve nur im | Torricelli) ist die Abflusskurve nur im | ||
Grenzfall berechenbar, wenn der Abfluss nicht | Grenzfall berechenbar, wenn der Abfluss nicht | ||
| − | als | + | als Wasserstrom und Luftstrom, |
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| + | in das Dachentwässeungssystem hinein, | ||
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| + | aus dem Dachentwässeungssystem hinaus geleitet | ||
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Die gemssene Abflusskurve des eines Dachentwässrungssystems, | Die gemssene Abflusskurve des eines Dachentwässrungssystems, | ||
in das, in dem und aus | in das, in dem und aus | ||
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erfolgt, ist nur durch die LORO-X Formel der | erfolgt, ist nur durch die LORO-X Formel der | ||
LORO-X Abflusskurve für die Praxis der | LORO-X Abflusskurve für die Praxis der | ||
| − | Dachnetwässerungstechnik genau genug | + | Dachnetwässerungstechnik genau genug |
beschreibbar. | beschreibbar. | ||
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| + | Qx = c * hx **n | ||
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| + | Die LORO-X Formel ist eine Dimensionslose Gleichung zur Beschreibung der LORO-X Abflusskurven. | ||
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Diese Gleichung, die phsikalische Größen miteinander | Diese Gleichung, die phsikalische Größen miteinander | ||
| − | verbindet, ist mathematisch eine | + | verbindet, ist mathematisch eine Potentialgleichung |
und wird physikalisch und | und wird physikalisch und | ||
strömungstechnisch häufig als Potenzgesetzt | strömungstechnisch häufig als Potenzgesetzt | ||
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Der Exponent dieser Gleichung ist in der | Der Exponent dieser Gleichung ist in der | ||
| − | + | Dachentwässrungstechnik im allgemeinen | |
| − | keine gerade Zahl | + | keine gerade Zahl sondern eine gebrochene Zahl. |
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Da der Exponent einer phsikalischem Einkeit | Da der Exponent einer phsikalischem Einkeit | ||
nicht gebrochen sein darf, muss die phsikalische | nicht gebrochen sein darf, muss die phsikalische | ||
| − | + | Größe mit dem gebrochenen Exponnetn | |
dimensionslos gemacht werden. | dimensionslos gemacht werden. | ||
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Eine phsikalische Größen kann dimensuonsloes | Eine phsikalische Größen kann dimensuonsloes | ||
gemacht werden, indem sie dadurch gebildet | gemacht werden, indem sie dadurch gebildet | ||
wird, dass sie aus einem Vehältnis | wird, dass sie aus einem Vehältnis | ||
| − | zweier | + | zweier dimesionsbehafteter Größen mit gleicher physikalicher |
| − | + | Einheit gebildet wird. | |
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Durch den Bezug des Abflusses Q auf einen | Durch den Bezug des Abflusses Q auf einen | ||
bestimmten konstanten Abfluss Qo | bestimmten konstanten Abfluss Qo | ||
| − | und den Bezug des | + | |
| + | Qx = Q/Q0 | ||
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| + | und den Bezug des Wasserhöhe h auf die | ||
konstante charakteristische Abmessung ho | konstante charakteristische Abmessung ho | ||
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| + | hx = h/h0 | ||
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wird die Gleichung der Abflusskurve zu einer | wird die Gleichung der Abflusskurve zu einer | ||
| − | dimensionslosen Gleichung mit der matematisch | + | dimensionslosen Gleichung in der Form |
| − | und physikalisch korrekt die Gleichung | + | |
| + | Q/Q0 = c*(h/h0)**n | ||
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| + | mit der matematisch und physikalisch korrekt die Gleichung | ||
der Abflusslurve mit gebrochenem Exponent n | der Abflusslurve mit gebrochenem Exponent n | ||
| − | + | abgebildet werden kann, wie sie zur Beschreinbung | |
der der gemessenen Abflusskuren und | der der gemessenen Abflusskuren und | ||
| − | damit für die Berechung, die auf diesen | + | damit für die Berechung, die auf diesen Anflusskurven |
beruht, erforderlich ist. | beruht, erforderlich ist. | ||
| − | Diese Wahl der Bezugsgrößen hat den Vorteil, | + | |
| − | dass alle LORO-X Abflusskurven mit | + | Als Betugsgrößen werden definiert: |
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| − | + | Q0= 1 Liter/Sekunde = 1 l/s | |
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| − | an der | + | h0= 1 Milimeter = 1 mm |
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| + | Diese Wahl der Bezugsgrößen Q0 und h0 hat den Vorteil, | ||
| + | dass alle LORO-X Abflusskurven mit der | ||
| + | physikalischen Einheit l/s für die physikalische | ||
| + | Größe Abfluss an der waagerechte Achse und der physikalischen Einheit mm für die physikalische | ||
| + | Größe Wasserhöhe an der senkfechten | ||
Achse zahlmäßig gelesen weden | Achse zahlmäßig gelesen weden | ||
| − | können als seien es die Zahlenwerte | + | können als seien es die Zahlenwerte der |
| − | + | erforderichen dimesnsionslosen Größen Qx und hx. | |
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Beispiel: | Beispiel: | ||
| − | Die Wasserhöhe h = 5 mm kann als hx =5 | + | |
| − | gelesen werden und der Abfluss Q = 2 l/s als | + | Die Wasserhöhe h = 5 mm kann als hx = 5 gelesen werden |
| − | Qx = 2 | + | |
| + | und | ||
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| + | der Abfluss Q = 2 l/s kann als Qx = 2 gelesen werden | ||
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der dachentwässerung. | der dachentwässerung. | ||
| − | + | 6. Hydraulisch mit Wassrströmung | |
wie n=3/2 für Poleni-Druck | wie n=3/2 für Poleni-Druck | ||
n=1/2 für n=1 Sutto-Wehr | n=1/2 für n=1 Sutto-Wehr | ||
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aber auch für alle n mit 1/2<n<3/2 | aber auch für alle n mit 1/2<n<3/2 | ||
| − | + | 7. Insbesonere auch für n=1 ensprechend | |
einer linearen Abflusskurve, z.B. des Sutro- | einer linearen Abflusskurve, z.B. des Sutro- | ||
Wehres oder des LORO-X DRAINjet | Wehres oder des LORO-X DRAINjet | ||
Aktuelle Version vom 11. September 2019, 11:01 Uhr
LORO-X Handbuch der Dachentwässerungstechnik mit LORO-X-DESIGN
Dipl.-Ing. Wolfgang Vahlbrauk
LXH Kapitel 5.14 Dimensionslose Abflusskurvengleichung
[1]
Die Lehre des LORO-X-DESIGN zum technischen Handeln
in der Dachentwässerungstechnik LXTH 142
angewendet zur Berechnung des LORO-X Hochleistungssicherheitsüberlauf HSÜ
beschrieben in LORO aktuell 142 [2] Datei: "AKTUELL 142 LXH HSUE 1.RAG" Datum: 26.12.2017 Vb/Vb Seite 3/113
Regenstandrohr mit HSÜ
LORO-X Formel: Koeffizient c = 0,0386 , Exponent n = 0,75 (Gebrochener Exponent, befriedigend)
LX 1390 Systemprüfung [3]
LORO-X Formel: Koeffizient c größer als 0,02 , Exponent n = 0,5 (Torricelli angenommen, aber unbefriedigend)
LX 1390 ZETA DIA V [4]
LX 1390 LZA Zeichnung Abflusskurve [5]
Regenstandrohr mit Schlitzdeckel
LORO-X Formel: Koeffizient c = 0,02 , Exponent n = 0,5 (Torricelli, befriedigend)
LX 1398 Schlitzdeckel [6]
Berechnung der
LORO-X Abflusskurven der LORO-X Dachentwässerungssysteme
in der Dachentwässerungstechnik mit LORO-X-DESIGN
zur Optimierung von Dachentwässerungssystemen
Die LORO-X Formel zur Berechnung der LORO-X Abflusskurven der
LORO-X Dachentwässerungssysteme mit kontrollierter Wasser-Luft-Strömung
Die LORO-X Abflusskurve eines LORO-X Dachentwässerungssystems wird bei allen Regenereignissen Bereich von Null bei zu Vollfüllung mit Wasser im durch eine Wasser- Luft-Strömung im Dachentwässerungssystem bewirkt.
Die Wasser-Luft-Strömung im Dachentwässerungssystem ist strömungstechnisch eine Zweiphasenströmung in koplexen Systemen (two-phase flow in coplex systems) und diees ist theoretisch als Wasserströmung beschreiben für die Anwendung in der Praxis nicht hinreichend genau berechenbar und muss daher gemessen werden (gemäß der- Norm....).
Infolge insbesondere der Unmöglickeit mit Wasser-Luft-Strömung im Dachentwässerungssystem in zeci ähnliche geometrien die Rexnold-zahl und Froude-zahl bei Modell und Prototyp kontant zu halten sollte die Messung am Ablauf und Rohrsystem im Maßstab 1:1, wie in den LORO-X Prüffeldern an eime Prototyp und nicht an einem Modell erfolgen.
Ist die Geometrie der Bauform des Dachnetwntwässerungssystem duch die Zeichnung genau bestimmt ist auch die gemessene Abflusskurve genau bestimmt und genau reproduzierbar.
Die LORO-X Abflusskurve eines LORO-X Dachentwässerungssystems mit kontrollierter Wasser-Luft- Strömung stellt Wasserhöhe h auf dem Dach in Abhängikeit des Abflusses Q vom Dach dar.
Die physikalische Einheit für den Abfluss Q ist l/s. Die physikalische Einheit für die Wasserhöhe h ist mm.
Mittels der bekannten theoretischen Gliechungen nach dem um den Druckverlust erweiterten Energeierhaltungssatz ("Bernoulli Formel") für den Abfluss von Wasser ( Bernoulli, Poleni, Torricelli) ist die Abflusskurve nur im Grenzfall berechenbar, wenn der Abfluss nicht als Wasserstrom und Luftstrom,
in das Dachentwässeungssystem hinein, im Dachentwässeungssystem, und aus dem Dachentwässeungssystem hinaus geleitet wird.
Die gemssene Abflusskurve des eines Dachentwässrungssystems, in das, in dem und aus dem der Abfluss mit Wasser-Luft-Strömung erfolgt, ist nur durch die LORO-X Formel der LORO-X Abflusskurve für die Praxis der Dachnetwässerungstechnik genau genug beschreibbar.
Die LORO-X Formel lautet:
Qx = c * hx **n
Die LORO-X Formel ist eine Dimensionslose Gleichung zur Beschreibung der LORO-X Abflusskurven.
Diese Gleichung, die phsikalische Größen miteinander verbindet, ist mathematisch eine Potentialgleichung und wird physikalisch und strömungstechnisch häufig als Potenzgesetzt bezeichnet.
Der Exponent dieser Gleichung ist in der Dachentwässrungstechnik im allgemeinen keine gerade Zahl sondern eine gebrochene Zahl.
Da der Exponent einer phsikalischem Einkeit nicht gebrochen sein darf, muss die phsikalische Größe mit dem gebrochenen Exponnetn dimensionslos gemacht werden.
Eine phsikalische Größen kann dimensuonsloes gemacht werden, indem sie dadurch gebildet wird, dass sie aus einem Vehältnis zweier dimesionsbehafteter Größen mit gleicher physikalicher Einheit gebildet wird.
Durch den Bezug des Abflusses Q auf einen bestimmten konstanten Abfluss Qo
Qx = Q/Q0
und den Bezug des Wasserhöhe h auf die konstante charakteristische Abmessung ho
hx = h/h0
wird die Gleichung der Abflusskurve zu einer dimensionslosen Gleichung in der Form
Q/Q0 = c*(h/h0)**n
mit der matematisch und physikalisch korrekt die Gleichung der Abflusslurve mit gebrochenem Exponent n abgebildet werden kann, wie sie zur Beschreinbung der der gemessenen Abflusskuren und damit für die Berechung, die auf diesen Anflusskurven beruht, erforderlich ist.
Als Betugsgrößen werden definiert:
Q0= 1 Liter/Sekunde = 1 l/s
h0= 1 Milimeter = 1 mm
Diese Wahl der Bezugsgrößen Q0 und h0 hat den Vorteil, dass alle LORO-X Abflusskurven mit der physikalischen Einheit l/s für die physikalische Größe Abfluss an der waagerechte Achse und der physikalischen Einheit mm für die physikalische Größe Wasserhöhe an der senkfechten Achse zahlmäßig gelesen weden können als seien es die Zahlenwerte der erforderichen dimesnsionslosen Größen Qx und hx.
Beispiel:
Die Wasserhöhe h = 5 mm kann als hx = 5 gelesen werden
und
der Abfluss Q = 2 l/s kann als Qx = 2 gelesen werden
LORO-X Theorie der allgemeinen Abflussgleichung
der LORO-X Abflusskurven
1. Es kann ein Torricelli-Druck als Überdruck oder Unterdruck gegen oder mit dem Poleni-Druck wirken.
2. Die Wirkung des Torriceli-Druckes gegenüber dem Poleni-Druck kann mit einem Potenzgesetz (also multiplikativ statt additiv) beschrieben werden.
3. So z.B. beim Sutro-Wehr [1590], Klaviertastenwehr oder kalbriren von Wehren [1589] beschrieben.
4. Die Wirkungen von Poleni-Druck und Torricelli-Druck lassen sich als Potenzgesetze einzeln wirkend oder im Zusammenwirken beschreiben.
5. So lassen sich auch mit gebrochen Exponeten der Potenzgestze die Wirkungen der Drücke zur Bildung der Geschwindigkeit des Abflusses sowei des Abflusses in Abhängigkeit von der Wasserhöge beschreiben für eien Dachentwässerungssystem bei allen Zuständen der Strömung der dachentwässerung.
6. Hydraulisch mit Wassrströmung wie n=3/2 für Poleni-Druck n=1/2 für n=1 Sutto-Wehr aber auch für alle n mit 1/2<n<3/2 mit Überdruck und Siphonik mit Wasser-luft-Strömung mit Unterduck und Überdruck wie n=3/2 für Poleni-Druck n=1/2 für n=1 Sutto-Wehr aber auch für alle n mit 1/2<n<3/2
7. Insbesonere auch für n=1 ensprechend einer linearen Abflusskurve, z.B. des Sutro- Wehres oder des LORO-X DRAINjet Gallaxy dachnetwässerunsgystems mit 100 l/s Dachablauf. also sowohl mit Hadraulik als Wasserströmung als auch mit Siphonik als Wasser-Luft-Strömung im LORO_ X Dachentwässerungssystem.