Maschinist für Löschfahrzeuge

Transkript

1 Maschinist für Löschfahrzeuge Der Saugvorgang Folie 1

2 Lernziel Die Teilnehmer sollen die Grundlagen des Saugvorgangs erklären können Folie 2

3 Physikalische Grundlagen Die Erdkugel ist von einer Lufthülle umgeben (Atmosphäre), diese ist viele Kilometer hoch und wird zum Erdmittelpunkt hin angezogen. Aufgrund ihrer Masse und der Erdanziehungskraft (Gravitation) übt sie eine Gewichtskraft auf die Erdoberfläche aus. Setzt man die Fläche zu der darauf lastenden Kraft ins Verhältnis, so erhält man den Luftdruck ( Druck = Kraft/Fläche) Folie 3

4 Luftdruck Einheiten Die SI-Einheit des Luftdrucks ist das Pascal (Einheitszeichen Pa) oder die auch zulässige Einheit Bar (Einheitszeichen bar = 10 5 Pa). Da der Luftdruck auf Meereshöhe im Durchschnitt Pa, also rund Pa beträgt, wird er meistens mit dem Faktor 100 in Hektopascal (1013,25 hpa) oder mit gleichem Zahlenwert Millibar (mbar) angegeben. Der Luftdruck wird meistens mit einem Barometer gemessen, wobei oft noch veraltete Einheiten verwendet werden. Dabei ist 1 hpa = 1 mbar = 0,75 Torr (= mm Hg oder Millimeter Quecksilbersäule) mbar = 1 bar = 1 kg/cm 2 Folie 4

5 Physikalische Grundlagen In Meereshöhe NN (Normalnull gemessen im Jahresmittel in Amsterdam) lastet auf jedem cm 2 der Erdoberfläche eine Luftsäule mit einer Masse von 1,013 kg (1013 hpa oder 1013 mbar alt) Das entspricht der Gewichtskraft, die eine Wassersäule bei 4 O C von 10,33 m Höhe auf 1 cm 2 Grundfläche ausübt. Diese Verhältnisse entsprechen einem Druck von 1013 hpa Folie 5

6 Anomalie des Wassers Wasser hat unter Normaldruck ( Pa) und bei 3,98 C die größte Dichte (0, g/cm³). Das bedeutet, dass 1 kg Wasser das kleinste Volumen (1000,028 cm³; 1, l) bei diesen Bedingungen hat. Daher dehnt es sich wenn man von dieser Anfangstemperatur ausgeht sowohl bei Erwärmung als auch bei Abkühlung aus (die Dichte sinkt in beiden Richtungen). (Wikipedia) Anomalie des Wassers 1 kg Wasser = 1,0197 l bei 4 Grad Celsius 1013 hpa x 1,0197 dm 3 : 100 = 10,33 m Folie 6

7 Luftdruck = 1013 hpa Wassertemperatur 4 Grad Celsius Wasseröhre vollständig mit Wasser füllen und dann umdrehen. Wasserspiegel wird bei 10,33 m stehen bleiben. 10,33 m Folie 7

8 Geodätische Saughöhe Die geodätische Saughöhe ist der gemessene Höhenunterschied zwischen der Mitte des ersten Laufrades und der Wasseroberfläche bei 1013 hpa und einer Wassertemperatur von 4 o C Folie 8

9 Mitte des Eintritts des 1. Laufrades Geodätische Saughöhe Wasseroberfläche Folie 9

10 Theoretische Saughöhe die Sauganlage ist völlig entlüftet der Luftdruck beträgt 1013 hpa bei NN die Wassertemperatur beträgt +4 o C die Wassersäule würde jetzt in der Saugleitung 10,33 m hochgedrückt die theoretische Saughöhe beträgt bei optimalen Bedingungen 10,33 m Folie 10

11 Abnahme der Theoretischen Saughöhe wetterbedingter Luftdruck zunehmende Höhenlage (Ortsbarometerstand) je 100 m x 0,12 steigende Wassertemperatur Verlust durch Reibung in der Leitung unvollkommene Entlüftung Beschleunigungsverluste. Wasser muss von der Ruhe in Bewegung versetzt werden. Folie 11

12 Praktische Saughöhe ergibt sich aus der tatsächlichen theoretischen Saughöhe abzüglich 15% Verlust durch Undichtigkeiten und Reibung höchste praktische Saughöhe bei NN und 1013 hpa sowie 4 Grad C Wassertemperatur, abzüglich 15% Verluste ergibt 8,78 m Folie 12

13 Abnahme der Saughöhe bei +4 0 C Wassertemperatur und zunehmender Höhenlage Standplatz Barometer Abnahme der Saughöhe 0 0,12 0,24 0,36 0,48 0,62 0,74 0,86 0,99 1,11 1,23 Th. Saughöhe 10,33 10,21 10,09 9,96 9,85 9,71 9,59 9,46 9,34 9,22 9,1 15% Verluste 1,55 1,53 1,51 1,49 1,48 1,46 1,44 1,42 1,40 1,38 1,36 Praktische Saughöhe 8,73 8,68 8,58 8,47 8,37 8,25 8,15 8,04 7,94 7,84 7,71 Folie 13

14 Abnahme der Saughöhe bei 1013 mbar und steigender Wassertemperatur Wassertemperatur Abnahme der Saughöhe Th. Saughöhe 0 0,12 0,24 0,43 0,75 1,26 2,03 3,18 4,83 7,15 10,33 10,33 10,21 10,09 9,90 9,85 9,07 8,30 7,15 5,50 3, % Verluste 1,55 1,53 1,51 1,48 1,44 1,36 1,24 1,07 0,83 0,48 0 Pr. Saughöhe 8,78 8,68 8,58 8,42 8,14 7,71 7,06 6,08 4,67 2,70 0 Folie 14

15 Beispiel für die Berechnung der praktischen Saughöhe Standort 300 m über NN Wassertemperatur 20 o C Ortsbarometerstand 977 hpa (300 x 0,12=36) = 977 mbar : 100 = 9,77 m Th.Saughöhe bei 4 o C Abnahme bei 20 o C Verbleiben davon 15% Verlust Praktische Saughöhe 9,77 m 0,24 m 9,53 m 1,43 m 8,10 m Folie 15

16 Manometrische Saughöhe wird bei der Wasserförderung am Eingangsdruckmessgerät auf der roten Skala angezeigt Anzeige stellt sich bei ruhender Wassersäule auf die geodätische Saughöhe ein Folie 16

17 Theoretische Saughöhe 10,33 m Praktische Saughöhe -tatsächliche theor. Saughöhe - abzüglich 15 % Reibung und Undichtigkeit - maximal 8,78 m Geodätische Saughöhe Manometrische Saughöhe - abhängig vom Förderstrom Wasseroberfläche Verluste beim Saugvorgang Folie 17

18 Änderung der Manometrischen Saughöhe Manometrische Saughöhe steigt: -Saugkorb oder Sieb an der FP verstopft Manometrische Saughöhe steigt, Ausgangsdruck fällt: Förderstrom hat zugenommen, weil ein Schlauch geplatzt ist, die Wasserabgabe in der Strahlrohrstrecke gestiegen ist oder das Druckbegrenzungsventil angesprochen hat. Folie 18

19 Änderung der Manometrischen Saughöhe Manometrische Saughöhe fällt, Zeiger flattert: Pumpe zieht Luft durch: Undichtigkeit in der Saugleitung Saugkorb zieht Luft Luftpolster in der Saugleitung durch einen Bogen in der Saugleitung der höher ist als der Saugeingang der FP. Folie 19

20 Regeln für das Saugen Druckausgänge und Entleerungshähne schließen Saugkorb mindestens 30 cm unter Wasser Saugschutzkorb verwenden bei stark verschmutztem Gewässer Saugkorb in Fließrichtung legen bei hoher geodätischer Saughöhe, Saugkorb gegen die Fließrichtung legen Folie 20

21 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit Folie 21

22 Quellen: Berufsfeuerwehr Feuerwehr Frankfurt / Main Feuerwehr Blofeld Präsentation erstellt: 2008 Layout: Feuerwehr Blofeld Folie 22

23 Hinweise zur Benutzung der Informationen dieser Präsentation! Diese Präsentation ist nur für den dienstlichen Gebrauch der Feuerwehr bestimmt. Jede andere und insbesondere die gewerbliche Nutzung ist untersagt. Die Angaben und Informationen dieser Präsentation werden wie besehen erteilt, unter Ausschluss der Gewährleistung und Haftung jeder Art. Der Anwender übernimmt das gesamte Risiko hinsichtlich der Richtigkeit und der Verwendung dieser Präsentation sowie aller darin enthaltenen Informationen. Bei der Weitergabe der Informationen ist auf den Urheberrechtschutz zu achten. Auch nicht eigens gekennzeichnete oder hervorgehobene Markennamen können geschützte Warenzeichen darstellen. Die Wiedergabe von Gebrauchs- oder Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. berechtigt auch ohne spezielle Kennzeichnung nicht zu der Annahme, diese Namen dürften von jedermann frei benutzt werden. Die Daten in dieser Präsentation sind nach bestem Wissen zusammengestellt; die taktischen Hinweise zeigen Möglichkeiten für den Einsatz auf. Dennoch müssen die Herausgeber jegliche Haftung ausschließen und können keinerlei Verantwortung oder Haftung für etwaige inhaltliche oder sonstige Unrichtigkeiten der Präsentation übernehmen. Alle Angaben, Daten, Hinweise und Ratschläge sind deshalb mit keiner Verpflichtung oder Garantie des Herausgebers oder der Autoren verbunden. Die Einsatzempfehlungen wurden nach bestem Wissen auf Basis der derzeit vorliegenden Erkenntnisse erstellt. Die Anwendung bzw. Umsetzung erfolgt auf eigenes Risiko. Alle Angaben, Daten, Hinweise und Ratschläge sind mit keiner Verpflichtung oder Garantie des Herausgebers, der Autoren oder der Feuerwehr Blofeld verbunden. Die genannten Organe und Personen haften nicht für Schäden, die aus der Anwendung bzw. Umsetzung der Präsentation und ihrer Informationen entstehen. Folie 23