Wasserstrahlpumpe

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Schematischer Aufbau einer Wasserstrahlpumpe
Prinzip der Strahlpumpe
Wasserstrahlpumpe aus Kunststoff

Eine Wasserstrahlpumpe ist eine einfache Strahlpumpe, bei der Wasser als Treibmedium verwendet wird.

Diese Technik wird häufig verwendet, um ein Vakuum zu erzeugen oder Flüssigkeiten oder Gase abzusaugen. In der Wasserversorgung wird sie verwendet, um Gase wie Sauerstoff beziehungsweise Luft anzusaugen und sie dem Wasser beizumischen. Die Erfindung wird zumeist Robert Wilhelm Bunsen zugeschrieben.

Aufbau und Funktionsweise

Hauptartikel: Strahlpumpe

Die Wasserstrahlpumpe besitzt zwei Eingänge und einen Ausgang und besteht im Prinzip aus zwei ineinander gesteckten Rohren. Sie basiert auf der Theorie der Strömung nach Bernoulli und Venturi. Am Wassereingang tritt ein Wasserstrahl unter dem vollen Leitungsdruck aus einer Düse in ein Rohr mit größerem Durchmesser. Zwischen dem schnell strömenden Wasserstrahl und dem umgebenden Medium entstehen durch Reibung Verwirbelungen und in der Folge eine Vermischung der Medien. Bei diesem Vorgang wird kinetische Energie vom Wasserstrahl auf das umgebende Medium übertragen, womit ein effektiver Fördermechanismus zur Verfügung steht. Durch Ausfördern des Mediums entsteht ein Unterdruck im Rohr, dadurch kann das zu fördernde Medium durch den Vakuumanschluss nachströmen. Voraussetzung ist, dass der Luftdruck überhaupt in der Lage ist, das Wasser aus dem Saugwasserbehälter bis zur Strahlpumpe hoch zu drücken. Auf der Erde darf der Höhenunterschied bis zu zehn Meter betragen. Die Wasserstrahlpumpe eignet sich deshalb nicht zum Fördern aus tiefen Brunnen.

So wird das Medium proportional mit der Menge des gesaugten Wassers ausgestoßen. Schwankt die Durchflussmenge – im Extremfall durch unüberlegtes Schließen des Wasserhahns –, schwankt auch das erreichbare Vakuum entsprechend. Wird der in der Apparatur erreichte Druck überschritten, wird Wasser in die Apparatur zurück gesaugt, man spricht dann vom Rückschlag. Der maximal erzeugbare Unterdruck entspricht dem Dampfdruck des Wassers und ist damit temperaturabhängig, er beträgt 6 hPa bei 0 °C (siehe auch: Stoffwerte des Sättigungsdampfdrucks in Abhängigkeit von Siede- und Sublimationstemperatur).

Die Saugleistung ist direkt proportional zum Wasserdurchfluss.

Einsatzgebiete

Zum Einsatz in Laboratorien kommende Wasserstrahlpumpen bestehen meist aus Glas, Kunststoff oder Metall und werden mittels eines Schlauches an einen Wasserhahn angeschlossen.[1] Wegen des großen Wasserverbrauches, des unangenehm hohen Geräuschpegels sowie der Belastung des Abwassers mit gegebenenfalls hohen Anteilen organischer Lösemittel werden die Wasserstrahlpumpen zunehmend von elektrisch betriebenen Vakuumpumpen verdrängt. Bei der Benutzung von Wasserstrahlpumpen muss wegen der Gefahr des Rückschlags zwischen Apparatur und Pumpe immer eine Sicherheitswaschflasche (Woulfesche Flasche) angebracht werden.

Da die Pumpe selbst keinen Antrieb benötigt, ist auch kein Stromanschluss oder ein Verbrennungsmotor notwendig. Daher kann die Pumpe auch in explosionsgefährdeten Räumen betrieben werden.

Bei der Feuerwehr ist die Wasserstrahlpumpe eine wasserführende Armatur zur Wasserentnahme und wurde vor allem früher häufig zum Leerpumpen von vollgelaufenen Kellern eingesetzt.

Hauptartikel: Wasserstrahlpumpe (Feuerwehr)

Literatur

  • Ludwig Prandtl, Oskar Tietjens: Fundamentals of Hydro- and Aerodynamics. Dover 1934, Seite 243.

Einzelnachweise

  1. Walter Wittenberger: Chemische Laboratoriumstechnik. 7. Auflage. Springer, Wien 1973, ISBN 3-211-81116-8, S. 258−259.

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