Berechnung und Dimensionierung eines hydraulischen Widders

Nachdem wir wissen wo und wie ein Widder eingesetzt werden kann, sollte ich warscheinlich meine Ansätze zur Berechnung und Dimensionierung eines Widders Teilen.

Alle diese Annahmen basieren auf hydraulischen Grundkenntnissen und ich kann nicht garantieren, dass sie korrekt sind, dementsprechend möchte ich hiermit zur Angeregten Diskussion über Korrektheit und Verbesserungsvorschläge anregen.

Bevor ich mit meinen eigenen Ausführungen anfange möchte ich etwas aus meiner Recherche Teilen. Da Tabellen meist einfacher sind Berechnungen gibt es HIER mal eine zur Rohrdimensionierung infolge des Durchflusses. Außerdem habe ich an mehreren Stellen gelesen, dass ein Widder ca. 15 mal so hoch hebt wie die Höhendifferenz zwischen Einlauf Triebleitung und Auslauf Widder.

Für den Widder Ausschlaggebend ist die Triebleitung. Die Steigleitung sollte natürlich auch keine all zu großen Widerstände aufweisen, diese sind aber im Verhältnis vernachlässigbar.
Ich habe mithilfe des Energieerhaltungssatzes eine Berechnung des Durchflusses in der Triebleitung durchgeführt. Die Einlaufverluste und jene der Armaturen wurden hierbei nicht beachtet, dafür wurde eine relativ hohe Rohreibungszahl angenommen.
Anschließend habe ich mithilfe dieser Formel den Druckstoß berechnet. Der Druckstoß ist ausschlaggebend für die maximale Hubhöhe des Widders, allerdings ergeben sich hier sehr hohe Werte, welch nur für den Bruchteil einer Sekunde bestehen und somit nur geeignet sind um verschiedene Konfigurationen zu vergleichen wie zum Beispiel die Auswirkung einer Längeren Leitung oder einer Tieferen Position des Widders.

In dieser Excel- Tabelle sind die beiden Formeln bereits eingeben und du kannst sie gerne als Ausgangspunkt verwenden.

Mit meinem selbst gebautem Widder ist eine Hubhöhe von 15 Metern bei einer 30 Meter langen Triebleitung und einem Gefälle von 3 Metern problemlos möglich, dabei ergibt sich aus meinen Berechnungen ein Druckstoß von ca. 40 Bar. Mit dem gleichen Widder bei 2 Metern Gefälle ergibt sich ein Druckstoß von ca. 30 Bar, in dieser Konfiguration sind 10 Meter Hubhöhe leicht machbar.

Wie mein Widder zusammengesetzt ist wird HIER genau beschrieben.
Meine Erfahrungen mit dem Widder sind HIER festgehalten, in dieser Konfiguration wurden ca. 2 Liter pro Minute gefördert bei einem Gefälle von ca. 2,5m und einer Steighöhe von ca. 15 Metern. Bei höherer Fallhöhe öffnet die Rückschlagklappe nicht mehr zuverlässig.

Anmerkungen zur Berechnung:

Alle Einheiten müssen umgerechnet werden um korrekte Ergebnisse zu erhalten.
Nur Gelb markierte Zellen sollten bearbeitet werden.
Alle Werte die du nicht kennst können so belassen werden, da hier häufige Werte verwendet wurden.
Die nicht markierten Werte sind solche, die sich entweder gar nicht oder nur sehr leicht ändern sollten und daher keiner Anpassung bedürfen.

Ich werde diesen Beitrag womöglich in Zukunft weiter Bearbeiten und bessere Berechnungen zur Verfügung stellen soweit ich welche habe.