angewandte Physik im Garten: Regentonne/Regensammler

[Ash-Zayr]

Hallo
Ich bitte um fachkundige Aufklärung und Erklärung, was hier zutrifft. Ich bin da im "Fachstreit" mit meiner Freundin.

Wir haben ein Gartenhaus mit Regenrinne. Dort ist vom Vorbesitzer ein sogenannter Regensammler im Fallrohr eingebacht. An diesem befindet sich etwa 30cm Schlauch. Das wird die Zuleitung für zwei Regentonnen, die wir kaufen werden.

Die Frage ist nun aber, und das soll ja Prinzip des Regensammlers sein: er lässt Wasser in die Tonne, die sich bis zu einem "gewissen Stand" füllt; dann aber nicht weiter, so dass weiteres Wasser geradeaus durch das Fallrohr abbließt und nicht mehr in den Zulaufschlauch zur Regentonne.

Streitpunkt ist nun die relative Höhe des Regensammlers, also dem Punkt ab dem das Wasser zur Tonne fliesst, zur Öffnung in der Tonne selbst.
Hier stehen nun die Stichworte "Prinzip der korrespondierenden Gefässe" und "hydrostatischer Druck "im Raum.

Die beiden Regentonnen werden unten miteinander verbunden und werden so immer natürlich den gleichen Füllstand haben, selbst wenn nur in eine aktiv Wasser hineinläuft.
Auch ist klar: der Regensammler, also der Zulauf in die Tonne, muss sich auf mindestens gleicher Höhe oder eben höher befinden, da das Wasser nicht bergauf fließen kann.
Aber ab einem gewissen Punkt kann es doch dann eben doch bergauf fließen.
Denn es gibt Beispiele, wo zwischen Regensammler und Tonnenzulauföffnung mehrere Meter vergehen und der Schlauch hoch und runter verlegt wird, bis er die Tonne erreicht.
Meine Freundin meint nun, der Regensammler dürfe absolut gesehen nicht zu hoch angebracht werden, weil sonst die Tonne doch überläuft...weil quasi das von oben fliessende Waser so viel Kraft hat, dass die eigentlich schon volle Tonne, bz.w das Wasser bereits auf Höhe der Einfüllöffnung, sich nicht zurückstaut bis zum Regensammmler, wo es dann nach unten fließt.
Würde man hier tatsächlich das Prinzip der Korrespondierenden Gefäße anwenden, würde die Tonne ja in der Tat sich immer höher füllen wollen, um exakt dem Stand zu folgen, der bis zum höher gelegenen Regensammler herrschen würde. Daher trifft das Prinzip hier doch nicht zu?

Aber wie es es nun? Sagen wir, der Regensammler befindet sich in 2m Höhe.
Es folgen 1,5m Schlauch quer nach unten, und auf 50cm bedindet sich die Öffnung in der Regentonne (ca. 10cm unterhalb des Tonnenrandes).
Was geschieht, wenn der Füllstand der Tonne das Zulaufloch erreicht und es weiter regnet und Wasser kommt...? Wird die Tonne sich weiter füllen und überlaufen, oder staut sich das Wasser zurück bis hoch zum Regensammler, egal wie "steil" und weiter der Schlauch zurückreicht, wo es dann nach unten weiter fließt?

Ash

[dreas]

Bei voller Dichtheit wird sich der Wasserspiegel in der Tonne analog zu dem im Zulaufschlauch einpendeln. Daher wenn die Austrittsöffnung im Fallrohr über der Tönnenhöhe liegt, läuft die Tonne über.

[Ash-Zayr]

...hmm..das glaube ich eben nicht, und das scheint anhand gängiger Praxisbeispiele nicht der Fall zu sein. Meine Frage ging davon aus, dass sich der Zulaufpunkt aus dem Rohr über dem Einlaufpunkt in die Tonne befinden muss; jedoch ob es hierbei nun eine Rolle spielt, wie groß der absolute Höhenunterschied ist....;)

[Pinoccio]

...hmm..das glaube ich eben nicht, und das scheint anhand gängiger Praxisbeispiele nicht der Fall zu sein. Meine Frage ging davon aus, dass sich der Zulaufpunkt aus dem Rohr über dem Einlaufpunkt in die Tonne befinden muss; jedoch ob es hierbei nun eine Rolle spielt, wie groß der absolute Höhenunterschied ist....;)Du glaubst deiner Freundin nicht (großer Fehler!) und du glaubst dreas nicht. Würdest du mir glauben, daß beide Recht haben?

Ansonsten: Skizze, Skizze, Skizze - das wichtigste Tool bei physikalischen Fragestellungen!

mfg

[Ash-Zayr]

Hier die Skizze. Die Frage: wie hoch darf oder muss sich der Regensammler befinden, damit der gewollte maximale Höchststand in der Tonne (= Höhe des Einlasses) nicht überschritten wird?

http://img706.imageshack.us/img706/7943/regenq.jpg

[Pinoccio]

Hier die Skizze. Die Frage: wie hoch darf oder muss sich der Regensammler befinden, damit der gewollte maximale Höchststand in der Tonne (= Höhe des Einlasses) nicht überschritten wird?

http://img706.imageshack.us/img706/7943/regenq.jpgAuf Höhe des gewünschten maximalen Wasserstandes der Regentonne - so wie dreas und deine Freundin sagen. :freak:

mfg

[Nevermore4ever]

Ich stimme Pinoccio zu. Und als praktischen Tipp: Falls sowohl der Regensammler als auch die Tonnen schwierig in der Höhe zu verstellen sind, benutze ein T-Stück an der Tonne, stelle es vertikal und leite von seinem oberen Anschluss einen zweiten Schlauch zum nächsten Abfluss.

ODER, falls der Regensammler knapp über der gewünschten Wasserhöhe angebracht ist, baue dem Schlauch ein Boot (lies: Holzklotz oder Plastikkanister), das an ihm festgebunden ist und den Schlauch immer weiter anhebt, je voller die Tonne wird.

[Ash-Zayr]

Auf Höhe des gewünschten maximalen Wasserstandes der Regentonne - so wie dreas und deine Freundin sagen. :freak:

mfg

Also geht ihr doch von dem Prinzip der korrespondierenden Gefäße aus. Aber meiner Meinung nach euer Denkfehler: das würde nur greifen, wenn das Fallrohr unten dicht und somit selbst ein "Gefäß" wäre. Ist es aber nicht..?

[Pinoccio]

Also geht ihr doch von dem Prinzip der korrespondierenden Gefäße aus.
Aber meiner Meinung nach euer Denkfehler: das würde nur greifen, wenn das Fallrohr unten dicht und somit selbst ein "Gefäß" wäre. Ist es aber nicht..?Auja, wir 4 machen Denkfehler und du hast Recht! ;D

Abgesehen davon: es spielt überhaupt keine Rolle nach deiner Skizze, ob das Fallrohr unten zu ist oder nicht. Es sind auch nicht die korrespondieren Gefäße, die dir hier naße Füße bereiten, sondern die schlichte Tatsache, daß die Tonne einfach nur überläuft.

Üb mal! (http://www.flashgames.de/index.php?onlinespiele=9608&todo=play)

mfg

[Surrogat]

das ist ja mal ein sehr interessanter Thread denn ich plane genau so etwas bei mir aufzustellen :D

Zwar war ich anfangs auch der Meinung von Pinoccio, denn in Physik hab ich immer gut aufgepasst, aber was mich ein wenig stutzig machte war ein text auf der Seite des Regensammler-Herstellers, also des Stück Rohres das man da einbauen muss als Abzweig
In diesem Text stand nämlich sinngemäss drin das auch wenn der Abzweig am Regenrohr höher liegt als der obere Rand der Wassertonne, diese nicht überlaufen würde

Das machte mich dann doch stutzig und ich kanns mir eigentlich nur mit den unterschiedlichen Drücken erklären die sich bilden, so ne Regentonne hat ja einen gewissen Durchmesser während der Schlauch aus dem Abzweig nur einen sehr kleinen Durchmesser hat.

Rein physikalisch klingt das nicht unbedingt logisch aber vielleicht klappt es dennoch?

Ach ja,@Pinoccio: auch wenn du dich im Recht fühlst ist es nicht notwendig den anderen lächerlich machen zu wollen,ok?

[BBB]

text auf der Seite des Regensammler-Herstellers
Link? ;)

[dreas]

Erklärung eines Systems. (http://www.dieregensammler.de/catalog/file/21000-11_BA_Garten-Regensammler_D_20061122-1.pdf)

[Annator]

Hier die Skizze. Die Frage: wie hoch darf oder muss sich der Regensammler befinden, damit der gewollte maximale Höchststand in der Tonne (= Höhe des Einlasses) nicht überschritten wird?

http://img706.imageshack.us/img706/7943/regenq.jpg

Hä das funktioniert so nicht. Das sieht doch nen blinder mit Krückstock. Das Teil im Rohr muss auf der Höhe sitzen wo die Tonne aufhören soll voller zu werden. Der Schlauch muss an der Tonne irgendwo unterhalb des maximal Wasserstandes eingebaut werden.

[Nevermore4ever]

Also geht ihr doch von dem Prinzip der korrespondierenden Gefäße aus. Aber meiner Meinung nach euer Denkfehler: das würde nur greifen, wenn das Fallrohr unten dicht und somit selbst ein "Gefäß" wäre. Ist es aber nicht..?

Das Fallrohr selber ist nicht das "Gefäß", das betrachtet werden muss. Sobald der Schlauch höher gefüllt wird als bis zum Rand des Fasses, läuft dieses über.

[meru]

Fallrohr muss in der Höhe bis zu der die Tonne befüllt werden soll eingebaut werden, haben aber eh schon ganz viele gesagt :p

http://pickhost.eu/images/0003/4085/Regen.jpg
(Linie markiert maximalen Füllstand)

Jedenfalls mit einer hydrostatischen Betrachtungsweise, unter Berücksichtigung der Hydrodynamik könnte man sicherlich auch Fallrohre mit einem Rückschlagventil einbauen und das ein wenig tiefer als den maximalen Füllstand setzen - über den Sinn lässt sich streiten :tongue:

[Pinoccio]

Jedenfalls mit einer Hydrostatischen Betrachtungsweise, unter Berücksichtigung der Hydrodynamik könnte man sicherlich auch Fallrohre mit einem Rückschlagventil einbauen und das ein wenig tiefer als den maximalen Füllstand setzen - über den Sinn lässt streiten :tongue:Früher war das eine durchaus gängige Praxis - so ganz ohne elektische Pumpen.
Wikipedia: Hydraulischer Widder (http://de.wikipedia.org/wiki/Hydraulischer_Widder)

mfg

[Piffan]

Was mir dazu noch einfällt: Hat Starkregen (Gewitterguss) einen Einfluss auf den Füllpegel?
Man geht hier immer von der Statik aus, und da ist es klar, dass die Weiche auf Höhe der Füllhöhe der Tonne angebracht werden muss.

Aber wie ist das in Dynamik, wenn bei Starkregen das Wasser in großer Menge kommt? Saugt dann das Ventil wie bei einer Wasserstrahlpumpe oder steigt der Druck so an, dass die Fällser überlaufen?

Weil ich auch diesbezüglich Überlegungen anstelle (Dach ist ca. 10 Meter hoch), frage ich mich, ob man nicht besser eine Reserve im Fass überlässt, damit im Zweifel der Pegel über das Niveau der Weiche steigen kann......

[Henry]

Was mir dazu noch einfällt: Hat Starkregen (Gewitterguss) einen Einfluss auf den Füllpegel?
Man geht hier immer von der Statik aus, und da ist es klar, dass die Weiche auf Höhe der Füllhöhe der Tonne angebracht werden muss.

Aber wie ist das in Dynamik, wenn bei Starkregen das Wasser in großer Menge kommt? Saugt dann das Ventil wie bei einer Wasserstrahlpumpe oder steigt der Druck so an, dass die Fällser überlaufen?

Weil ich auch diesbezüglich Überlegungen anstelle (Dach ist ca. 10 Meter hoch), frage ich mich, ob man nicht besser eine Reserve im Fass überlässt, damit im Zweifel der Pegel über das Niveau der Weiche steigen kann......
theoretisch müssten die rohre/gefäße so dimensioniert sein, dass sie mitteleuropäischen platzregen:D standhalten. aber 100% kann man das natürlich nicht sagen. müsstest mit dem ingeneur/designer reden, der das dimensioniert hat.:biggrin:

[Spasstiger]

Erklärung eines Systems. (http://www.dieregensammler.de/catalog/file/21000-11_BA_Garten-Regensammler_D_20061122-1.pdf)
Da steht auch eindeutig drin, was dem gesunden Menschenverstand klar sein sollte:

http://www.abload.de/img/regenwasserva5d.png

[N0rG]

Auch bei starkem Regen sollte die Tonne nicht überlaufen, da der Überlauf auch in anderer Richtung funktioniert. Bsp: Wenn man schlagartig 10 Liter wasser in die Regentonne kippt wird sich der Druck über den Schlauch ausgleichen und das Wasser läuft ins Fallrohr.
Sollte jetzt das Wasser bei einem Gewitter aus 10m Höhe durch das Rohr schießen wird sich der Wasserstand der Tonne vllt um ein paar mm erhöhen solange es regnet. Sobald der Regen aufhört, und somit der zusätzliche Druck im Schlauch schwindet, gleicht sich das ganze System wieder aus.

mfg

[Piffan]

Auch bei starkem Regen sollte die Tonne nicht überlaufen, da der Überlauf auch in anderer Richtung funktioniert. Bsp: Wenn man schlagartig 10 Liter wasser in die Regentonne kippt wird sich der Druck über den Schlauch ausgleichen und das Wasser läuft ins Fallrohr.
Sollte jetzt das Wasser bei einem Gewitter aus 10m Höhe durch das Rohr schießen wird sich der Wasserstand der Tonne vllt um ein paar mm erhöhen solange es regnet. Sobald der Regen aufhört, und somit der zusätzliche Druck im Schlauch schwindet, gleicht sich das ganze System wieder aus.

mfg

So sind auch meine Gedankengänge. Am Ende, also wenn statische Bedingungen herrschen, passt sich der Pegel wieder an. Die Frage war nur, könnte das Fass während des Starkregens überlaufen, so dass man einen "Sicherheitsrand" einplanten sollte.
Falls es überliefe, wäre das schön blöd, da direkt an der Hauswand und somit die Abdichtung der alten Hauswand auf die Probe gestellt würde...