Onderdruk berekenen in een omgekeerd vat (waterpomp zonder stroom)
stelde deze vraag op 25 oktober 2022 om 17:55.Vraag 1:
Stel je hebt een gesloten vat met 100 liter water (100kg). (zie afbeelding 1)
Onderaan kan het water uit het vat lopen via een buis. Als het water uit het vat loopt wordt er in het vat onderuk gecreëerd.
Vraag: Hoe bereken je de onderdruk die ontstaat in het vat? Hoeveel negatieve druk creër je met 100 kg water? Welke formule gebruik je hiervoor?
Om te voorkomen dat er lucht in het vat wordt gezogen door de onderdruk steekt het uiteinde van de buis in een kom water.
Dit principe wordt reeds gebruikt bij automatische drinkbakjes voor huisdieren enzo.
Vraag 2:
Is de onderuk die ontstaat in het vat sterk genoeg om via een andere buis water op te zuigen? (zie afbeelding 2)
En zo ja, hoe bereken je de hoeveelheid water (gewicht) dat kan opgezogen worden met die onderdruk? Met andere woorden, hoeveel volume/gewicht aan water kan er maximaal in die buis zitten, of hoe lang kan die buis maximaal zijn om hier water mee op te pompen?
Doel:
Het doel van deze setup is een Off Grid waterpomp te creëren die water naar een hoger niveau (vb uit een put) kan pompen, zonder gebruik te maken van elektriciteit of een andere mechanische pomp, dus puur met behulp van zwaartekracht.
Opmerkingen:
Ik heb al heel wat commentaar gekregen dat dit niet zal werken omdat de wet van de communicerende vaten hier van kracht zou zijn, echter in deze setup speelt er meer dan enkel de wet van de communiceren vaten. Ik weet zelfs niet of die wet van communicerende vaten hier uberhaüpt wel van toepassing is omdat deze hele setup ondersteboven staat tov van die communicerende vaten. Bij communicerende vaten wordt ook geen onderdruk gecreërd.Mijn theorie is dat het gewicht van het water in het vat (100 kg) groter is dan het gewicht in de buis waardoor je een wipplank effect krijgt waarbij het zwaarste gewicht door de zwaartekracht naar beneden getrokken wordt en het lichtste naar boven gaat.
De onderdruk in het vat wordt volgens mij gecompenseerd door het water dat via die buis het vat in wordt gezogen terwijl het water in het vat door de zwaartekracht zelf continu verder onderdruk blijft creëren.
Ik vergelijk het principe van deze setup ook een beetje met die van zo'n oude klok waarvan je de gewichten dagelijks omhoog moest trekken. Het zijn deze gewichten die door de zwaartekracht het mechanisme van die klok gaande houden. De zwaartekracht is dus de energie die continu aan het systeem wordt toegevoegd.
Er kan manueel ook al initiële beweging toegevoegd worden aan het water waardoor er al stroming is in de gewenste richting. De wet op het behoud van energie is hier dus ook een factor. Deze stroming is ook van belang om zo het inzuigen van lucht via die onderste buis te voorkomen.
Reacties
Doel:
Het doel van deze setup is een Off Grid waterpomp te creëren die water naar een hoger niveau (vb uit een put) kan pompen, zonder gebruik te maken van elektriciteit of een andere mechanische pomp, dus puur met behulp van zwaartekracht.
ook van mij het commentaar dat je doel niet gehaald gaat worden: dit staat gelijk aan water tegen een berg op omhoog laten lopen, en zou je dat zien gebeuren, dan zou je van angst wegrennen (althans, ik wel...)
Die massa water (100 kg) is niet van invloed: de hoogte van de waterkolom wel. Anders zouden we ook nooit met een dijk een hele oceaan kunnen tegenhouden.
In afbeelding 3 hierboven, met bijv een meter water in dat vat, trek je dus maximaal 1 mwk (meterwaterkolom) ≈ 0,1 bar onderdruk, en daarmee kun je water uit die put dus maximaal een meter omhoog"zuigen".
Vanuit bovenstaande situatie gebeurt er dus dit:
Groet, Jan
Hallo Jan,
Bedankt alvast voor je snelle antwoord.
Dat in de natuur het water niet bergopwaarts vloeit zou ik ook niet willen zien gebeuren. Maar in het geval van die berg wordt er wel nergens onderdruk gecreërd.
Als ik jouw logica volg en het gewicht van het water niet relevant is maar wel de hoogte van de waterkolom (1 meter waterkolom ≈ 0,1 bar onderdruk), dan zou je ook op dit uitkomen: 
Als vat 1 en vat 2 even hoog zouden zijn, dan zou je dezelfde onderdruk krijgen van 0,1 bar, ongeacht hoeveel gewicht er in die vaten zou zitten.
Ik vind dit moeilijk te geloven. Het lijkt mij helemaal niet logisch dat de massa van het water in die vaten geen invloed zou hebben op die onderdruk.
Ik heb op internet al heel wat filmpjes gevonden die hier over gaan en de meesten lijken echt wel fake maar hier is er eentje die er wel iets overtuigender uit ziet dan veel andere en mij toch wat overtuigd heeft dat het idee wel degelijk werkt.
Je kan in dit filmpje ook heel mooi zien hoe de onderdruk de folie strak naar binnen doet opspannen.
Halo Theo,
Dat concept van die pilaren snap ik.
Maar neemt de druk onderaan ook toe als de massa erboven geconcentreerd wordt op 1 punt, door bijvoorbeeld een trechtervorm te gebuiken?
Stel dat, zoals hieronder, vat 1 en vat 2 hebben hetzelfde volume aan water, maar vat 1 is smal en hoog en vat 2 is minder hoog maar trechtervormig, is de druk onderaan in beide gevallen gelijk? Want in beide gevallen is er een zelfde volume water dat onderaan op een zelfde oppervlakte drukt, ook al zijn beide vaten niet even hoog.
Nee. Wat telt is hoe hoog de kolom is. Dus ook als de trechter verandert in een scheef rietje, dan is de extra hoogte (niet de lengte: een horizontaal rietje draag niets bij) door het rietje van belang.
Onderstaande figuur (in welke variant ook) toont dat ook aan: de druk beneden is dezelfde, hoe de buisjes ook gevormd zijn of scheef staan. Als dat aanvankelijk niet zo is, dan gaat de vloeistof stromen net zolang dat de bovenranden gelijk staan. Giet in 1 buis vloeistof bij (hoger niveau) en alle buizen zullen hun niveau ook verhogen tot alles gelijk is.
Rudy Dingens
Als vat 1 en vat 2 even hoog zouden zijn, dan zou je dezelfde onderdruk krijgen van 0,1 bar, ongeacht hoeveel gewicht er in die vaten zou zitten.
Ik vind dit moeilijk te geloven. Het lijkt mij helemaal niet logisch dat de massa van het water in die vaten geen invloed zou hebben op die onderdruk.
Toch is dat gelukkig wel heel logisch: anders zou zwemmen in zee, een énorm brede waterkolom, onmogelijk worden door de verpletterende druk op 2 centimeter diepte.
Groet, Jan
