Maximale stuwdruk waterpomp

Peter van der Weijde stelde deze vraag op 07 december 2024 om 15:43.

Ik wil een alternatief maken voor een boegschoef op mijn boot. Hiervoor wil ik een 12V Waterpomp gebruiken. De pomp uitgang van de pomp zal afhankelijk van welke kant je op wilt draaien links of  rechts een krachtige water straal hebben. Het pomp vermogen van de pomp is 18.000 liter water per uur bij een hoogte verschil van 10cm. Met hoeveel druk zal de waterstraal de boot van richting veranderen? 

Met vriendelijke groet, Peter van der Weijde

Reacties

Theo de Klerk op 07 december 2024 om 16:17

Wegduwen heeft met kracht te maken op een massa (F=ma). Bij gegeven kracht en massa is de versnelling te bepalen (die al snel door waterweerstand tot eindsnelheid zal komen). Het maakt nogal uit of je pomp een roeibootje of een groot jacht moet gaan duwen. Voor een zinnig antwoord is dus tenminste nodig te weten hoeveel massa vooruit geduwd moet worden. 

Druk is een kracht per oppervlakte-eenheid (p = F/A). Dus is ook het oppervlak van de water-uitlaat van belang. Bij gelijkblijvende druk zal bij groter oppervlak er ook een grotere kracht zijn...

Op zich is zelfs de kleinste pompuitlaat in staat een koerswijziging te veroorzaken (elke kracht geeft een versnelling a = F/m, maar afhankelijk van de voorwaartse snelheid op dat moment is het een zeer flauwe bocht (hoge snelheid) of een scherpere (grote kracht). Hierbij wordt de waterweerstand tegen koerswijziging (en mogelijke kiel) even genegeerd in het "ideale" geval.

(Ik heb niks met boten dus misschien zijn er standaardmaten maar ik vermoed van niet)

 

Jan van de Velde op 07 december 2024 om 18:14

Dag Peter,

Ik denk dat je onbedoeld allerlei verkeerde vragen stelt. 

"18.000 liter water per uur bij een hoogte verschil van 10cm" 

Dan is de "druk" waar je om vraagt simpelweg 10 cm waterkolom, en dus 0,01 bar, 1000 pascal (= 1000 newton per vierkante meter). En daar kunnen we weinig mee. 

Je zou kunnen bedenken dat 18 000 liter per uur (afgelezen uit een Q-p diagram bij die pomp?) hetzelfde is als 5 liter per seconde. Als je dat door een buis met een doorsnede van 100 cm² kunt laten stromen, komt daar elke seconde 5 kg water uit met een snelheid van 0,5 m/s. Daar duw je geen schip mee opzij, dat is een nuttig vermogen van minder dan een watt.  

Maar voor een handiger inschatting zou je ook kunnen kijken naar het elektrisch vermogen van je pomp, dan een uitlaat verzinnen die dat vermogen het best benut, en dat dan vergelijken met wat een jetskimotor met dat vermogen zou doen.

Maar bedenk dat we met zijn allen maar zelden meer iets bedenken dat niet eerder is bedacht en geprobeerd:

https://watersportforum.eu/viewtopic.php?f=35&t=3114

Groet, Jan

 

Peter van der Weijde op 07 december 2024 om 18:20

Hallo Theo hartelijk dank voor je reactie!

uiteindelijk zal het wel een uitprobeersel worden. De boot weegt 500kg. Maar om hem zijwaarts weg te duwen zal een kleine massa zijn. Laten we zeggen 100kg. Ook vraag ik me af of de straalpijp een kleine of grote diameter moet hebben. Een kleinere opening versneld de waterstroom wat volgens mij extra druk zal opleveren. Maar zoals jij het omschrijft lijkt het alsof een grotere diameter een beter resultaat zal hebben.

Groetjes Peter

Peter van der Weijde op 07 december 2024 om 18:31

Hallo Jan hartelijk dank voor jouw reactie!

Interessant om te lezen dat het Vetus project geflopt is.. 

Zou bijna zeggen dat het dus niet gaat werken... 

Het vermogen van de pomp is 200 Watt. De pomp kan tot 5 meter hoog pompen maar de hoeveelheid water gaat dan terug naar 2000 liter per uur. 

Maar de werkelijke situatie is dat de pomp niet omhoog hoeft te pompen. Ik zou beter kunnen zeggen 0.

Groetjes Peter

Theo de Klerk op 07 december 2024 om 18:49

>Een kleinere opening versnelt de waterstroom wat volgens mij extra druk zal opleveren

Dat doet het ook, maar je verwisselt druk met kracht. Druk is kracht/oppervlak. Als je een tuinslang open zet komt er een straal water uit met bepaalde snelheid (bepaalt door de druk op het water). Richt hem op je auto en die wordt een beetje schoner. 

Laat een rivier buiten zijn oevers treden en water met dezelfde snelheid naar je auto bewegen en die auto spoelt weg. Wordt ie niet schoner van. Blijft misschien ook niet onbeschadigd.

De doorsnede van je tuinslang (en straal op je auto) is misschien 1 cm2, dat van de riviergolf (tegen je auto) eerder 10 m2. Druk is hetzelfde. Oppervlak niet. Kracht dus ook niet. Hoe groter het oppervlak, hoe groter de kracht (bij dezelfde druk).

Jan van de Velde op 07 december 2024 om 20:00

Peter van der Weijde

Maar de werkelijke situatie is dat de pomp niet omhoog hoeft te pompen. 

Opvoerhoogte en druk zijn in pompjargon twee uitwisselbare woorden. "Hoogte" moet je dus niet letterlijk te nemen, een leidingweerstand drukken we ook uit in meters waterkolom.

Maar hoe het ook zij, laten we eens aannemen dat we je pomp en bijbehorend uitlaatsysteem een energetisch redement van 50% kunnen geven. Dan geeft deze installatie mits voor de rest slim ontworpen je een bijstuurvermogen van ongeveer 100 W ≈ 0,15 PK. Niet bepaald iets met jetski-achtige allures, en niet iets waarvan ik afhankelijk zou willen zijn met meer dan een roeibootje.

Groet, Jan   

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Ariane heeft zeventien appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Ariane nu over?

Antwoord: (vul een getal in)