Sanitärtechnik
Abwasserturm
Der Abwasserturm stellt eine Nachbildung realer Entwässerungssysteme dar. Unter Verwendung transparenter Rohrleitungen sind Strömungssituationen in richtigen und falschen Installationen gezeigt. In Verbindung mit handelsüblichen Ausstattungsgegenständen (Waschtisch, WC, Urinal) und Nachbildungen (Badewanne, Dachfläche) können die Studierenden die Strömungssituation sowie mögliche Feststoff-Transportprobleme in den Rohrleitungen verfolgen. Die Studierenden haben die Aufgabe, fehlerhafte Installationen zu erkennen und deren Folgen zu erläutern. Rückstau, Leersaugen und Ablagerungen sind durch die transparenten Rohrleitungen sichtbar. Die Geräuschbildung beim Leersaugen von Geruchverschlüssen ist eindeutig wahrnehmbar. Demgegenüber sind vergleichbare Erscheinungen in den regelkonformen Installationen nicht zu erkennen, wovon sich die Studierenden in parallelen Versuchen überzeugen können.
Freispiegelströmung
Ein wesentliches Merkmal der Strömung in Entwässerungsrohrleitungen ist die sog. Freispiegelströmung. Dabei ist im Rohr oberhalb des fließenden Wassers noch Luft. Ein Vorteil dieser Strömungsart besteht in der Möglichkeit eines ständigen, ungehinderten Gasaustauschs mit der Atmosphäre (Umgebung). Wesentlicher erscheint aber, dass mit zunehmender Füllhöhe der zu transportierende Volumenstrom weiter anwachsen kann, den Wert bei Vollfüllung z.T. übersteigt. Die Studierenden lernen an diesem Versuchsstand das Fließverhalten in teilgefüllten, drucklosen Entwässerungsrohrleitungen kennen. Bei unterschiedlichen Rohrsohlengefällen sind in Abhängigkeit der augenblicklichen Füllhöhe Volumenströme einzustellen und zu dokumentieren. Die gemessenen Werte sind im Rahmen der Versuchsauswertung durch Rechnungen zu bestätigen. Im Ergebnis entstehen in Abhängigkeit des gewählten Gefälles (1:50 bzw. 1:100) Geschwindigkeits- und Volumenstromprofile.
Längendehnung von Rohrleitungen
Sowohl in der Heizungs- als auch in der Sanitärtechnik unterliegen Rohrleitungen schwankenden thermischen Einflüssen, die in unterschiedlichen Abständen die Rohrleitungen selbst aber auch Rohrbefestigungen belasten. Die dabei auftretende Längendehnung ist in Abhängigkeit der gewählten Materialien und der Temperaturen verschieden.
Für die Rohrleitungsführung sind die Längendehnungen von besonderer Bedeutung. Die Studierenden messen und berechnen die Längendehnung verschiedener Rohrmaterialien in Abhängigkeit der Temperatur. Der lineare Ausdehnungskoeffizient ist aus den Messungen zu ermitteln.
Druckverluste in geraden Rohrleitungen
Für die ordnungsgemäße Funktion von Sanitär- und Heizungsanlagen sind exakte Druckverlustberechnungen unabdingbar. Grundlage für die Versuchsdurchführung sind strömungstechnische Grundkenntnisse, die den Studierenden bereits vermittelt wurden.
Rohrleitungen unterschiedlicher Materialien und Durchmesser werden mit Kaltwasser durchströmt, die Differenzdrücke sind zu messen. Darauf aufbauend zeichnen die Studierenden die Rohrnetzkennlinie. Zugleich erfolgt die Berechnung der Druckverluste. Mess- und Rechenwerte werden verglichen. Auftretende Differenzen werden diskutiert.
Druckverluste in Bauelementen
Für die ordnungsgemäße Funktion von Sanitär- und Heizungsanlagen ist die Kenntnis der Größe sog. Einzelwiderstände von besonderer Bedeutung. In besonderen Situationen (Wärmeübertrager-/Hausanschluss-/Verteilerstationen) können Einzelwiderstände einen größeren Strömungsverlust aufweisen, als gerade Rohrleitungen. Die Anlagenfunktion kann bei Nichtbeachtung spürbar beeinflusst werden. Grundlage für die Versuchsdurchführung sind strömungstechnische Grundkenntnisse, die den Studierenden bereits vermittelt wurden. Einzelwiderstände (Wasserfilter sauber und verschmutzt; Wasserzähler) werden aufgrund ihrer relativ großen Verluste als Modellobjekte verwendet. Diese Bauteile werden stellvertretend für andere Einbauteile (Winkel, Bögen, T-Stücke, Sammler, …) mit Kaltwasser durchströmt, Differenzdrücke sind zu messen. Darauf aufbauend zeichnen die Studierenden die Druckverlustkennlinie dieser Bauteile. Auf Basis der theoretischen Zusammenhänge erfolgt parallel zu den Messungen die Berechnung der Druckverluste. Mess- und Rechenwerte sind zu vergleichen. Auftretende Differenzen sind zu diskutieren.