Federbelasteter Hydrospeicher
Wir betrachten ein einfaches Modell eines federbelasteten Hydrospeichers. Der vertikal stehende Speicher (Grundfläche 50 dm2) werde von einem Kolben, der an einer Feder hängt, zugedeckt. Kolben und Feder sind so konstruiert, dass sie zusammen einen Druck (Überdruck) erzeugen, der von Null her linear mit der Füllhöhe zunimmt. Das heisst, dass in der tiefsten Stellung der Kolben den Gefässboden gerade berührt, aber nicht daraufdrückt. Bei einem Meter Füllhöhe erzeugt der Kolben einen Druck von 0.5 bar. Dieser Druck addiert sich zum hydrostatischen Druck der Flüssigkeit. Sie soll eine Dichte von 1.5 kg/Liter haben.
- Wie gross ist die Kapazität des Speichers?
- Wieviel Energie muss eine Pumpe mindestens aufwenden, um 1000 Liter in den leeren Speicher hineinzudrücken?
- Wieviel Flüssigkeit kann eine Pumpe in den leeren Speicher hineindrücken, bis 20 kJ Energie aufgewendet worden sind?
Quelle: TWI, Grundstudium 1995