Nog even een rekensommetje m.b.t. de 75 en 38mm slangen. Het probleem van drukverlies gaat zich natuurlijk voordoen bij hogere capaciteiten waarbij een relatief hoge einddruk vereist is. Ook als de einddruk aan het eind van de slang 1 bar moet zijn (minimale intrededruk ivm het platzuigen van slangen) doet dit probleem zich natuurlijk voor, alleen mag je veel meer druk verliezen dan in het geval waar 8 bar vereist is (bijvoorbeeld voor een waterkanon) aan het eind van de slang.
Nu kun je zeggen we gebruiken alleen maar 75mm slang, zit je ook niet met de lagere capaciteit van een 38mm slang te klooien, echter is een binnenaanval in een woning niet goed uit te voeren met een 75mm slang. Deze is zwaarder en stugger en kan daardoor minder krappe bochten maken. Het gewicht verschil zonder water erin valt misschien nog te overzien, maar er zit ook nog water in de slang:
dichtheid van water 1L=1Kg
- 75mm slang heeft een doorsnedeoppervlakte van 0.004418m2 * 20m = 0.08836m3 oftewel 88,3 liter en dus ook kg aan water.
- 38mm slang is qua doorsnedeoppervlakte 4x kleiner want in de oppervlakteformule: A=0.25*Pi*(d^2) dus een half =0.5^2=0.25 = 1/4
Het gewicht van het water in de slang is dus in plaats van 88.3kg maar 22kg. En dat scheelt een hoop als je met die slang door een pand moet gaan zeulen, alleen 75mm is dus geen optie.
Maar waarom dan niet alleen maar 38mm slangen? Terug naar het drukverlies verhaal:
Het probleem doet zich dus voor bij het voeden van hoogwerkers, het voeden van waterkanonnen, 500m watertransport (2x75mm) etc waar hoge hoeveelheden water vervoerd moeten worden. Waarbij de situatie met een vereiste hoge druk aan het eind van de slang als kritisch gezien mag worden.
Een 75mm slang heeft dus een halve doorsnede van een 150mm slang dus het water stroomt 4x zo snel door de slang in het geval van hetzelfde debiet. Nu rekenen we eerst de 150mm met 2000l/m terug naar 150mm slang met 1000 l/min:
Halvering van de stroomsnelheid is gelijk aan 1/4 van het drukverlies, oftewel:
150mm slang @1000l/m drukverlies = 0.04 bar.
75mm slang @ 1000l/m = 4x zo hoge stroomsnelheid =16x het drukverlies dus 0.04*16=0.64bar/100m
38mm slang @ 1000l/m = 16x zo hoge stroomsnelheid (t.o.v. 150mm slang) dus 256 x zo hoge drukverlies = 0.04*256= 10,24bar
Dit even terug rekenen naar 20m slanglengte dus alles delen door 5:
38mm slang @1000l/m = 2 bar
75mm slang @1000l/m = 0,128 bar
Als wij dus een hoogwerker gaan voeden zonder opvoerpomp met 2000l/m met 2x een slang. De pomp van de TS levert 10 bar, en de hoogwerker wil daar minimaal 8 bar van terug zien. Dat betekend dat de slanglengte niet langer mag zijn dan 20m in het geval van de 38mm slang. In het geval van de 75mm is dat meer dan 300m. Je beperkt jezelf dan dus met je slanglengtes en inzetbaarheid/plaats van het materieel.
Zoals je ook kan zien loopt de 38mm slang volgens deze berekening al bij 1000 l/min op zn tenen, in sommige gevallen worden een waterkanon van 2000l/m (over korte afstand) gevoed met slechts één 75mm slang, dat is dus niet mogelijk met die 38mm slang want dan blijft er onvoldoende druk over aan het eind van de slang.
Validatieberekening:
2x zo hoog debiet =4x zo hoog drukverlies
75mm @2000l/m = 0.5 bar per 20 meter
38mm @2000l/m = 8 bar per 20 meter
Oftewel zelfs met 1 enkele 75mm slang kom je met 2000 liter per minuut nog 80m ver, terwijl de druk aan het eind van de slang 8 bar is.
Met een 38mm slang kom je niet eens in de buurt, na 20m is er nog maar 2 bar over.
Moraal van het verhaal (ik vond het leuk dit uit te rekenen) (en jullie hiermee te vermoeien
):
75mm is te stug en onhandelbaar in sommige situaties. 38mm heeft niet voldoende capaciteit om een serieuze voeding te zijn voor een waterkanon of hoogwerker.
Note: Deze berekeningen zijn niet erg accuraat, er is versimpeld gerekend en er is dus geen rekening gehouden met reynoldsgetallen etc. Een indicatie is het echter wel.