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Die Funktion eines "Wasserwidders

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Der physikalische Effekt ist der "Widderstoß", eine plötzliche Druckwelle, die immer dann auftritt, wenn bei einem von Wasser durchströmten Rohr plötzlich den Auslass verschlossen wird.

Es ist vergleichbar mit einem schweren Hammer der auf einem Ambos schlägt, und abrupt gestoppt wird.
Der Hammer federt zurück, aber das Wasser hat eine große Trägheit, wodurch sehr hohe Stoßdrücke aufgebaut werden.

Um die genaue  Funktion eines „Wasserwidders“ zu verstehen, muss man wissen aus welchen wichtigen Teilen er besteht.

 

Aufbau eines"Wasserwidders"
Funktion

  • Treibleitung

  • Stoßventil

  • Druckventil

  • Windkessel

  • Steigleitung

Wie arbeitet ein "Wasserwidder"?

Das Wasser fließt aus dem "Treibwasserbehälter" über eine „Treibleitung“ in den Widder, und ein Teil des Wassers fließt scheinbar ungenutzt durch den Widder und tritt beim "Stoßventil" aus. Dieser Wasserfluss wird jedoch benötigt, um eine maximale Fließgeschwindigkeit aufzubauen. Das "Stoßventil" des Widders wird durch den Volumenstrom des Wassers schlagartig geschlossen, d.h., wenn das Wasser seine maximale Fließgeschwindigkeit hat, schließt sich auch das "Stoßventil".
Dabei entsteht eine Druckwelle und es kommt zum  „Druckstoß“.
Aus der kinetischen Energie der bewegten Wassersäule wird eine potentielle Energie. Dadurch erhöht sich der Druck in der „Treibleitung“, und auch im Widder. Durch den starken  Druckanstieg öffnet sich das "Druckventil" (Rückschlagventil), das wie ein Überdruckventil wirkt, und das Wasser wird in den "Windkessel" gedrückt.
Im "Windkessel" befindet sich ein Luftpolster, der beim Eintritt des Wassers komprimiert wird. Sobald der Druck der Luft im "Windkessel" größer ist als der sich am Ende der "Steigleitung" befindende Atmosphärendruck, beginnt die Luft im "Windkessel" wieder zu expandieren. Das Wasser im "Windkessel" wird wieder zurückgedrückt, und schließt das Druckventil. Das Wasser kann nur noch aus dem "Windkessel" in die „Steigleitung“ entweichen. Das Wasser wird nach oben in den "Hochbehälter" gefördert.
Durch diesen plötzlichen Druckabfall im Widder entsteht ein leichtes Vakuum, wodurch das "Stoßventil" wieder geöffnet wird. (Unterstützt je nach Bauart, durch ein Gewicht oder eine Druckfeder)
Das Wasser in der Treibleitung beginnt wieder bis zur maximalen Fließgeschwindigkeit zu beschleunigen, und der Vorgang beginnt erneut.