Wie strömt beim Brunnen die Luft nach?

  • Hallo liebe Community,


    ich hoffe ich werde durch meine wahrscheinlich recht einfache Frage nicht gelyncht8o


    Ich habe mir jetzt einen neuen Brunnen bohren lassen und bin dabei mir nun Brunnenkopf, Brunnenpumpe etc. zu besorgen.


    Jetzt stelle ich mir schon ne Weile die Frage, wie die Luft „ins Erdreich“ nachströmt, wenn ich da mehrere Kubikmeter Wasser pro Stunde raus fördere...oder empfiehlt es sich im Brunnenkopf dafür eine 2. Kabelverschraubung offen zu lassen, wodurch dann Luft nach unten nachströmen kann? Wie funktioniert das physikalisch?


    Gruß Nino

  • wenn ich da mehrere Kubikmeter Wasser pro Stunde raus fördere

    Na, ich hoffe, dass das keine Utopie bleibt. Meistens sind die Brunnen dafür überhaupt nicht ausgelegt.


    Wie funktioniert das physikalisch?

    Der Brunnenkopf wird ja nur gesteckt und nicht luftdicht verschraubt.

    Gruss

    kg49

    Ein Problem ist meist schon halb gelöst, wenn es klar formuliert und vollständig beschrieben wird.


    Dazu gehört hier im Forum vor allem die Beschreibung der Randbedingungen eines zu lösenden Problems,

    also z.B. Schichtenverzeichnis, Brunnenausbauplan, genaue Typenbezeichnung der Pumpe.

    Wenn Daten nicht zur Verfügung stehen, sollte das auch angegeben werden.

  • Tja, in dem Fall:

    Versuch macht kluch.


    Oder einfach mal denken:

    Aufgrund welcher Kräfte fliesst eigentlich das Wasser aus dem Boden in das Filterrohr?

    Welche Unterschiede bestehen bei diesen Kräften wenn

    a) das Brunnenrohr offen ist?

    b) das Brunnenrohr hermetisch verschlossen ist?

    Entsteht im Boden ein Vakuum, wenn ihm Wasser entnommen wird?


    Ich möchte diese Fragen nicht diskutieren, sie sollen das eigene Denken anregen.

    Gruss

    kg49

    Ein Problem ist meist schon halb gelöst, wenn es klar formuliert und vollständig beschrieben wird.


    Dazu gehört hier im Forum vor allem die Beschreibung der Randbedingungen eines zu lösenden Problems,

    also z.B. Schichtenverzeichnis, Brunnenausbauplan, genaue Typenbezeichnung der Pumpe.

    Wenn Daten nicht zur Verfügung stehen, sollte das auch angegeben werden.

  • Deiner Antwort zufolge weißt du es auch nicht genau, möchtest aber mich zum denken anregen...genau mein Humor:*

    Wenn ich mit denken auf die Antwort käme bräuchte ich hier nicht fragen.

  • Da die Frage nicht forenrelevant ist, sehe ich nicht ein, hier einen längeren Beitrag zu erstellen, um die Druckverhältnisse verständlich und anschaulich darzustellen..

    Die Beantwortung meiner als Anregung zu verstehenden Fragen sollte eigentlich auf die Lösung der gestellten Frage führen.

    Und wer den Sachverhalt nicht selber herleiten kann (was kein Negativkriterium ist, die Industrie beklagt nicht umsonst die mangelnde MINT-Bildung in den Schulen), ist mit seiner Fragestellung in einem Physikforum sicherlich besser aufgehoben.

    Gruss

    kg49

    Ein Problem ist meist schon halb gelöst, wenn es klar formuliert und vollständig beschrieben wird.


    Dazu gehört hier im Forum vor allem die Beschreibung der Randbedingungen eines zu lösenden Problems,

    also z.B. Schichtenverzeichnis, Brunnenausbauplan, genaue Typenbezeichnung der Pumpe.

    Wenn Daten nicht zur Verfügung stehen, sollte das auch angegeben werden.

  • Hallo Nino23,


    ich versuche mal deine berechtigte und interessante Frage zu beantworten.

    Der Umgebungsdruck außerhalb deines Brunnens wird für den nötigen Ausgleich sorgen, sodass du dir darüber keine Gedanken machen musst.


    Wenn du dein Brunnenrohr gesetzt hast, dann ist der Wasserstand in deinem Brunnenrohr meistens höher, als der Grundwasserspiegel. Dass liegt daran, dass der Umgebungsdruck außerhalb deines Brunnens größer ist als in deinem Brunnen. In deinem Brunnen wirst du Atmosphärendruck (ca. 1 bar haben) und außerhalb einen höheren Druck durch das Gestein, den Sand, etc. (vgl. Trinkhalmprinzip). Wenn du nun Wasser ziehst, so entsteht ein kleiner Druckunterschied zwischen deinem Brunnenrohr und der Umgebung. Die Natur strebt aber immer ein Gleichgewicht des Drucks an, sodass Wasser in dein Brunnenrohr nachströmen wird, bis der Druck im Brunnenrohr ausgeglichen ist.


    Viele Grüße

  • Diese Aussagen sind sehr originell, und da sie nicht sicherheitsrelevant sind, lasse ich sie mal unkommentiert so stehen.

    Gruss

    kg49

    Ein Problem ist meist schon halb gelöst, wenn es klar formuliert und vollständig beschrieben wird.


    Dazu gehört hier im Forum vor allem die Beschreibung der Randbedingungen eines zu lösenden Problems,

    also z.B. Schichtenverzeichnis, Brunnenausbauplan, genaue Typenbezeichnung der Pumpe.

    Wenn Daten nicht zur Verfügung stehen, sollte das auch angegeben werden.

  • kg49 und Pumpenheini,

    ich würde mich über eine Erklärung Eurerseits freuen. Nino23 hat eine Frage gestellt, die ihn beschäftigt hat und er hat diese nicht grundlos hier ins Forum gestellt. Wir als Forenmitglieder sollten versuchen seine Frage zu beantworten.

    Gegenfragen zu stellen, um den Fragestellenden auf die richtige Spur zu bringen, kann man meiner Meinung nach in der Schule machen. Einen längerer Beitrag muss auch nicht geschrieben werden, sondern den Sachverhalt kurz und knapp erklären, sollte ausreichen. Physik kann auch in einfachen Worten anschaulich erklärt werden. Ich gehe aber davon aus, dass jemand mit einem Hochschulabschluss in einem MINT-Gebiet (kg49?), die Frage von Nino23 leicht und verständlich aus dem Ärmel schütteln wird.


    Viele Grüße

  • leicht und verständlich aus dem Ärmel schütteln wird.

    Das ist leider ein weit verbreiteter Irrtum, dass sich physikalische Zusammenhänge kurz und gleichzeitig erschöpfend darstellen lassen, da die vorhandenen physikalischen Grundvorstellungen und Kenntnisse häufig nicht richtig sind.

    Als Beispiel nehme ich dazu nur die Vorstellungen zur Druckverteilung aus dem vorherigen Beitrag

    In deinem Brunnen wirst du Atmosphärendruck (ca. 1 bar haben) und außerhalb einen höheren Druck durch das Gestein, den Sand, etc. (vgl. Trinkhalmprinzip).

    und belege das durch folgenden wissenschaftlichen Artikel, aus dem ich wie folgt zitiere:

    "An der freien Grundwasseroberfläche ist der Wasserdruck gleich dem Luftdruck der Atmosphäre."

    https://www.spektrum.de/lexiko…schaften/grundwasser/6424


    Gruss

    kg49

    Ein Problem ist meist schon halb gelöst, wenn es klar formuliert und vollständig beschrieben wird.


    Dazu gehört hier im Forum vor allem die Beschreibung der Randbedingungen eines zu lösenden Problems,

    also z.B. Schichtenverzeichnis, Brunnenausbauplan, genaue Typenbezeichnung der Pumpe.

    Wenn Daten nicht zur Verfügung stehen, sollte das auch angegeben werden.

  • kg49 . Danke für den interessanten Artikel, aus dem ich auch gerne zitieren möchte:


    "Die Standrohrspiegelhöhe ist die Summe aus geodätischer Höhe und Druckhöhe eines Punktes in einem betrachteten Grundwasserkörper. Die gedachte Fläche durch die Endpunkte aller Standrohrspiegelhöhen ergibt die Grundwasserdruckfläche. Grundwasser, bei dem Grundwasseroberfläche und Grundwasserdruckfläche zusammenfallen, wird als freies Grundwasser(ungespanntes Grundwasser) bezeichnet. An der freien Grundwasseroberfläche ist der Wasserdruck gleich dem Luftdruck der Atmosphäre. Häufig fallen jedoch Grundwasseroberfläche und Grundwasserdruckfläche nicht zusammen. Dies ist der Fall, wenn der Grundwasserleiter von schlecht durchlässigen Grundwasserhemmern (Aquitarde) oder Grundwassernichtleitern abgeschlossen wird, das Grundwasser also nicht so hoch ansteigen kann, wie es seinem hydrostatischen Druck entspricht. Unter diesen Verhältnissen liegt ein gespanntes Grundwasser vor. Der Druck an der Grundwasseroberfläche ist größer als der atmosphärische Druck. Liegt die Grundwasserdruckfläche höher als die Geländeoberfläche, so handelt es sich um artesisch gespanntes Grundwasser und das Grundwasser läuft aus einer Bohrung frei aus."

    Quote


    Das Zitat, dass an der freien Grundwasseroberfläche der Wasserdruck gleich dem Luftdruck der Atmosphäre ist, ist natürlich richtig (freies Grundwasser). Ich will auch gerne erklären, wo man diesen Zustand findet. Diesen Zustand findet man z. B. bei freien Wasserflächen (Seen, Meere, in nicht hermetisch abgedichteten Brunnenrohren, im gefüllten Wasserglas, ....). Dort ist nämlich der Wasserdruck gleich dem Luftdruck oder in Kräften (Kraft ist gleich Druck multipliziert mit der Fläche) ausgedrückt, die Kraft der Luft auf das Wasser ist gleich der Kraft des Wassers Richtung Luft.


    In meinem gestrigen Beitrag habe ich geschrieben, dass in dem Brunnenrohr 1 bar=atmosphärischer Druck="normaler" Luftdruck herrschen und freies Grundwasser (laut deinem Zitat somit richtig). Außerhalb des Brunnens haben wir jedoch gespanntes Grundwasser, und somit ist dort der Druck des Grundwassers größer, als der atmosphärische Druck (habe ich in einfachen Worten auch beschrieben). Deshalb steigt auch das Grundwasser in dem Brunnenrohren teilweise an.


    Ich hoffe ich konnte unter zu Hilfenahme des Fachartikels die Frage des Fragestellenden beantworten. Bin aber immer noch gespannt über die Antwort/anschaulichere Erklärungen anderer Foren-Mitglieder.


    Viele Grüße

  • Ich wusste, warum ich nicht weiter in diesem Thread geschrieben hatte, und das ist jetzt der letzte Beitrag von mir zu diesem Thema.


    "Grundwasser, nach der in Deutschland gültigen DIN 4049, Teil 3 wird Grundwasser als unterirdisches Wasser bezeichnet, das die Hohlräume der Lithosphäre zusammenhängend ausfüllt und dessen Bewegungsmöglichkeit ausschließlich durch die Schwerkraft bestimmt wird ( Abb. )"


    Das ist der erste Satz aus dem Artikel.

    "unterirdisch" bedeutet: unter der Erde.

    Ich will auch gerne erklären, wo man diesen Zustand findet. Diesen Zustand findet man z. B. bei freien Wasserflächen (Seen, Meere,

    Das ist definitionsgemäss kein Grundwasser.

    Außerhalb des Brunnens haben wir jedoch gespanntes Grundwasser, und somit ist dort der Druck des Grundwassers größer, als der atmosphärische Druck (habe ich in einfachen Worten auch beschrieben).

    Dies als allgemein gültig für alle Wässer ausserhalb des Brunnenrohres darzustellen, ist falsch. Gespanntes Grundwasser liegt nur vor, wenn bestimmte Voraussetzungen vorliegen:

    "Dies ist der Fall, wenn der Grundwasserleiter von schlecht durchlässigen Grundwasserhemmern (Aquitarde) oder Grundwassernichtleitern abgeschlossen wird, das Grundwasser also nicht so hoch ansteigen kann, wie es seinem hydrostatischen Druck entspricht."

    Es sind also bestimmte geologische Voraussetzungen erforderlich.

    Vor allem wird das Grundwasser nicht durch den Druck des Gebirges gespannt.


    Damit dürfte von meiner Seite her alles gesagt sein.

    Für mich gilt ab jetzt: EOD.

    Gruss

    kg49

    Ein Problem ist meist schon halb gelöst, wenn es klar formuliert und vollständig beschrieben wird.


    Dazu gehört hier im Forum vor allem die Beschreibung der Randbedingungen eines zu lösenden Problems,

    also z.B. Schichtenverzeichnis, Brunnenausbauplan, genaue Typenbezeichnung der Pumpe.

    Wenn Daten nicht zur Verfügung stehen, sollte das auch angegeben werden.

Brunnen selber bauen