Kapillar-Pumpe

Kondenswasser von Fenstern, das auf die Fensterbank heruntertropft soll von dort entfernt werden. Am besten, ohne sich weiter zu verbreiten und an die Wand zu gelangen oder von der Fensterbank aus der Wand herunterzulaufen.

Man könnte es auftupfen. Ideal ist es ein System so zu gestalten, dass das Wasser wie mit einem Schwamm kapillar aufgenommen wird und dass der Schwamm dann in einen Sammelbehälter entleert wird.

Kann man das System so gestalten, dass es einerseits Wasser kapillar von oben aufsaugt, um die weitere Ausbreitung des Wasserflecks zu vermeiden, und gleichzeitig ohne weitere bewegte Teile, praktisch in einem Zug, das Wasser wieder in einen Sammelbehälter abgibt? Am besten ist es, wenn die Aufgabe auch noch ohne Zufuhr von Energie erfüllt wird.

Wie geht das? oder geht das gar nicht?
Manfred

Hi Manfred!
Kennst Du denn überhaupt die Lösung? *lol*

Sofern der Behälter unterhalb der "Absaug"-Stelle steht, kann einfach ein Tuch verwendet werden, welches dann das Wasser aufsaugt und, ab einem bestimmten Füllungsgrad weiteres Wasser in den Sammelbehälter tropfen lässt. Der Kapillareffekt lässt das Wasser immer weiter laufen, sobald das am einen Ende entfernt ist. Funktioniert genauso wie ein Schlauch, den man ansaugt, um den Füllstand über den Scheitelpunkt zu bringen und dann unter den Scheitelpunkt hält.
Einziges Problem dabei: an der Stelle, an der das Tuch liegt, ist immer Wasser (wenn man von Verdunstung absieht). Um die Kontaktfläche mit dem nassen Tuch und der Auflagefläche möglichst klein zu halten, sollte man bis kurz vor die Absaugstelle eine Plastikfolie unter das Tuch legen.

So sollte es eigentlich funktionieren... Vielleicht ein etwas konfus geschriebener Text, aber was solls... ;)

MfG
Stefan

Zitat:

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welches dann das Wasser aufsaugt und, ab einem bestimmten Füllungsgrad weiteres Wasser in den Sammelbehälter tropfen lässt. Der Kapillareffekt lässt das Wasser immer weiter laufen, sobald das am einen Ende entfernt ist. Funktioniert genauso wie ein Schlauch, den man ansaugt, um den Füllstand über den Scheitelpunkt zu bringen und dann unter den Scheitelpunkt hält.

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Ja, perfekt,
ich habe mir lange überlegt in welcher Form ich so eine Frage stellen kann, aber nach der Kaffe-Ätzmaschine war praktisch klar, dass so eine Aufgabe im Roboternetz nicht ungelöst bleibt.

Der Effekt der kommunizierenden Röhren funktioniert, wenn die Verbindung oberhalb des Wasserspiegels besteht, auch dann ohne Ansaugen, wenn der Kapillareffekt die erforderliche Steighöhe erreicht.

Als Anhang noch ein Bild der Original-Apparatur mit Wischtuchstreifen im Knickstrohhalm.

Manfred

Bild hier  

Wie?? Das funtioniert? Und hört nie auf?

Ich finde es auch beeindruckend, daß die Pumpe vom trockenen Zustand aus anläuft und eine ausreichende Förderkapazität für diesen Zweck hat.

Manfred

Genauso beindruckend sind zwei aufeinander aufliegende Glasplatten die man in eine Pfütze stellt. Das Wasser wird zwischen die Platten gezogen! Des weiteren versorgen sich Bäume so mit Wasser, ohne jeglichen Energie aufwand.

Machen Elekronen das auch so, wie Wassermoleküle?

Ja, das Experiment mit den Glasplatten und Wasser kenne ich, speziell wenn man einseitig einen Abstandshalter einfügt sieht man die unterschiedliche Steighöhe.
Das mit dem Wasser einer Pfütze ist natürlich noch besser, das ist oft auch farblich gut zu erkennen. O:)

Bei den Bäumen staune ich auch: 30m hoch saugen und dann gleich noch verdunsten, das wäre die Lösung für ein System das wirklich "nie aufhört":
Geeignete Pflanzen auf der Fensterbank zur Aufnahme und Rückführung der Feuchtigkeit an die Luft.
Manfred

30m hoch saugen funktioniert auf der Erde nicht, je nach Wetterlage (atmosphärischer Druck) kann man so um die maximal 10 Meter saugen, dann geht das Wasser in Dampf über (Vacuum). Das ganze hat mit der Oberflächenspannung von Wasser zu tun, nimm diese wech (Spülmittel) und es funktioniert nicht mehr so besonders. Bei Elektronen glaub ich funktioniert's nicht so direkt vermute ich mal ;o)
Wär aber ne nette Sache, Stromerzeugung mit Strohhalm und Geschirrtuch :o).
Ein nettes Expiriment gibts auch mit Objektträgern vom Mikroskop, die man aneinanderpappt und auf der einen Seite n Strichholz dazwischen. Dann stellt man die Konstruktion in ne Wasserpfütze und sieht, wie bei abnehmendem Abstand der Glasflächen das Wasser weiter nach oben gesaugt wird.

Bei Pflanzen ist's ne Mischung aus Wurzeldruck, der was mit Osmose zu tun hat, Kappilarwirkung in den Leitbahnen und Verdunstungssog über die Blätter. Angetrieben wird das ganze vom Licht der Sonne im Allgemeinen. Der Transport läuft auch nicht nur von unten nach oben, sondern auch in der Gegenrichtung, selbst die Wurzeln müssen ja mit Nährstoffen versorgt werden fürs Wachstum

Zitat:

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je nach Wetterlage (atmosphärischer Druck) kann man so um die maximal 10 Meter saugen, dann geht das Wasser in Dampf über (Vacuum).

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Das bringt sicher neue Fragen auf:
Welche Wettergröße beeinflußt entscheidend die Saughöhe ohne Kapillareffekt und wie versorgen sich die Bäume oberhalb von 10m mit Wasser.
Vielleicht kann man eine ganze Quizfrage daraus machen.

Die Idee mit den Glasscheiben gefällt mir auch gut.
Manfred

Mir ist gestern noch was eingefallen, könnte man die erfindung noch so verbessern, dass sie automatisch Blumen gießt?
nunja.. Das fenster endet eider etwas weiter unten, als der oberste Blumentopfrand.. aber ist es möglich?

Das Ende der Kapillar-Rohres soll im ersten Schritt möglichst weit unten sein, damit das Wasser so schnell wie möglich und damit vollständig aufgenommen wird.

Bei einem vollständigem Ausgleich eines Blumentopfes auf der Fensterbank und dem Ende auf der Fensterbank kommt es beim Gießen zu einer Entleerung des Topfes.
Hier kann grundsätzlich das bologische System helfen. Wenn es gelingt, eine Wurzel der Pflanze bis herunter zum Sammelgefäß zu ziehen, kann es wieder sehr gut funktionieren.

Das kommt mir im Moment so extrem vor wie gleich Moos auf der Fensterbank wachsen zu lassen damit sich dort kein Schimmel bildet, aber man muss wohl noch weiter darüber nachdenken.
Manfred

Ah!
Man könnte also den Übertopf mit Wasser füllen, dann einen Strohalm mit Tuch oben rein hängen und dann den eigentlichen Topf mit Pflanze reinstellen...
_ich hatte vor ein Bild zu zeigen, aber ich hab hier in der Schule kein ordentliches Zeichenwerkzeug am Rechner ;)

Für die reine Kapillarpumpe fließt das Wasser vom Eingang zum Ausgang von oben nach unten.

Wenn das Wasser von der Fensterbank in einen Topf auf der Fensterbank fließen soll, dann muß noch etwas dazukommen. Eine Wassersufnahme im Topf durch eine Pflanze. Die hätte aber die schlechte Situation, daß sie ihre Umgebung sehr stark trocknen müßte, um die Pumpe in Betrieb zu halten.
Manfred

Um das Wasser in den Blumentopf zubekommen reicht ein Wollfaden. Ist ein bekannter Trick um Blumen in den Ferien zu Wässern.

Zur Maximalensaughöhe: Mehr als 1Bar Untertruck kann man bei 1Bar Luftdruck nicht erzeugen und 10m Wassersäule erzeugen einen Druck von ca. 1Bar, damit ist die 10m Grenze erklärt, weil sich die Drücke dann aufheben.

Für den Durchfluß kommt eben noch die Steighöhe dazu. Bis die Pflanze durch einen Wollfaden genügend Wasser bekommt muß die tief gelegene Fensterbank schon ziemlich schwimmen. Zum Trocknen der Fensterbank sollte der Wasseraufnehmer schon etwas tiefer stehen, einfach mal auzuprobieren.

Zitat:

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Zur Maximalensaughöhe: Mehr als 1Bar Untertruck kann man bei 1Bar Luftdruck nicht erzeugen und 10m Wassersäule erzeugen einen Druck von ca. 1Bar, damit ist die 10m Grenze erklärt, weil sich die Drücke dann aufheben.

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Und Du bist Dir sicher, dass das die Grenze für die Kapillarpumpe ist? oder ist das ein neues Thema?

In der Formal für die Höhe der durch Kapillarwirkung enstehenden Flüssigkeitssäule taucht gar kein Druck auf. (Wiki) Das wäre auch verwunderlich bei oben aufgeführtem Beispiel. das würde nämlich heißen, daß in 10 m Höhe im Inneren der Kapillare des Baumes 1 Bar Unterdruck herrscht. Das kann ich mir aber nun gar nicht vorstellen.

Gruß

Torsten

tja, man kann sich so einiges nicht vorstellen.

Also zu Manf wollte ich noch sagen, dass unter meinem Fensterbrett eine Heizung steht, dass also die Wärmezufuhr zur Pflanze wohl kein Problem dartellt.

Wegen ausprobieren noch: Ist es denn ein beobachtbarer Prozess? Das ansaugen durch kapillarkraft, etc.. Ich stell mir das ziemlich homogen vor, wenn überall wasser ist ;) Farbe würde vielleicht die Pflanze schädigen.

Zitat:

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Zitat von Manf

Und Du bist Dir sicher, dass das die Grenze für die Kapillarpumpe ist? oder ist das ein neues Thema?

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Zitat:

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Zitat von Vitis

30m hoch saugen funktioniert auf der Erde nicht, je nach Wetterlage (atmosphärischer Druck) kann man so um die maximal 10 Meter saugen, dann geht das Wasser in Dampf über (Vacuum).

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Also die Saughöhe ist natürlich nicht für Kapilarpumpen, sondern für Saugpumpen, sprich von Menschen geschaffene Pumpen. Sonst würde es ja keine Urwaldriesen oder große Eichen geben, sondern alle Bäume wären 10m hoch... wäre sicher auch lustig.

@ spazz: Der Versuch mit Farbe ist nicht weiter schlimm, Lebensmittelfarbe sollte gehen. In Weißen Blütten wirst Du am ehesten was sehen, da wird die Farbe dann einfach mit dem Wasser eingespült, geht übrigens auch mit Schnittblumen.

Zitat:

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Wegen ausprobieren noch: Ist es denn ein beobachtbarer Prozess? Das ansaugen durch kapillarkraft, etc.. Ich stell mir das ziemlich homogen vor, wenn überall wasser ist Farbe würde vielleicht die Pflanze schädigen.

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Mache die Experimente erst mal ohne Pflanzen.
Ich stelle mir das einfachste Experiment zur Wirkung einer Kapillarpumpe so vor (und habe dieses auch schon gemacht):
Man nimmt ein Glas mit etwa 1cm Wasser. Der Rand ist 6cm hoch.
Man legt einen Streifen Löschpapier oder Küchentuch so über den Rand, dass der Streifen außen bis kurz über den Wasserspiegel herunterhängt.
Der Streifen saugt sich voll, gibt aber wie auch sonst bei Kapillaren üblich, das Wasser nicht mehr ab.

Hängt der Streifen ein kleines bischen weiter herunter dann bildet sich immer wieder ein Tropfen der die Kraft hat, sich aus dem saugfähigen Material zu lösen.

Hängt der Streifen weiter herunter, (das Glas sollte dabei vielleicht am besten im Bad über einem Abfluß oder sonst über einer Schüssel stehen), dann fließt das Wasser schneller und die Tropfen treten in schneller Folge aus. Der Streifen braucht dabei nicht aus einem Stück zu bestehen er kann auch einfach durch Anlegen verlängert werden.
Manfred