Messung des Durchflusses - Hydrometrie: Theorie und Praxis der Durchflussmessung in offenen Gerinnen - page 170

Abb. 4.44 Erläuterung
des Grundprinzips eines
Staurohrs anhand eines
U-Rohr-Manometers

Fließrichtung

P ges

P 0

Staudruck

P stat

die Strömung zum Stillstand gebracht wird, d. h. im Staupunkt A (s. Abb. 4.43 ),
gemessen.
Der statische Druck P 0 ist der innere Druck einer Strömung, er stellt den Anteil
der potenziellen Energie an der Gesamtenergie der Strömung dar und entspricht
dem umgebenden atmosphärischen Druck.
In Abb. 4.44 wird dieses Grundprinzip anhand eines Staurohrs in Form eines
U-Rohrs verdeutlicht.
Das Staurohr misst immer die Summe aus Staudruck und statischem Druck, d. h.
den Gesamtdruck. In Verbindung mit der Messung des statischen Drucks z. B. mit-
tels einer Drucksonde kann dann, wenn die Dichte ρ des Wassers bekannt ist, nach
dem Bernoulli-Gesetz aus der Druckdifferenz die Fließgeschwindigkeit des strö-
menden Wassers berechnet werden.
In der Praxis ist die Drucksonde i. d. R. in das Staurohr integriert, so dass direkt
die Druckdifferenz P − P 0 abgelesen werden kann. Bei kleinen Fließgeschwindig-
keiten (v < 50 m/s) wird die Druckdifferenz durch die Höhe der Flüssigkeitssäule im
Ableserohr des Staurohrs (s. Abb. 4.45 ) abgelesen und in mm WS angegeben. (Zur
Dimension des Drucks s. Fußnote).
Da das Ablesen der Wasserspiegel beim Pitotrohr unbequem ist, hat Prandtl
( 1931 ) gemeinsam mit Rehbock das Messgerät zu einem Staurohr weiterentwickelt.
Wie Abb. 4.45 verdeutlicht, befindet sich das Druckrohr zur Messung des Gesamt-
drucks (der Gesamtenergiehöhe) in einem Umhüllungsrohr, in dem sich die statische
Druckhöhe P 0 einstellt, während im inneren Rohr das Wasser bis zur Energielinie
ansteigt. Durch eine Ansaugvorrichtung können beide Wasserspiegel hoch über den

v 2 /2g

Wsp

Druckrohr

Fließrichtung

Umhüllungsrohr

Staukopf

Abb. 4.45 Prandtl-Staurohr.
(Rössert 1976 )

Öffnung