Messung des Durchflusses - Hydrometrie: Theorie und Praxis der Durchflussmessung in offenen Gerinnen - page 171

Wasserspiegel des Gerinnes gehoben werden, wobei ihre Höhendifferenz konstant
bleibt. Diese lässt sich dann leicht und mit Hilfe einer Lupe genau ablesen:

= v 2

(4.24)

 h = P − P 0

2 g .

Gleichung (4.24) gilt bei Verwendung des Bernoulligesetzes streng genommen nur
für reibungsloses Strömen. Da beim Messvorgang aber Reibungswiderstände zu
überwinden sind, wurde der Beiwert ξ eingeführt:

v 2
2 g .

(4.25)

 h = ξ

Daraus folgt

v 2 = 2 g ·

 h

(4.26)

.

ξ

Der Beiwert ξ , der alle bauartspezifischen Besonderheiten beinhaltet, lässt sich
rechnerisch nicht ermitteln, er wird daher empirisch durch Kalibrierung, ähnlich wie
beim hydrometrischen Flügel bestimmt. ξ kann in Abhängigkeit von der Staurohr-
form und der zugehörigen Empfindlichkeit gegenüber einem schrägen Anström-
winkel zwischen 0,6 und 1,3 schwanken; bei ξ = 1 wird nur der statische Druck
gemessen. Bei Staurohren nach Prandtl beträgt der Beiwert i. d. R. 1,0.
Der Einfluss von Schräganströmungen von verschiedenen Staurohrformen so-
wie die Entwicklung geeigneter Ablesegeräte wurden wissenschaftlich detailliert
untersucht. Aus der Fülle der Publikation hierzu sei insbesondere auf Prandtl ( 1931 )
verwiesen. In Schaffernak ( 1960 ) ist die physikalische Ableitung zusammenfassend
dargestellt.

4.5.9.2 Messgeräte

Alle Staurohr-Messgeräte, ob Pitotrohr oder Prandtlsches Staurohr, haben das glei-
che Wirkprinzip bei heute ähnlichem Aufbau. Ein Metallkörper mit meist düsenför-
migem Kopf ist mit Befestigungsstutzen an einem Messträger befestigt. Innerhalb
des Metallkörpers befinden sich Stauöffnungen und Kanäle (s. Abb. 4.45 ). Die zur
Messung des statischen Drucks beim Prandtl-Staurohr außen um das eigentliche
Staurohr angebrachte Drucksonde ist über Bohrungen mit der umgebenden Atmo-
sphäre verbunden (s. Abb. 4.45 ). Dünne Silikonkautschukschläuche oder Kanäle
im Rohrträger dienen als Verbindungsleitung zwischen dem Staurohr und dem An-
zeigegerät.
Staurohre werden aus Messing oder Edelstahl mit unterschiedlichen Stauöffnun-
gen (1-6 mm) hergestellt. Die Wahl des Stauöffnungsdurchmessers hängt i. W. vom
Grad der Verunreinigung des Wassers ab. Allgemein gilt: Je kleiner die Stauöff-