sciencetalk

Voor mijn hobby wil ik een bak op een constant niveau houden met zo min mogelijk onderdelen. Zonder de vloeistof in de voorraad tank te laten 'bubbelen'
 
Zou onderstaande idee kunnen werken?
 

 
Is een beetje gebaseerd op de bekende 'fles-onderste-boven-in-een-bak' alleen dan met de lucht-aanvoer, vloeistof-afvoer gescheiden. Ik wil dus niet dat het bovenste vat gaat 'bubbelen'  door de lucht die het vat ingaat als de vloeistof eruit gaat.

Echt constant zal het niveau niet zijn.
 
Op het moment dat de onderste opening van de luchtpijp vrij komt zal deze leeglopen waarna de onderdruk in de voorraadtank  verdwijnt, en het water er uit loopt. De bak wordt nu bijgevuld, ook als de luchtaanvoer weer is afgesloten, net zo lang tot de onderdruk in de voorraadtank weer voldoende is om het uitstromen te belemmeren. Het waterpeil in de bak is nu hoger dan de bodem van de luchtpijp.
 
Je krijgt dus een hysteresis; een verschil tussen het maximale en minimale peil.
 
Bovendien is dit verschil afhankelijk van de hoeveelheid lucht in de voorraadtank. Is de hoeveelheid lucht klein, dan zal de benodigde onderdruk snel zijn opgebouwd, en naarmate er meer lucht in aanwezig is duurt dit langer en zal het water in de bak meer stijgen. Hoe groter de voorraadtank is t.o.v. de waterbak, hoe sterker het hysteresis effect zal zijn. Ook het hoogteverschil tussen de voorraadtank en de waterbak is van belang. Hoe hoger de tank, hoe dieper de onderdruk moet worden om het water te stoppen, hoe groter de hysteresis.
 
Een ander effect zal zijn dat door de kinetische energie van het water er in eerste instantie wat meer water uit de voorraadtank loopt. De onderdruk wordt daardoor wat groter dan nodig en dus zal er dan, als de snelheid uit het uitstromende water verdwenen is, wat water via de uitstoombuis teruggezogen worden in de voorraadtank.
 
Maar misschien is dit en genoemde variatie in waterpeil geen probleem als je een en ander zorgvuldig kan dimensioneren. Dat hangt van de praktijksituatie en de gestelde eisen af.

Ik begrijp dat hoe meer lucht zich in bovenste tank bevind hoe verder de vloeistof zal 'doorlopen' voordat het volume verschil eenzelfde drukverschil oplevert.
 
Stel dat ik de pijpje in de onderste bak op gelijke hoogte zou zetten. Dan is er toch geen verschil meer met de 'fles onderste boven' methode? (behalve dan dat het niet bubbelt?
 
Ik zit nog even te denken aan dat benodigde druk verschil. Ik begrijp dat de vloeistof in de luchtslang omhoog wordt gezogen door door de uitstromende vloeistof gecreeerde onderdruk.
Is het dan zo dat de vloeistof net zover omhoog wordt gezogen in het slangetje totdat de niveau's in tank en slangetje op gelijke hoogte zitten?

Is het dan zo dat de vloeistof net zover omhoog wordt gezogen in het slangetje totdat de niveau's in tank en slangetje op gelijke hoogte zitten?

 
Boven beide vloeistofpeilen heerst uiteindelijk dezelfde onderdruk, dus zijn de niveaus uiteindelijk gelijk.
 

Stel dat ik de pijpje in de onderste bak op gelijke hoogte zou zetten.

 
Ik begrijp niet goed wat je hiermee bedoelt.
 

slangetje

 
Let er op dat het slangetje een diameter heeft die het mogelijk maakt dat het leegloopt. Als de diameter te gering is zal het water er door de oppervlaktespanning niet uitlopen, en gebeurt er niets. In deze luchtaanvoer moeten dus wel bubbels lucht omhoog kunnen komen. Mogelijk kan je de diameter van deze buis zo dimensioneren, dat er slechts enkele luchtbellen opstijgen voor het geheel weer in balans is (in plaats van dat de hele stijgbuis in een keer leeg loopt), dat zou het mooist zijn want dan weinig hysteresis.
 
Misschien helpt het als je doel en geschatte afmetingen opgeeft.

Ik wil het gebruiken om bier mee te bottelen. Door het flesje te plaatsen met een vaste positie tov de onderste bak zal het flesje zich altijd volhevelen tot aan het niveau van de bak.
Hieronder een soortgelijke oplossing. Echter met een vlotterklep, waardoor het bier als het ware de bak in 'broest' wat slecht is voor het bier.
https://www.youtube.com/watch?v=Cb4CNo7Qykk
 
Nu ik het filmpje nog eens bekijk denk ik de oplossing te hebben. Nu zitten het ventiel op gelijke hoogte als het vloeistof niveau, dit zou zich ook onder het vloeistof niveau kunnen bevinden indien met de drijver van de vlotter iets hoger tov het ventiel zou monteren..
 
Ook bedenk ik me nu dat het niveau in de bak gedurende het bottelen iets zal dalen omdat de vloeistof druk op het ventiel door het leegraken van het voorraadvat zal afnemen en zich dus eerder zal laten dicht drukken door de vlotter.

Dat principe wordt gehanteerd bij iedere toilet stortbak. Inderdaad zou je de uitloop onder het minimale vloeistofpeil kunnen brengen, dat voorkomt dan veel gespetter.
 
Inderdaad zal bij afnemende waterdruk het ventiel eerder sluiten, maar bij een flinke arm aan de vlotter zal het verschil heel gering zijn. Anderzijds; hoe langer de vlotterarm is, hoe groter het niveauverschil moet worden om het ventiel weer open te zetten.
 
Het beste lijkt het mij dan ook een voorraadbak te kiezen met een flink bodemoppervlak, zodat het vloeistofpeilverschil (en daarmee het drukverschil) niet te hoog wordt, in combinatie met een zo kort mogelijke vlotterarm.