Freiwillige Feuerwehr Mönchhagen

gegr. 1924

Kurs: Pumpen bei der Feuerwehr → Lerneinheit: Feuerlöschpumpe → Wissenseinheit: Saughöhe

Pumpen bei der Feuerwehr

Feuerlöschpumpe

Die Saughöhe

Während eine Tauchpumpe im Wasser (bzw. der zu fördernden Flüssigkeit) liegt, steht die Tragkraftspritze neben dem Gewässer und fördert das Wasser über den Saugschlauch. Sie muss das Wasser also zunächst aus einer gewissen Tiefe nach oben zu sich hin befördern. Diese zu überwindende Höhe ist die Saughöhe. Die Saughöhe kann nicht beliebig groß gewählt werden, wie wir sehen werden.

Kreiselpumpen müssen entlüftet werden, denn die Entlüftung der Pumpe ist das, was es ermöglicht, Wasser anzusaugen: Durch das Entlüften entsteht in der Kreiselpumpe (und dem angeschlossenen Saugschlauch) ein Unterdruck. Das bedeutet, während auf dem Gewässer außerhalb der Pumpe der normale Luftdruck herrscht, ist der Druck im Innern der Pumpe geringer. Der von außen wirkende Luftdruck hat also in der Pumpe keinen ausreichenden Gegendruck – weshalb das Wasser dem Luftdruck ausweicht und durch den Saugschlauch zur Pumpe strömt.

Links: Vor dem Entlüften herrscht in der Pumpe derselbe Druck wie außen (nämlich der Luftdruck). Die Atmosphäre drückt also über der freien Wasseroberfläche mit demselben Druck auf das Wasser wie in der Pumpe (bzw. im Saugschlauch).
Rechts: Nach dem Entlüften herrscht in Pumpe und Saugschlauch ein Unterdruck, d.h., ein geringerer Druck als außen. Die Luft drückt außen also stärker auf das Wasser als im Saugschlauch. Das Wasser weicht aus, in den Schlauch und die Pumpe hinein.

Das kann man in einem kleinen Experiment zeigen.

Links: Eine Kerze wird in etwas Wasser gestellt (zur besseren Sichtbarkeit blau gefärbt) und dann ein Glas darübergestülpt.
Rechts: Sobald der Sauerstoff im Glas verbraucht ist, erlischt die Kerze. Die Luft im Glas kühlt nun rasch ab und zieht sich zusammen, da kalte Luft weniger Volumen einnimmt als heiße. Damit sinkt aber auch der Druck im Glas und wird geringer als der Außendruck. Die Außenluft drückt daher das Wasser in das Glas hinein.

Würde die Pumpe vollständig entlüftet, würde also ein Vakuum in ihr herrschen, wäre der Druck in der Pumpe 0 bar. Der Druckunterschied zwischen innen und außen wäre also der herrschende Luftdruck, also etwa 1 bar. Das Wasser würde mit 1 bar in den Saugschlauch hineingedrückt und man könnte eine Saughöhe von etwa 10 m erreichen. Diese Saughöhe ist die theoretische Obergrenze. (Der exakte Wert ist abhängig vom Luftdruck, der Temperatur des Wassers und der Höhe über dem Meeresspiegel.) Man könnte also Wasser aus 10 m Tiefe ansaugen. Tatsächlich kann man die Pumpe jedoch nicht vollständig entlüften, die erreichbare Druckdifferenz zwischen innen und außen ist also kleiner als 1 bar. Es kommen noch weitere Druckverluste dazu, bspw. aufgrund von Reibung, sodass die tatsächlich erreichbare Saughöhe ca. 7,5 m beträgt.

Eine Saughöhe von 7,5 m entspricht (bei Vernachlässigung von Druckverlusten durch Reibung usw.) einem Ansaugdruck von −0,75 bar gegenüber dem Luftdruck, also einem Druck in der Pumpe von 1 bar − 0,75 bar = 0,25 bar. Der Zustand in der entlüfteten Pumpe ist von einem echten Vakuum also noch weit entfernt. Zum Vergleich: Im interstellaren Gas herrscht ein Druck von 0, 000 000 000 000 000 000 004 bar.

Im nächsten Schritt lernen Sie, was Kavitation ist.

→ Weiter zur Wissenseinheit: Kavitation