Durch abrupte Unterbrechung des Wasserstroms können in einer Rohrleitung Druckstöße entstehen. Dieser im Allgemeinen unerwünschte Effekt wird in speziellen Apparaten (Stoßheber, hydraulischer Widder) gezielt genutzt, um Wasser auf ein höheres Niveau zu heben.
Mit HM 150.15 werden die Entstehung und Wirkung von Druckstößen demonstriert und die Funktion eines Stoßhebers untersucht. Das Wasser wird dem Stoßheber über eine längere Rohrleitung mit Gefälle zugeführt. Ab einer bestimmten Wassergeschwindigkeit schließt sich im Stoßheber das Stoßventil durch die Strömungskräfte selbständig. Dies geschieht schlagartig, so dass die kinetische Energie des Wassers in der Rohrleitung in potentielle Druckenergie umgewandelt wird. Der Druck öffnet eine Rückschlagklappe und das Wasser strömt in einen Windkessel. Das Luftpolster im Windkessel dämpft den Druckstoß und sorgt für eine gleichmäßige Förderung in den Hochbehälter. Nachdem der Druckstoß abgeklungen ist, öffnet sich das Stoßventil durch das Eigengewicht, das Wasser in der Rohrleitung fängt wieder an zu fließen und der Vorgang wiederholt sich.
Das Arbeiten des Stoßventils in Abhängigkeit der Gewichtsbeladung, des Ventilhubs und des Durchflusses wird untersucht. Weiterhin kann der Einfluss des Luftvolumens im Windkessel auf die Förderung gezeigt werden. Der Durchfluss wird über Ventile eingestellt.
Die Wasserversorgung und Durchflussmessung erfolgen über das Basismodul für strömungsmechanische Versuche HM 150. Alternativ kann das Versuchsgerät auch über das Labornetz betrieben werden.
Im GUNT Media Center steht digitales Multimedia-Lehrmaterial zur Verfügung. E-Learning Kurse vermitteln Grundlagenwissen und Berechnungen. Videos zeigen einen kompletten Versuch mit Vorbereitung, Durchführung und Auswertung. Arbeitsblätter mit Lösungen ergänzen das Lehrmaterial.
