Vena contracta (Strahleinschnürung)

Beim Ausfluss aus einer scharfkantigen Öffnung, etwa einem Drosselschieber, strömt das Wasser im Allgemeinen nicht „wie aus der Zahnpastatube“ parallel aus der Öffnung, sondern der Strahl hat eine Einschnürung, die sogenannte vena contracta, wie dieser Effekt von den Wasserbauern des 19. Jahrhunderts lateinisch, wie das damals üblich war, bezeichnet wurde. Grund für diesen Effekt ist die Massenträgheit der Flüssigkeit. Diese strömt der Schiebervorderkante entlang zunächst senkrecht nach unten, bis sie die Plattenunterkante erreicht, und geht dann, waagrecht beschleunigt, mit einer bestimmten Ausrundung in den ausfließenden Strahl über.

Der Effekt äußert sich darin, dass in der Torricelli-Formel, mit der der Ausfluss Q aus einer Öffnung berechnet werden kann, ein Ausflussbeiwert µ < 1 resultiert.

Je stärker die Strahleinschnürung, umso kleiner wird µ. Hydraulisch bestimmt der engste Strahlquerschnitt den Zusammenhang zwischen Druckhöhe und Abfluss. Das bedeutet für Abflussbegrenzer bei gleichem Abfluss eine größere freie Querschnittsfläche, beispielsweise unter einem Drosselschieber – eine im Hinblick auf geringe Verstopfungsempfindlichkeit erwünschte Tendenz.

Der Effekt wird z.B. beim Drosselschieber UFT-FluidGate und insbesondere auch beim Hakenschütz FluidHook genutzt. Beim Ablaufschieber der Brillenklappe UFT-FluidMoon, die speziell für die Regelung geringer Abflüsse in Mischwasser entwickelt wurde, ist die vena contracta sehr willkommen, weil es die Verlegungsempfindlichkeit in diesem feststoffhaltigen Medium verringert.

Autor: Gebhard Weiß   ·   Revisionsstand: 08.02.2024