~2025-51152-4: Die Formulierung war etwas unglücklich und suggerierte eine dichtes Triebmedium im Sinne von zBsp wasserdicht ? Gemeint ist allerdings ein Medium von hoher physikalischer Dichte also Materie die eine hohe Dichte aufweist

2025-09-03T12:17:24Z

Die Formulierung war etwas unglücklich und suggerierte eine dichtes Triebmedium im Sinne von zBsp wasserdicht ? Gemeint ist allerdings ein Medium von hoher physikalischer Dichte also Materie die eine hohe Dichte aufweist

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[[Datei:Strahlpumpe.svg|mini|401x401px|Typischer Aufbau einer Strahlpumpe]]
Eine '''Strahlpumpe''' (andere Bezeichnungen siehe Abschnitt Nomenklatur) ist eine [[Pumpe]], in der die Pumpwirkung durch einen [[Fluid]]strahl (Treibmedium) erzeugt wird, der durch [[Impuls]]austausch ein anderes Medium (Saugmedium) ansaugt, beschleunigt und verdichtet/fördert, sofern es ''unter ausreichendem Druck'' steht. 

Da diese Pumpenart sehr einfach aufgebaut ist und keine bewegten Teile hat, ist sie besonders robust, wartungsarm und vielseitig einsetzbar.<ref name="Jung">R. Jung: ''Die Berechnung und Anwendung der Strahlgebläse'', VDI-Forschungsheft 479, VDI-Verlag, Düsseldorf, 1960</ref><ref>G. Wagner: ''Anwendungsmöglichkeiten und Einsatzgebiete von Strahlpumpen'', CIT 51 (1979), S. 867–877</ref>

== Nomenklatur und Klassifizierung ==

{{Belege fehlen}}

Die Bezeichnungen für Strahlpumpen sind uneinheitlich, und es sind je nach Anwendung viele verschiedene Begriffe gebräuchlich:
* '''Strahlpumpe''', '''Strahler''' und '''Treibmittelpumpe''' sind gängige Oberbegriffe. In Anlehnung an den englischen Begriff ''jet pump'' wird manchmal auch der Name '''Jetpumpe''' verwendet.
* Als '''Ejektor''' ([[Lateinisch|lat.]] Auswerfer) oder '''Aspirator''' wird üblicherweise eine Strahlpumpe bezeichnet, die einen [[Unterdruck]] erzeugt, also eine vorwiegend ''absaugende'' Wirkung hat. Dies ist vor allem in der [[Vakuumtechnik]] sehr verbreitet.
* Als '''Injektor''' (lat. Einwerfer) wird üblicherweise eine Strahlpumpe bezeichnet, die einen [[Überdruck]] erzeugt, also eine vorwiegend ''verdichtende'' Wirkung hat. Manchmal wird Injektor aber auch als Oberbegriff verwendet.

Auch die Klassifizierung ist uneinheitlich. Als Pumpe wird die Strahlpumpe manchmal den [[Fluidenergiemaschine]]n zugeordnet. Da die Strahlpumpe aber keine Arbeit aufnimmt und da sie keine bewegten Teile enthält, ist sie streng genommen gar keine [[Maschine]], sondern ein [[Apparat (Verfahrenstechnik)|Apparat]].

== Funktionsweise ==
[[Datei:Ejector.PNG|mini|Dreidimensionaler Schnitt durch eine Strahlpumpe]]
Das Bild oben rechts zeigt den typischen Aufbau einer Strahlpumpe. Die Förderung erfolgt in den folgenden Schritten und lässt sich mit einigen Vereinfachungen allein durch Anwendung von Energie-, Impuls- und Massenerhaltungssätzen recht gut berechnen:<ref>G. Flügel: ''Berechnung von Strahlapparaten''. In: ''VDI-Forschungsheft'', 479, 1960, VDI-Verlag, Düsseldorf</ref><ref name="Jung" /><ref>B. Bauer: ''Theoretische und experimentelle Untersuchungen an Strahlapparaten für kompressible Strömungsmittel''. In: ''VDI-Forschungsheft'', 514, 1966, VDI-Verlag, Düsseldorf</ref><ref>H.-J. Henzler: ''Zur Auslegung von Strahlsaugern für einphasige Stoffsysteme''. In: ''CIT'', 54, 1982, 1, S. 8–16</ref>

# Das '''Treibmedium''' (3) tritt mit möglichst hoher [[Geschwindigkeit]] aus der '''Treib[[düse]]''' (2) aus. Hierbei entsteht gemäß dem [[Gesetz von Bernoulli]] ein statischer [[Druck (Physik)#Hydrodynamischer Druck|Druckabfall]]. Aus diesem Grund ist der Druck ''in der Strömung'' geringer als der Umgebungsdruck. Bei [[Kompressibel|kompressiblen]] Treibmitteln (Gasen oder Dämpfen) ist die Düse zur Maximierung der Geschwindigkeit häufig als [[Lavaldüse]] ausgebildet und der Treibstrahl tritt mit [[Überschallgeschwindigkeit|Überschall]] aus.
# In der '''Mischkammer''' (4) trifft der Treibstrahl auf das hier befindliche '''Saugmedium''', das meist unter Umgebungsdruck steht. Nach Austritt aus der Düse verhält sich der Treibstrahl zunächst wie ein [[Freistrahl]]:<ref>H. Kremer, ''Luftansaugung in Injektorbrennern''. In: ''CIT'', 35, 1963 6, S. 444–447</ref><ref>R. Scholz, [[Rudolf Jeschar]], O. Carlowitz: ''Zur Thermodynamik von Freistrahlen''. In: ''GWI'', 13 (1984)1, S. 22–27</ref> Durch [[innere Reibung]] und [[Turbulente Strömung|Turbulenzen]] entsteht eine [[Scherspannung]] in der [[Grenzschicht]] zwischen dem schnellen Treibmedium und dem wesentlich langsameren Saugmedium. Diese Spannung bewirkt eine [[Impuls]]übertragung, d. h. das Saugmedium wird beschleunigt und mitgerissen. Die Mischung geschieht nach dem Prinzip der [[Impulserhaltung]]. (Die Anwendung der Bernoulli-Gleichung, die nur für [[Ideale Flüssigkeit|reibungsfreie Flüssigkeiten]] gilt, würde hier aufgrund der [[Stoßverlust]]e zu falschen Ergebnissen führen.) Durch die Aufweitung des Treibstrahles und durch die Ansaugung von Saugmittel wird der Strahl abgebremst, d. h. [[dynamischer Druck]] wird in [[Bernoulli-Gleichung|statischen Druck]] umgewandelt.
# Da das '''Saugmedium''' in der Mischkammer beschleunigt wird, entsteht nach Bernoulli auch für das Saugmedium ein statischer Druckabfall, d. h. eine [[Saugwirkung]], die weiteres Saugmittel vom Saugstutzen (1) nachfördert, sofern dort ausreichend viel Mindestdruck herrscht.
# Häufig ist für einen weiteren Druckanstieg ein '''[[Diffusor (Strömungsmechanik)|Diffusor]]''' (5) nachgeschaltet (optional).

Je höher die [[relative Dichte]] des Treibmediums im Verhältnis zum Saugmedium ist, umso stärker ist die Pumpwirkung. Durch eine mehrstufige Anordnung als [[Reihenschaltung]] kann das Verdichtungsverhältnis nochmals erhöht werden.

Handelt es sich beim Treibmedium um einen [[Dampf]], so kann dieser in der Mischkammer [[kondensieren]]. Dies verstärkt den Verdichtungseffekt, wodurch es sogar möglich ist, einen höheren Enddruck als den Treibmitteldruck zu erreichen. Bei Brennern, wo es im Diffusor zur Zündung kommen kann, kann der umgekehrte Effekt auftreten.

== Typen und Einsatzgebiete ==
Sowohl als Treibmedium als auch als Saugmedium kann im Prinzip jede Art von Fluid (z. B. [[Flüssigkeit]], [[Gas]], [[Dampf]], fließfähige [[Suspension (Chemie)|Suspension]], [[Aerosol]]) verwendet werden. Hierdurch eröffnet sich eine weite Spanne von möglichen Einsatzgebieten.

Die folgende Tabelle zeigt einige Beispiele für Anwendungen, geordnet nach Aggregatzustand von Treib- und Saugmedium:

{| class="wikitable toptextcells"
|-
! Treibmedium →<br />Saugmedium ↓
! [[Gasförmig|gas-]]/[[dampf]]förmig
! [[flüssig]]
|-
| gas-/dampfförmig
|
* Dampfstrahlpumpe:
** [[Dampfstrahlspeisepumpe]]: Dampf fördert Wasser gegen gleichen Druck
** [[Blasrohr (Saugzug)|Blasrohr]], [[Kylchap]] und [[Giesl-Ejektor]] bei Dampflokomotiven (Wasserdampf fördert Abgas)
** Dampfstrahl-[[Vakuumpumpe]] (Dampf fördert Luft)
*** [[Öldiffusionspumpe]] (Öl- oder Quecksilberdampf fördert Luft)
* Gas- oder Luftstrahlpumpe:
** [[Bunsenbrenner]], [[Teclubrenner]] (Brenngas saugt Verbrennungsluft an)
** [[Lüftung]] (Luft saugt Luft ab oder wälzt um)
** Berührungsfreier [[Saugzug]] (Luft saugt Abgas ab, verstärkt [[Kamineffekt]])
** [[Entlüftungseinrichtung]] an Kreiselpumpen (Motorenabgas saugt Luft ab)
|
* [[Wasserstrahlpumpe]]: [[Vakuumpumpe]] (Wasser fördert Luft)
* [[Schaumstrahlrohr]]
* Ejektor zur [[Coefficient of Performance|Leistungszahl]]-Steigerung in [[Kältemaschine]]n und [[Wärmepumpe]]n (flüssiges [[Kältemittel]] fördert verdampftes [[Kältemittel]])
* [[Toilettenspülung]]en nach der [[Druckspüler]]-Bauweise
|-
| flüssig
|
* Selbstansaugende [[Zerstäuber]] und Sprühdüsen
** [[Parfüm]]zerstäuber (Luft fördert Parfüm)
** [[Airbrush|Spritzlackieren]] (Druckluft fördert Farbe)
** [[Flammspritzen]] (Abgas/Druckluft fördert Metallschmelze)
* [[Dampfstrahlspeisepumpe]] (Wasserdampf fördert Speisewasser)
* [[Lenzen (Wasser)|Lenzpumpe]] (Motor-Abgas fördert Wasser)
|
* [[Wasserstrahlpumpe (Feuerwehr)|Feuerwehr-Lenzpumpe]] (Wasser fördert Wasser)
* [[Zumischer]]
* Umwälzpumpe und Belüftung in [[Aquarium]] oder [[Schwimmbad]] (Wasser fördert Luft + Wasser)
* Vorlauftemperaturregelung in Heizungsanlagen<ref>Hans Roos: ''Hydraulik der Wasserheizung''. S. 235 ff.</ref>
|-
| fest
|
* [[Pneumatische Förderung]] (Druckluft fördert [[Schüttgut]], insbes. [[Sauggut]])
* Pneumatischer [[Aspiration (Fördertechnik)|Aspirator]] (Druckluft saugt Staub ab)
* [[Sandstrahlgebläse]] (Druckluft fördert [[Strahlmittel]])
|
* Kiespumpe, Schlammpumpe (Wasser fördert Suspension)
|}

''Anmerkung: Die Liste zeigt nur einige von vielen Beispielen. Sie ist bei weitem nicht vollständig.''

== Vor- und Nachteile ==
Gegenüber anderen Arten von [[Pumpe]]n, insbesondere den weit verbreiteten [[Kreiselpumpe]]n, weisen Strahlpumpen einige wesentliche Vor- und Nachteile auf:

{| class="wikitable toptextcells"
|-
! Vorteile !! Neutral !! Nachteile
|-
|
* Wegen des Fehlens von bewegten Teilen und eines [[Antrieb]]s sind Strahlpumpen besonders einfach, robust, [[wartung]]s- und [[verschleiß]]arm.
* Durch den einfachen Aufbau sind sie ''in der Regel'' preiswerter als andere Pumpen.
* Durch die einfache Geometrie und die geringe mechanische Beanspruchung können Strahlpumpen aus thermisch und chemisch beständigen Spezialwerkstoffen, z. B. [[Keramik]] hergestellt werden, die bei anderen Pumpentypen nicht oder nur sehr aufwändig verwendet werden können.
* Mit einem Treibmedium hoher physikalischer Dichte können sehr große Verdichtungsverhältnisse erzielt werden, was insbesondere für die [[Vakuumtechnik]] wichtig ist.
* Da sie nicht durch Festkörperreibung heiß laufen können, sind sie für [[Explosionsschutz|explosionsgefährdete Zonen]] geeignet.
* Sehr flexibel bzgl. der Einbaulage
|
* Treib- und Saugmittel vermischen sich in der Pumpe. Dieser Effekt ''kann'' erwünscht sein, wenn die Pumpe gleichzeitig als [[Mischen (Verfahrenstechnik)|Mischer]] oder [[Zerstäuber]] fungiert, kann aber auch negativ sein, wenn sich durch das eingemischte Treibmedium die Eigenschaften des Saugmediums in unerwünschter Weise verändern. Je nach Kombination ist es u. U. möglich, die Medien wieder zu [[Trennen (Verfahrenstechnik)|trennen]]; hierfür ist jedoch i. d. R. ein zusätzlicher thermischer oder mechanischer [[Abscheidung|Abscheider]] erforderlich.
|
* Verbrauch an Treibmedium (kann evtl. wieder abgetrennt und zumindest stofflich zurückgewonnen werden)
* ein deutlich geringerer [[Wirkungsgrad]] als die meisten anderen Pumpentypen
* erheblich größere Baugröße als andere Pumpen gleicher Leistung, was bei beengter Einbaulage gegen eine Strahlpumpe sprechen kann. Durch eine [[Parallelschaltung]] kann die Länge aber reduziert werden.
* Bei sehr kleiner Treibdüse und verschmutztem Treibmedium kann die Düse verstopfen.
* [[Erosionsverschleiß|Erosion]] durch festes/flüssiges Saug- oder Treibmittel (bei der Werkstoffwahl berücksichtigen)
|}

== Geschichte ==
Da die Pumpe sehr einfach aufgebaut ist und funktioniert, wurde sie mehrfach, für unterschiedliche Anwendungen, zu verschiedenen Zeiten und verschiedenen Orten unabhängig voneinander erfunden. Einfachste Wasserstrahlpumpen waren bereits [[Ktesibios]] und [[Vitruv]] in der Antike bekannt.

Einige Techniker, die die Strahlpumpentechnik in der Neuzeit entscheidend vorangetrieben haben, waren:
* [[Philibert Delorme]] (1570), französischer Architekt
* [[Richard Trevithick]] (1771–1833), britischer Ingenieur
* [[Robert Wilhelm Bunsen]] (1811–1899), deutscher Chemiker
* [[Henri Giffard]] (1825–1882), französischer Ingenieur
* [[Ernst Körting (Ingenieur)|Ernst Körting]] (1842–1921), deutscher Ingenieur
* [[Adolph Giesl-Gieslingen]] (1903–1992), österreichischer Techniker

== Siehe auch ==
* [[Venturi-Düse]]
* [[Rauchabsauger]]

== Literatur ==
* B. Eck: ''Technische Strömungslehre''. Springer-Verlag, Berlin / Heidelberg / New York 1988
* M. Wutz et al.: ''Theorie und Praxis der Vakuumtechnik''. Vieweg-Verlag, Braunschweig / Wiesbaden 1992
* C. Edelmann: ''Wissensspeicher Vakuumtechnik''. VEB Fachbuchverlag, Leipzig 1985
* W. Pupp, K. H. Hartmann: ''Vakuumtechnik''. Hanser-Verlag, München / Wien 1991
* N. Rao, H. Kremer: ''Injektoren für gas- und dampfförmige Medien''. Vulkan-Verlag, Essen 1970
* {{Literatur
|Autor=Hans Roos
|Titel=Hydraulik der Wasserheizung
|Auflage=4., vollst. überarb.
|Verlag=R. Oldenbourg
|Ort=München/Wien
|Datum=1999
|ISBN=3-486-26399-4
|Seiten=}}
* ''Körting Arbeitsblätter für die Strahlpumpen-Anwendung und die Vakuumtechnik'', Druckschrift der [[Körting Hannover]] AG
* ''DIN24290: Strahlapparate''. Beuth-Verlag
* M. G. Lotfey: [https://publikationen.bibliothek.kit.edu/16202002/1200 ''Numerische Simulation von Gas-Gas- und Gas-Feststoffinjektoren''.] Karlsruhe 2002

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Strahlpumpe| ]]

Strahlpumpe - Versionsgeschichte

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