Druckverteilung in der Maschine von Pumpe bis Puck

Hallo zusammen,

Ich habe eine Rocket mit Rotationspumpe und habe vor Kurzem die originale Einspritzdüse in der E61 Gruppe durch eine mit 0.5mm Durchmesser getauscht. Dadurch erreiche ich, dass die Durchflussgeschwindigkeit sinkt.

Meine Frage: Sinkt dadurch auch der eigentliche Brühdruck in der Brühkammer?

Ich stelle mir das so vor: der 9bar Druck der Pumpe teilt sich (wenn man jetzt druckabfälle an sonstigen Rohren etc. Vernachlässigt) zwischen den beiden Widerstandselementen Düse und Puck auf, je nachdem wie groß dieser Widerstand ist. Ich stelle mir das wie ein elektrisches Schaltbild vor: die Pumpe ist die Spannungsquelle, es fließt Strom/Wasser durch zwei Widerstände, am denen sich die Spannung aufteilt.
Wenn mein manometer, das noch vor der Düse sitzt, 9 bar anzeigt, wirken am Kaffeepuck aber nur ein Teil davon.

Kann ich sogar den Druck in der Brühkammer berechnen? Klar könnte ich mit einen Brühgruppenmanometer nachmessen, da hab ich aber keines da.
Wenn aktuell OHNE sieb ca 5ml /s fließen, hat die düse den Widerstand 9/5 bar/ml/s = 1.8 bar*s/ml. MIT Kaffee sind es nur noch 2ml/s bei einem Doppelten (nehmen wir jetzt mal als konstant an, ohne irgendwelche Präinfusion etc.). Der Gesamtwiderstand ist also 9/2 = 4.5 bar*s/ml. Der Widerstand nur vom Puck ist also 4.5 - 1.8 = 2.7 bar*s/ml.
Der Druck am Puck wäre, nach dem Spannungsteilerprinzip also nur 9bar * 2.7/4.5 = 5.4bar.

Sind meine Überlegungen im Ansatz richtig oder hab ich einen Denkfehler und das ist totaler Quatsch und man kann das gar nicht so mit einem elektrischen ESB vergleichen?

Grüße Nusseck

 

Zum Vergleich mit dem Gartenschlauch: der Druck, der aus der Leitung kommt ist immer fest, stimmt. Er entspricht der Pumpe in meinem Modell oben. Wenn du den Schlauch vorne quetschst, dann spritz das Wasser weit. Wenn du aber zusätzlich noch an einer zweiten Stelle quetschst, dann spritzt es nicht mehr ganz so weit vorne, weil der Druck ganz vorne abgenommen hat.
Dass überall im Schlauch der Leitungsdruck anliegt, ist nur der Fall, wenn gar kein Wasser fließt.

Mit meinem Umbau wollte ich vor allem die präinfusionsdauer verlängern, was definitiv funktioniert hat. Aber besser ist der Kaffee nicht geworden. Was vielleicht am zu geringen Druck liegt.
Ich denke ich werde mal experimentieren mit verschiedenen Düsen und Pumpendrücken.

 

Die verlinkten Sachen mit der Strömungsgeschwindigeit stimmen schon, aber da wird ja nichts über den Zusammenhang mit dem Druck ausgesagt.
Ich habe noch etwas gefunden: der Zusammenhang Druckverlust/Geschwindigkeitszunahme/Volumenstrom wird bei der Messblende benutzt. Auszug aus Wikipedia (Messblende – Wikipedia):

"Der gleichförmige Durchfluss eines Fluids in einer Rohrleitung wird durch die Blende eingeschnürt (Querschnittsverengung), sodass sich an dieser Stelle die Geschwindigkeit erhöht. Die Zunahme der Geschwindigkeit an der Einschnürungsstelle bewirkt entsprechend der bernoullischen Energiegleichung eine Verringerung des statischen Druckes."

 

Aber warum kann man sicher sagen, dass dieser Druckverlust nur minimal ist? Nach meiner Berechnung oben (die vllt auch einfach falsch sein kann - wo ist der Fehler?) ist dieser Druckverlust nicht mehr nur minimal.

 

Wenn die Flussgeschwindigkeit zunimmt, muss gleichzeitig der Druck abnehmen, damit der Energieerhaltungssatz stimmt.

Und ja: meine Berechnung oben ist falsch, stimmt. Beim Strom hängen Strom und Spannung linear zusammen, bei Volumenstrom und Druck an einer Lochblende quadratisch (sagt jedenfalls der Wikipedia Artikel von oben).

Ich habe auch mal Daten in einen Online Rechner zum Druckabfall an einer Lochblende eingeben. Ich bekomme bei einer Lochblende mit d=0.75mm einen Druckabfall von ca 0.1 bar, bei einer Lochblende mit d=0.5mm einen Druckabfall von ca. 0.5 bar. Also tatsächlich zu vernachlässigen.
Vielleicht besorge ich mir trotzdem mal noch ein Siebträgermanometer, einfach aus Neugier ;-)

Danke euch für's Mitdenken und Mitrechnen

 

Ich habe jetzt direkt an der E61 Brühgruppe, an der Stelle, an der die M6 Schraube saß, ein manometer hingeschraubt. Das zeigt mir also den tatsächlichen am Puck anliegenden Druck an.
Und siehe da: der Druck liegt nach wie vor bei fast 9bar. Ich habe jetzt nur einen Single Espresso getestet. Der Druck gegen ein Blindsieb geht wie beim Manometer der Maschine, auf ca 10 bar hoch. Beim Bezug zeigt es nach der PI 9 bar an und nimmt dann während des Bezugs leicht ab.
Das Zweier werde ich morgen mal testen, dafür ist es heute zu spät ;-)

Gute Nacht!