Dag Lucas,

Waterslag is niet een statisch maar juist een heel dynamisch verschijsel. Die druk is niet overal in die leiding in één klap 20 bar. Dat is alleen vlakbij die klep, en in ruil in de rest van de leiding wat minder dan in normaal bedrijf. 

Natuurlijk vertrekt daarna direct een drukgolf weg van die klep terug die leiding door. 

Alles eindigt dan met ongeveer de gemiddelde overdruk die tijdens het verpompen in die leiding zat. 

Groet, Jan.

Aha, zo had ik het inderdaad niet bekeken. Dus bij een hydraulic ram pump moeten de keerkleppen relatief dicht bij elkaar zitten, want de wanneer de waste valve sluit ontstaat daar de hoogste druk?

En dat brengt mij op nog een vraag: op de hydraulic ram pump zit ook een soort expansie vat met lucht. Zoals ik begrijp is dit om de piek druk af te vlakken in een iets lagere maar langer durende overdruk. 

Maar wat is dan precies de toegevoegde waarde hiervan? Zou je het water niet nóg verder omhoog kunnen pompen zonder dit luchtvat?

Dag Lucas,

Ja, het water kan, in theorie althans, veel verder omhoog zonder drukvat.

Dit is een bijzonder soort pomp, bedoeld voor gevallen dat je je kunt permitteren bijna grenzeloze hoeveelheden water over relatief geringe hoogte te laten vallen en "verspillen" om een klein deel van dat water een relatief grote hoogte omhoog te krijgen. Iets vergelijkbaars zou je kunnen bereiken door grote hoeveelheden water door een turbine met generator te laten stromen, en dat vermogen te gebruiken om een kleine hoeveelheid water met een pomp ver omhoog te pompen. 

Typisch ontwerp: een dikke leiding (grote massa water per meter leiding) komt over relatief kleine hoogte naar beneden. 
Die leiding gooi je beneden vol open (ja, dat laat je weglopen) tot je water een behoorlijke snelheid bereikt, en dan ineens dicht. In de leiding zit dan bijvoorbeeld 200 kg water met een snelheid van 10 m/s. Bewegingsenergie bereken je met E=½mv², in dit voorbeeld  10 000 J . Gooi je in één keer die klep dicht dan moet die energie ergens heen.

Daarmee zou je in theorie volgens E=mgh  bijvoorbeeld 10 kg water h=E/mg = 10 000/ (10 x 10) = 100 m omhoog kunnen krijgen, of 5 kg zelfs 200m 

Water zelf is nauwelijks samendrukbaar. Je hebt nu vlak voor die klep bijvoorbeeld wel 100 bar gecreëerd, echter een paar milliliter aftappen is voldoende om die druk weer normaal te krijgen, want die druk bestaat maar in een betrekkelijk klein volume vlak voor die klep.

Verstandiger is om die 200 kg die in beweging wat rustiger te laten "afremmen" door dat stromende water een drukvat in te leiden. Trouwens, klappen van een paar honderd bar elke keer zijn ook niet zo heel fijn voor die klepzittingen, dan ben je die om de haverklap aan het vervangen.  Ook niet gelijk de leiding omhoog in, want dan moet heel die leidinginhoud in één klap op snelheid worden gebracht, ook een plotse drukgolf. Dus leid je het voorste deel van die 200 remmende kilogrammen snel een drukvat in. Hoeveel liter dat vat in stroomt hangt dan af van de druk onderin die stijgleiding, en dan ben je weer klaar voor de volgende slag. 

Ik weet niet of je een animatie hebt gezien? Ik vind deze wel een beeldende:
https://www.youtube.com/watch?v=aUTjVovpKvA

De wet van behoud van energie dicteert de opbrengst. Als je 10 m omlaag kunt, maar je wil 50 m omhoog, dan kun je net als bij elke balans door 100 liter 10 m laten vallen 20 liter die 50 m omhoog krijgen. 80 liter laat je weglopen, da's dan 20% volume-efficiënt. 
Helaas houd het daar niet mee op, want ook in leidingen en kleppen gaat aardig wat verloren, ik weet niet hoe dat in de praktijk gaat maar 75% lijkt me netjes. Dan is dit totaal dus 0,75 x 20% = 15% efficiënt.  

Maar: het is een eenvoudige techniek, die mits robuust uitgevoerd, en een overschot water (bijv een rivier) veronderstellend, zeer goedkoop en betrouwbaar 24/7 kan werken, ook in afgelegen gebieden.

Groet, Jan