Einzelwiderstände in hydraulischen Systemen

Druckverlust durch Rohrreibung

Druckverlust durch Einzelwiderstände

Einflüsse auf Einzelwiderstände

• Geometrie

• Strömungszustand

• Teilstrecke

• Trennung von Volumenströmen

Fazit

Fachbereich

Energie

Gebäude

Umwelt

Labor für Energietechnik

Prof. Dr.-Ing. Bernhard Mundus

Druckverlust durch Rohrreibung

d

v

L

p1 p2

21 ppp

22.02.2010 2© B. Mundus

Druckverlust durch Rohrreibung

dL

p1 p2

21 ppp LRpp VR

22.02.2010 3© B. Mundus

v

Druckverlust durch Rohrreibung + Einzelwiderstand

d

v

L

p1 p2

22.02.2010 4© B. Mundus

dL

p1 p2

Druckverlust durch Rohrreibung + Einzelwiderstand

22.02.2010 5© B. Mundus

v

dL

p1 p2

21 ppp

LRpVR

2

2vZpVE

Druckverlust durch Rohrreibung + Einzelwiderstand

22.02.2010 6© B. Mundus

v

Abhängigkeit eines Einzelwiderstands

Geometrie

ReTeilstrecken-zuordnung

Volumenstrom-aufteilung

22.02.2010 7© B. Mundus

Ursachen der Zeta-Werte - Umlenkungen

v

+

-

+

-

Sekundärströmung

R

d

22.02.2010 8© B. Mundus

Ursachen der Zeta-Werte - Umlenkungen

Ablösezonen

22.02.2010 9© B. Mundus

Ursachen der Zeta-Werte -

Querschnittreduzierungen

Ablösegebiete

v2v1

d1 d2

22.02.2010 10© B. Mundus

Einfluss der Re-Zahl

22.02.2010 11© B. Mundus

00010.dv

Re

Einfluss der Re-Zahl

22.02.2010 12© B. Mundus

Teilstrecken-Definition

Zur Berechnung wird ein Rohrnetz in Teilstrecken

unterteilt.

Definition einer Teilstrecke (Rietschel/Raiß1))

Unter einer Teilstrecke versteht man ein Stück eines Rohr-

netzes mit gleichbleibendem Förderstrom und Rohrdurch-

messer.

Es können in einer Teilstrecke also sowohl Einzelwiderstände

und Richtungsänderungen, aber keine Abzweige vorhanden

sein.

1) Rietschel/Raiß: Heiz- u. Klimatechnik – Zweiter Band: Verfahren und Unterlagen zur

Berechnung. Springer Verlag 1970

22.02.2010 13© B. Mundus

Teilstrecken beginnen i. d. R. mit einem Einzelwiderstand

TS 1

TS 3TS 2

DA

Red

Teilstrecken-Definition

22.02.2010 14© B. Mundus

Ausnahmen: T-Stücke zur Stromvereinigung (Zirkulation)

Armaturenanschluss

TS 1

TS 2

TS 3

VD

VA

Teilstrecken-Definition

22.02.2010 15© B. Mundus

Teilstrecke mit

Geschwindigkeit v

Zuordnung

2

2v

Z

Teilstreckenbezug

22.02.2010 16© B. Mundus

Teilstreckenbezug

22.02.2010 17© B. Mundus

Einfluss der Volumenstromaufteilung

v1

v2

v3

Messung

22.02.2010 18© B. Mundus

Einfluss der Volumenstromaufteilung

v1

v2

v3

Messung

Rechnung

22.02.2010 19© B. Mundus

v1

v2

v3

Einfluss der Volumenstromaufteilung

Messung

22.02.2010 20© B. Mundus

v1

v2

v3

Einfluss der Volumenstromaufteilung

Rechnung

22.02.2010 21© B. Mundus

Messung

Konsequenzen für die Berechnung

TS Länge SV Vs di

- m l/s l/s mm

1 1,31 0,420 0,32 15,0

2 2,80 0,350 0,29 15,0

3 3,61 0,220 0,21 15,0

4a 0,15 0,220 0,21 15,0

4b 3,64 0,150 0,15 11,5

A

B

pV,A-B [mbar] Fehler

Mess. 595 -

ber1099 83%

korr645 8%

22.02.2010 22© B. Mundus

Fazit

Geometrie

ReTeilstrecken-zuordnung

Volumenstrom-aufteilung

Ursachen

der -Werte

sind bekannt

-Werte für

Re>10.000

bestimmen

bauteilspezifische

Festlegungen

erforderlich

konstante

-Werte sind

wenig geeignet

22.02.2010 23© B. Mundus