Gesamten Druckverlust einer Rohrleitung berechnen

Wie wird der Gesamtverlust einer Rohrleitung ermittelt?

Der Druckverlust einer Leitung hat zwei Anteile. Reibung im geraden Rohr folgt der Gleichung nach Darcy und Weisbach. Verluste in Bögen, Abzweigstücken, Armaturen sowie Eintritten und Austritten verwenden den Verlustbeiwert K: Δp = (f × L / d + ΣK) × ρ × v² / 2. Dabei ist f der Reibungsbeiwert, L die Rohrlänge, d der Innendurchmesser, ρ die Dichte und v die mittlere Geschwindigkeit. Der Rechner erfasst die Leitung Position für Position, zeigt den Anteil jeder Position und den größten Verlustverursacher.

Verlustbeiwerte K

K wird für jedes Formstück gemessen und hängt von Quelle, Hersteller, Größe und Verbindungsart ab. Die angebotenen Werte sind ungefähre Lehrbuchwerte: Gewindebogen 90° mit 0,9, Flanschbogen 90° mit 0,3, ganz offener Schieber 0,2, ganz offenes Durchgangsventil 10, scharfkantiger Eintritt 0,5, Austritt in einen Behälter 1. Liegen Herstellerdaten vor, tragen Sie diese in das Feld K ein.

Beispiel

Wasser strömt mit 1 m/s durch eine Leitung mit Innendurchmesser 100 mm und Reibungsbeiwert 0,0185. Der dynamische Druck beträgt 500 Pa. Ein Rohrabschnitt von 100 Metern verliert 9257 Pa, vier Gewindebögen 1800 Pa, ein Schieber 100 Pa, der Eintritt 250 Pa und der Austritt 500 Pa. Insgesamt sind es 11 907 Pa, entsprechend 0,119 bar oder 1,21 Metern Wassersäule. Etwa 78 % des Verlusts entfallen auf das gerade Rohr.

Grenzen

Die Leitung hat einen einheitlichen Innendurchmesser. Berechnen Sie bei Durchmesserwechseln jede Größe gesondert und addieren Sie die Ergebnisse. Das Fluid ist inkompressibel und die Strömung stationär. Die Beiwerte K gelten für voll turbulente Strömung und sind bei laminarer Strömung größer. Wechselwirkungen eng aufeinanderfolgender Formstücke bleiben unberücksichtigt. Für teilweise geschlossene Armaturen, Filter, Wärmeübertrager und Messgeräte sind Herstellerdaten erforderlich.

Häufige Fragen

Wie groß ist der Druckverlust je Fuß Rohrleitung?

Beispielsweise beträgt der Druckverlust auf einem Fuß Rohrleitung, also 0,3048 m, bei Innendurchmesser 65 mm und Volumenstrom 7 m³/h 0,1353 kPa. Die Beziehung nach Darcy verwendet Dichte 900 kg/m³, Viskosität 100 mPa·s und Rauigkeit 0,045 mm. Diese Vorabschätzung erfasst weder Formstücke noch Höhenänderungen.