Referat Druckverlustberechnungen

_{Druckverlustberechnungen:}

Druckverluste durch verschiedene Höhen. Ges: Druckverlust p

∆p=∆pλ  ∆pξ ∆pH p[Pa]= d_i ξ ( g*ρ*h)

^{∆pλDruckverlust durch Rohrreibung λ*L/d}_i ^{) Rohrreibungszahl λ wird Uber die Reynoldszahl}

definiert.

λ hängt von der Strömungsart und Wandrauhigkeit ab. Laminar: λ /Re. Bei turbulenten Strömungen ermittelt man λ durch Ablesen einer Tabelle.

NatUrliche Wandrauhigkeit: in mm angegeben, durch Werkstoffgrundeigenschaften

_{KUnstliche Wandrauhigkeit: jede Rohrleitung baut im Betrieb eine Wandrauhigkeit auf, auch in mm angegeben.}

∆pξDruckverlust durch Armatureinbauten, KrUmmer(=ξ )

ξ (Widerstandsbeiwert) ist fUr jeden Einbauteil tabellarisch erfal t. Je nach dem wie stark die FlUssigkeit umgelenkt wird, ändert sich der Widerstandsbeiwert.

∆pHDruckverlust durch die Höhe (=g*ρ*h)

Beispiel: Stahlrohrleitung 2km= m lang, 500mm=0,5m Durchmesser, V_P=1200m H O/h→0,333333m /s ρ_H2O=1000kg/m , h=5,5m, 2 Durchgangsventile Nr4 → _GESVent(Tabelle)=4 ;2 KrUmmer → _{GESKr H2O} m/s ; k=0,1 mm; Welcher Druck mul3 angelegt werden damit am Rohrleitungsende das Wasser mit 0 bar ausströmt ?

_{pH g h 5 Pa}

^{Re=(ω d) V}_P^{/A A=r A=0,19635m → ω=1,7m/s → Re=752212,39 →d/k=5000}

λ(Tabelle)=0,015

^{pλ λ*L/d}_i ^{0 Pa}

_GES

pξ = 2 Pa

p=148747 Pa = 8 bar → ,5 bar mull die Pumpe fOrdern. Beispiel:

^P_A ^{5 bar; V}_P ^{m H O/h; 0 kg/m υ m /s ; ξ 4 fUr ° KrUmmer; k=0,3 mm}

200m Ges.: Welchen Druck mul3 Pumpe aufbringen,

200m        h=50m                           damit P_A=1,5 bar

∆p_H=ρ*g*h=1000*9,81*50=490500 Pa

_{∆p λ*L/d*ρ*ω = , / = 4 Pa}

ωTab.=2→ω=V_p/A→A=0,4166/2=0,2083m ;→A=r π→d=0,515m→DN ; d/k=1718; Re=(ω*d)/υ 8 → Tab.: λ ; _Exakt=V_P/A= , / ,12m/s; Re_Exakt ; d/k_{Exakt Exakt}

∆pξ=ξ = , 8 Pa

_Gesamt 1 0,4=4,4

∆P 1 Pa=5,6 bar Die Pumpe mull ,1 bar leisten

Rohrleitungskennlinie: ∆p         R1    R2

Gibt den Zusammenhang zwischen Volumsstrom und Druckverlust an.

Wird V_P gröl3er wird auch ω gröl3er. Um mehr Volumen zu transportieren        ∆pR1 > ∆pR2 mul3 man die Geschwindigkeit erhören.

^{Steilere Rohrleitungskennlinie→höherer Druckverlust(aufgrund Einbauten..)                                                                  V}_P

FOrderhOhe: Wie hoch man ein Fluid fördern kann. m Wassersäule bedeutet

einen Druckverlust von 1 bar.

Fördermittel sind Pumpen.

FORDERUNG VON F/UIDEN

p                >p

_{Saugraum           Druckraum}

Pumpen um Höhenunterschiede und Strömungswiderstände zu Uberwinden. Befördert werden FlUssigkeiten, Schlämme, reine und verschmutzte FlUssigkeiten und FlUssigkeits-Gas-Gemische, und flUssige Metalle

Pumpenarten Verdrängerpumpe(Kolben Zahnräder) und Kreiselpumpe Kreiselpumpe:Ein Schaufelrad schleudert die Fl. aus der Mitte in den Druck- raum.Je schneller es sich dreht→mehr Druck, aber weniger Volumen. Strahlpumpe fUr aggres. Medien. Die Fl. saugt ein Gas oder Fl. an, durch Unterdruck. Mammutpumpe:Luft wird eingeblasen.Aggres. Schlämme werden nach oben transportiert. Oszill. Verdrängerpumpen:Hubkolbenpumpe:Fl. wird in den Pumpenraum gesaugt, und in den Druckraum gedrängt. Saug- und Druckventil) Pulsierender Förderstrom.Kolbenarten:Scheidenkolben:Der Kolben ist durch einen Kolbenring kompl. abgedichtet.Tauchkolben:Bewegt sich frei im Zylinder Stopf- buchsendichtung).Mehrfachwirkende Kolbenpumpe:Förderstr. wird geglättet. Windkessel:UberschUss. Fl. wird in den Windkessel gepumpt,die bei Druckverlul3t zuruckfliel3t→Gl ttung des Förderstroms.Membranpumpe:(oszillierend) Kunststoff-

membrane wird nach innen und aul3en gedruckt(Druck- Saugventil). Membrane wird nicht durch aggr. Fl. angegr. Wird aber spröde. Genaue Dosierpumpe.

Rotierende Verdrängerpumpen:keine Ventile,keine Glättung.Zahnradpumpe: gegen- läufige Zahnräder angeordnet. Spindel-Mohnopumpe: Spindel dreht sich im Schnecken- gehäuse. Zwischenraum verschiebt sich→Weiterleitung. FlUgelzellenpumpe:exzentr. rotier. Trommel mit FlUgelzellen in Gehäuse. Durch Fliehkraft drängen FlUgel nach

aul3en.→FlUssigk. wird abgedrängt Hohe Geschwindigkeit. Schlauchquetschpumpe:

In einem FUhrungsring ist ein Schlauch(sterilisierbar) FUr hochaggr. Medien und

Nahrung.

PUMPENKENN/INIEN

Von Kreiselradpumpen: Ist der Zusammenhang zwischen Förderhöhe und Förderstrom einer Pumpe. Bei

konstanter Pumpendrehzahl, nimmt der Förderstrom V_P zu, die Förderhöhe H ab. Bei Drosselung des

Förderstroms mit einem Ventil in der Druckleitung, nimmt die Förderhöhe, d.h. der Förderdruck zu!

Sie erhöhen den von der Pumpe erzeugten Druck beim Fördern gegen wachsenden Druck und erniedrigen den von der Pumpe erzeugten Druck beim Fördern gegen fallenden Druck. Sie besitzen die Fähigkeit der Selbstregulierung.

Hp n

^{n Je mehr transportiert wird umso niedriger ist der Druck}

ⁿ

Drehzahl

V

_{AN/AGENKENN/INIEN}

Die Pumpe fördert die FlUssigkeit durch die Rohrleitung einer Anlage. Deren zu Uberwindende Förderhöhe ist die Förderhöhe der Anlage. Je höher das Fördervolumen, umso höher ist auch der Druck der auftritt.

Hp

∆p

Σ Hz konstant

^H_GES ^{Arbeitsförderhöhe Hp}

V

Σ der Förderhöhen durch die Strömungswiderstände. ^HPumpe ^{= P}Pumpe ^{= p ∆p}

∆p=∆pH ∆pζ ∆pλ

_{ }

H_Ges         ΣHz

Kein konstanter Anstieg, da abhängig vom Fördervolumen. Je mehr man fördert, umso gröl3er ist der

Strömungsverlust & der Druck steigt.

_{PUMPENKENNFE/D}

Hp

Zur Auswahl der richtigen Pumpe helfen Kennfelder, die den Bereich angeben, in dem die Pumpe am wirtschaftlichsten arbeitet.

V

FeststofffOrderung:StUckgut:Pakete SchUttgut:kleine,kornige,pulvrige StUcke

(Granulate,Getreide)

Stetigförderer:kontinuierlich.Massenstrom in m/t → Förderbänder:Gurtbandförderer mit 2 Trommeln,1 Antriebstr. Spanntrommel,ev. Umlenktr. Gliederbandförderer: Gliederband(eben oder Muldenförmig) greift in die Antriebsräder ein. Schwingförderer:exzentr. laufend. Motor. Durch Schwingung werden die StUcke weiterbefördert. Durch die Federspannung kann man steuern wie schnell die StUcke hUpfend transportiert werden sollen. Becherwerke: Am Band befinden sich Becher, Uber die das Medium auch senkrecht befördert wird. Rollenförderer: Aus Rollen

aufgebaut →geringer Gleitwiderstand durch Rollen.(StUckgut . Pneumatische Förderer: Förderung von SchUttg. durch Luftströmung(schonend).Saugluftförderer: Zylinderkonischer Behälter,Gut wird tangential zugefUhrt. Es bildet sich prim. Ström.Es kommt zu einer Trennung im Zentrifugalfeld.Die Gröl e des Eintauchrohres bestimmt die Eintauchtiefe des Eintauchrohres.Dann wird der Zyklon gebaut.(Staubabtrennungssystem).

Druckluftförderung: Uber ein Druckluftgebläse erzeugt man Druckluft. In MUhlen wird

das Getreide nach oben befördert aber nicht Staubfrei(Explosion).Unstetigförderer: Hebe- zeuge, Laufkatze, Gabelstapler.

DOSIEREN VON SCHUTTGUTERN:Um konst. SchUttstrom zu erzeugen und um best. Mengen abzufUllen. ZELLENRAD: Eine Walze hat Aussparungen,welche durch Rotation immer einen Teil abtrennt.Auf g genau. Der Querschnitt wird kompl. ausgefUllt.

TELLERDOSIERER: Motor treibt Drehteller an.Umso rascher die Rot. umso mehr wird dosiert. Durch Rotationskraft rutscht das SchUttgut nach unten ab. BAND DOSIERER: Wie Fliel3band. DOSIERSCHNECKE: Wie Fleischwolf. DOSIERBANDWAAGE: Gewicht auf Band gemessen. Uber Umlaufgeschw. wird RUckgerechnet.

MECH. VT Stoffvereinigung: 1.Mischen(rUhren,kneten,trockenmischen) Kornvergröl3erung

(Agglomeration(Kakao),sintern,formpressen). MISCHEN: Mehrere Stoffe in opt. Gleichverteil. mischen. Bewertung durch Mischgrad M(0-1) Fest/Fest:Backmischungen,Baustoffgemische. Fest/FlUssig: Pasten,Suspensionen.FLUSS./FLUSS:Emulsionen. GASGEMISCHE:Luft, Säuredämpfe. FLUSSIG/GAS:Mineralw.,Nebel. FEST/GAS: Rauch,Staub. LOSEN:Festst.

in Fl. wenn Löslichkeit vorhanden. M am Anfang hoch, dann immer kleiner durch Absetzen im

Sättigungspunkt.Noch mehr Festst. fUhrt zu Ubersättigung. Sättigungskonz.:g/100g

Je höher T, desto höher ist Sättigungsc. DISPERGIEREN: Vermischen von Gas, od. festen, od. flUss. Stoffen in einer mit diesem Stoff nicht l sbaren Fl. Verteilter Stoff in FlUssigkeit→ Dispersion im um Bereich. EMULGIEREN: feinstverteilter Stoff in FlUssigkeit, kleinste nichtlösliche Tropfen in Fl.(Milch,Creme).Emulgatoren verhindern Entmischung. SUSPENDIEREN:Feinstverteilter Feststoff in FlUssigkeit. Kalkmilch,Farben,Lacke) Kolloide FlUssigkeit. RUHREN: FlUssigk. miteinander vermisch. od. gasförm./feste Stoffe in

FlUssigkeiten dispergiert oder gelöst. RUHRER:RUhrbehälter mit RUhrwerk(Strombrecher:

RUhrstrom wird unterbrochen und verhindert Mitlaufeffekt . Axial angesaugt, radial od.axial ausgescheudert.Reinigung:CIP:SprUhköpfe mit Hochdruckleitung(Aktivchlor,Wasser). RUhrbehälter mit Auslaufstutzen.Scherströmung:innere Verschiebung der FlUssigkeit. Arten von RUhrern: Schnellaufende:fUr Fl. mit niedr. Viskos. (Propeller,.Zahnscheiben-,Schaufel-

,ImpellerrUhrer).Langsamlaufende: FUllen gesamt. Behält. aus.(Anker ,Blatt ,Kreuzbalkenr.,MIG)