Rechner für Reibungsverluste

Reibungsverlust ist die mechanische Energie, die ein strömendes Fluid durch Reibung an der Rohrwand und innere Scherung verliert. Der Verlust zeigt sich als Druckabnahme und wird meist als Flüssigkeitssäule in Metern oder als Druck in Kilopascal angegeben. Dieser Rechner verwendet die Darcy-Weisbach-Gleichung, eine breit anwendbare Beziehung für stationäre, voll entwickelte Strömung in einem geraden, kreisförmigen Rohr. Die Gleichung lautet h = f(L/D)(v²/2g). Dabei ist h die Verlusthöhe, f der Darcy-Reibungsbeiwert, L die Rohrlänge, D der Innendurchmesser, v die mittlere Strömungsgeschwindigkeit und g die Erdbeschleunigung. Der Druckverlust folgt aus ΔP = ρgh, wobei ρ die Fluiddichte ist. Der Rechner nutzt die Normfallbeschleunigung 9.80665 Meter pro Sekunde zum Quadrat und wandelt Pascal zur Anzeige in Kilopascal um. Der Rohrdurchmesser beeinflusst den Verlust stark, weil er sowohl das Verhältnis von Länge zu Durchmesser als auch bei konstantem Volumenstrom die Geschwindigkeit verändert. Eine Verdopplung der Geschwindigkeit vervierfacht die Reibungsverlusthöhe, wenn alle anderen Eingaben gleich bleiben. Eine doppelte Rohrlänge verdoppelt den Verlust. Der Darcy-Beiwert muss aus Reynolds-Zahl und relativer Rauheit berechnet oder aus einem Moody-Diagramm abgelesen werden. Ein Fanning-Beiwert darf erst nach Multiplikation mit vier eingesetzt werden. Das Ergebnis beschreibt nur den Reibungsverlust im geraden Rohr. Reale Systeme verlieren auch in Bögen, T-Stücken, Ventilen, Ein- und Ausläufen, Verengungen und Geräten Energie. Diese Einzelverluste lassen sich mit Verlustbeiwerten modellieren oder in äquivalente Rohrlängen umrechnen. Verwende den tatsächlichen Innendurchmesser statt der Nennweite und bestimme Dichte und Viskosität bei Betriebstemperatur. Der Rechner eignet sich zur vorläufigen Pumpenauslegung, für Bewässerungsprüfungen, Prozessleitungen und wassergeführte Heizungs- und Klimasysteme. Die endgültige Auslegung muss alle Formstücke, Höhenunterschiede, den erforderlichen Ausgangsdruck, instationäre Zustände, Verschmutzungszuschläge und einen geeigneten Sicherheitsabstand berücksichtigen.