Druck-Durchfluss-Rechner
Nutze die standardmäßige Cv-Gleichung für Flüssigkeitsventile zur schnellen Abschätzung des hydraulischen Durchflusses.
Über die Berechnung von PSI in GPM
Druck und Durchfluss beschreiben unterschiedliche Eigenschaften eines Fluidsystems. PSI lässt sich daher nicht mit einem universellen Einheitenfaktor in GPM umrechnen. Druck ist Kraft pro Fläche, während Gallonen pro Minute das je Zeiteinheit strömende Volumen messen. Eine sinnvolle Schätzung benötigt Angaben zur Engstelle, durch die die Flüssigkeit fließt. Bei Ventilen, Reglern und ähnlichen Armaturen werden diese meist durch den Durchflusskoeffizienten Cv dargestellt. Dieser Rechner verwendet die etablierte Flüssigkeitsbeziehung: Durchfluss gleich Cv mal Quadratwurzel aus Druckdifferenz geteilt durch relative Dichte.
Die Druckdifferenz ist der Druck vor dem Bauteil minus dem Druck dahinter, nicht unbedingt der an einem einzelnen Messgerät angezeigte Systemüberdruck. Liegen vor einem Ventil 70 PSI und dahinter 45 PSI an, gib 25 PSI ein. Der Cv wird vom Ventil- oder Bauteilhersteller angegeben. Er beschreibt die Anzahl an US-Gallonen Wasser pro Minute, die bei einem Druckabfall von einem PSI unter definierten Bedingungen durch das Bauteil fließen. Ein größerer Cv bedeutet meist weniger Widerstand und mehr Durchfluss bei gleichem Druckabfall.
Die relative Dichte passt den wasserbasierten Cv-Wert an andere Flüssigkeiten an. Wasser nahe den Standard-Referenzbedingungen hat eine relative Dichte von ungefähr 1. Eine Flüssigkeit mit relativer Dichte 1.44 ist dichter als Wasser und fließt bei gleicher Druckdifferenz mit geringerem Volumenstrom durch dasselbe Ventil. Leichte Flüssigkeiten mit Werten unter 1 ergeben einen höheren berechneten Durchfluss. Verwende einen zur Flüssigkeitstemperatur passenden Stoffwert, da sich die Dichte mit der Temperatur ändern kann.
Die Gleichung gilt für stationäre, inkompressible Flüssigkeitsströmung ohne Entspannungsverdampfung oder Kavitation. Sie ist kein vollständiges Rohrnetzmodell und darf nicht für Gase oder Dampf verwendet werden. Der tatsächliche Durchfluss kann außerdem von Rohrlänge, Armaturen, Rauheit, Viskosität, Höhenunterschieden, Pumpenkennlinien, teilweise geöffneten Ventilen und Messunsicherheit beeinflusst werden. Auslegungsverfahren der Hersteller können Korrekturfaktoren für besonders viskose Flüssigkeiten, angeschlossene Formstücke oder abgeriegelte Strömung enthalten.
Nutze das Ergebnis zur vorläufigen Ventilauslegung, für Bewässerungsprüfungen, Vergleiche von Wassersystemen und technische Abschätzungen. Prüfe bei sicherheitskritischen Auslegungen den gewählten Cv, die Druckbedingungen, Einheiten und Fluideigenschaften anhand aktueller Herstellerdaten und geltender Normen. Eine Durchflussmessung bestätigt die tatsächliche Leistung der eingebauten Anlage am zuverlässigsten.
Häufige Fragen zu PSI in GPM
Lässt sich PSI direkt in GPM umrechnen?
Nein. Druck und Volumenstrom sind unterschiedliche Größen. Du benötigst zusätzlich einen Kennwert der Engstelle, etwa Cv, sowie Angaben zum Fluid.
Was ist der Durchflusskoeffizient Cv?
Cv bewertet ein Ventil anhand seines Wasserdurchflusses bei einem Druckabfall von einem PSI unter Standardbedingungen. Hersteller veröffentlichen Cv-Werte für bestimmte Ventilgrößen und Öffnungsstellungen.
Welchen Druck soll ich eingeben?
Gib den Druckverlust über dem Ventil oder der Engstelle ein. Berechne ihn, indem du den Druck dahinter vom Druck davor in PSI abziehst.
Warum beeinflusst die relative Dichte den Durchfluss?
Eine dichtere Flüssigkeit benötigt für denselben Volumenstrom mehr Druckenergie. Daher sinkt in der Cv-Gleichung der geschätzte GPM-Wert mit zunehmender relativer Dichte.
Gilt diese Formel auch für Luft oder Dampf?
Nein. Diese Form der Cv-Gleichung gilt für Flüssigkeiten. Kompressible Fluide erfordern Gleichungen, die Absolutdruck, Temperatur und eine mögliche Durchflussbegrenzung berücksichtigen.