Fichas
Strömungstechnik Skript 3
Fichas del conjunto (32)
- 1Was beschreibt die Bewegungsgleichung Nach Bernoulli:Nach Bernoulli ist die Summe aus kinetischer und
potentieller Energie an jeder Stelle einer Stromlinie
konstant. - 2Zunächst Betrachtung von verlustfreien Strömungsvorgängen• Energie ist bilanzierbare Größe (geht nicht verloren sondern wird von einer in
eine andere Form umgewandelt)
• Volumenelement der Masse m hat kinetische Energie und potenzielle Energie
(weil es in Bewegung ist und weil es eine bestimmte geodätische Höhe hat)
• Kraft wirkt entlang des Weges, verschiebt dabei das Masseelement und
verrichtet Arbeit (Verschiebearbeit)
• Kraft ergibt sich durch „Druck mal Fläche“
• Energie also durch „Druck mal Fläche mal Weg“, wobei „Fläche mal Weg“ =
„Volumen“! - 3Beim Durchströmen von Rohrleitungssystemen Druckverluste durch:• Wandreibung
• Umlenkungen
• Querschnittsverengungen
• Querschnittserweiterungen - 4Laminare Strömung:- Medium auf parallelen Bahnen
- bei kleinen Geschwindigkeiten
- bei kleinen Rohr-/ Spaltweiten
- parabelförmiges Geschwindigkeitsprofil - 5Turbulente Strömung:- Querbewegungen (Wirbel)
- kolbenförmiges Geschwindigkeitsprofil
- Trennschicht an der Wand
Geschwindigkeiten an der Wand = 0 - 6Reynoldszahl:Kriterium ob Strömung laminar oder turbulent.
Re < 2000 laminare Strömung
2000< Re < 3000 Übergangsbereich
Re > 3000 turbulente Strömung - 7glatten Rohren beträgt die kritische Reynoldszahl:Rekrit: 2320
- 8Betriebliche Anforderungen wie Medium, Temperatur, Druck, benötigter Volumenstrom, Förderhöhe,… beeinflussen:• Auswahl der Nennweite DN
• Auswahl Betriebs- und Nenndruck PN
• Auswahl Werkstoff
• Auswahl der Rauhigkeit Ra - 9Nennweite DN: Nenndruck PN:Lichter Durchmesser in mm.
Z.B. DN 40 = Inndurchmesser 40 mm
Maximaler Betriebsüberdruck in bar.
Z.B. PN 20 = Nenndruck 20 bar [20 °C] - 10Kriterien Werkstoffauswahl für Rohrleitungssysteme:• chemische Eigenschaften des Mediums
• Korrosionsbeständigkeit
• Abrasionsbeständigkeit (mechansicher Abtrag)
• elektrische Leitfähigkeit
• Ausdehnung beim Erwärmen
• Preis - 11Kriterien für die Wahl der Art der Rohrverbindung:• Betriebsbedingungen (Temperatur, Druck, Medium,…)
• Raumbedarf
• Wartungsfreundlichkeit
• Wirtschaftlichkeit - 12Schweißverbindung:• nicht lösbare Verbindung
• hohe Temperaturbeständigkeit
• hohe Druckbeständigkeit
• geringer Platzbedarf
• gute Wirtschaftlichkeit
• Änderungen → hoher Aufwand - 13Flanschverbindungenhäufigste Verbindungsart
• lösbar
• Temperatur begrenzt (Dichtungsmaterial)
• hohe Drücke (ca. PN 400)
• hoher Raumbedarf
• Änderungen → geringer Aufwand - 14Nut- und Feder Flansch mit O-Ring/ Flansch mit Linsendichtung:• Profildichtung
• Anpressdruck wird durch Feder auf
die Dichtung übertragen
• geeignet für höchste Drücke - 15Flachgedichteter Flansch:einfache preiswerte Dichtung
• geeignet für mittlere Drücke - 16Dichtungslose Flansche: Planschliff• Abdichtung durch zwei plangeschliffene
Teller
• genaue, aufwändige Verarbeitung nötig
• Anfällig für Verschmutzung und
Beschädigung - 17Dilo-Dichtung• Abdichtung nach Nut- und Feder Prinzip
• hohe Temperaturen und Drücke - 18Schneid-/ Klemmringverschraubung:• lösbare Verbindung
• geringer Platzbedarf
• Dichtung Metall/Rohrmaterial
• für Metall und Kunststoffrohre (mit
Stützhülse)
• geeignet für mittlere Temperaturen und
Drücke - 19Muffenverbindung• mit oder ohne Verschraubung
• leicht zu lösen
• Dichtung mit Teflonband, Teerstrick,…
• geringe Temperaturen und Drücke - 20Nichtregelbare Absperrvorrichtungen:• Blindscheibe, Blinflansch
• Umsteckscheibe, Schwenkscheibe - 21Regelbare Absperrvorrichtungen:• Hähne (Küken-, Kugelhahn)
Schnelles Öffnen und Schließen durch 90 ° Drehung
Durchflussregulierung nur bedingt möglich
Geringe Druckverluste
Hohe Drücke, mittlere Temperaturen - 22• VentileHäufigste eingesetzte Absperrvorrichtung
Abdichtung durch Anpressen des Ventilkörpers/kegels an den Ventilsitz
Öffnen, Absperren und genaue Regulierung des Durchflusses
2 Umlenkungen im Ventil
Strömungsrichtung (Einbaulage) vorgegeben
Rel. hoher Druckverlust - 23Membranventile• Besonders geeignet für aggressive Medien und hygienische
Anwendungen
• Abdichtung durch Drücken der Membran auf die Dichtkante
• Keine Strömungsrichtung vorgegeben
• Mittlere Drücke und Temperaturen
• Unempfindlich vs. leichte Verunreinigungen
- 24Schieber• rel. langsames Öffnen und Schließen
• geringer Platzbedarf
• bei hohem Druck Ausgleich über Bypass
erforderlich
• geringer Druckverlust bei voller Öffnung
• Drosselung gut möglich
- 25Klappe• rel. langsames Öffnen und Schließen
• geringer Platzbedarf
• geeignet für mittlere Drücke und
Temperaturen falls weichdichtend
• geeignet für hohe Drücke und
Temperaturen falls metallisch dichtend
• geeignet für sehr große Nennweiten
• geeignet für verschmutzte Medien - 26Selbsttätige Absperrvorrrichtung: RückschlagarmaturenRückschlagklappe
• Gewichtsbelastete Klappe
• Federbelastete Klappe
• Einbaulage beachten falls gewichtsbelastet
• Dichtung durch Anpressung der Klappe
durch Flüssigkeitsdruck - 27Kugelrückschlagventil• Gewichtsbelastete Klappe
• Federbelastete Klappe
• Einbaulage beachten falls gewichtsbelastet
• Dichtung durch Anpressung der Klappe
durch Flüssigkeitsdruck - 28Selbsttätige Reguliervorrichtungen: Druckminderventil• Überführung von Gasen, Dämpfen oder
Flüssigkeiten von hohem zu niedrigerem Druck
• Einstellung Solldruck über Federspannung
• Druck auf Membran öffnet/schließt Ventil
- 29Reduzierventil• Einstellung Flaschendruck (- 300 bar)
auf Gebrauchsdruck (≈ 1 bar)
• Druckminderventil + 2 Manometer +
Sicherheitsventil + Absperrventil
- 30Sicherheitseinrichtungen: Sicherheits-(Überdruck)-ventil• Gewichtsbelasteter Kegel
• Federbelasteter Kegel
• Einbaulage beachten falls gewichtsbelastet
• Verhindern Überschreitung des max.
zulässigen Betriebsdrucks
• Öffnet bei Drucküberschreitung und schließt
wenn der Druck wieder i.O.
• Überprüfung / Auswechslung in festen
Abständen
- 31Berst-(Reiß)scheiben• Einsatz wenn Sicherheitsventile nicht möglich oder zweckmäßig
• werden blind aufgeflanscht
• bersten bei bestimmten Druck
• für viele Druckstufen erhältlich
• auch zur Druckentlastung bei Verpuffungen oder Explosionen
• bei Auslösen kompletter Druckabbau - 32FlammensperrenUnterscheidung zwischen
• Deflagrationsrohrsicherung (Ex-Ausbreitung
mit Unterschallgeschwindigkeit, - l = 50 DN)
• Detonationsrohrsicherung (Ex-Ausbreitung
mit Überschallgeschwindigkeit, l > 50 DN)
• Endsicherung
• Flammenrückschlagsicherung
Prinzip: Abkühlung Flammenfront