Druckverlust in Rohrleitungen, Rohrformstücken und Armaturen

Rohrleitungssysteme werden aus verschiedenen Rohrleitungselementen mit jeweils spezifischen Eigenschaften zusammengesetzt. Bei der Bestimmung der Strömungsverluste wird zwischen den reinen Reibungsverlusten in geraden Rohrleitungselementen und den zusätzlichen Verlusten in so genannten Rohrformstücken und anderen Einbauten wie z.B. Ventilen unterschieden. Anders als in geraden Rohrleitungselementen entstehen in Rohrformstücken neben den Reibungsverlusten durch die Oberflächenrauigkeit weitere Verluste durch Strömungsablösung bzw. Sekundärströmung. Der Druckverlust in einem Rohrformstück ist von der Art der Umlenkungen abhängig und wird als Widerstandsbeiwert bezeichnet. Widerstandsbeiwerte werden experimentell über eine Druckmessung von Eintritt p1 zu Austritt p2 des Rohrformstückes ermittelt und lassen sich als Richtwerte in Tabellen finden. Der Widerstandsbeiwert gibt an, welcher Druckunterschied zwischen Ein- und Austritt vorliegen muss, um einen bestimmten Durchfluss durch ein Rohrleitungselement aufrecht zu erhalten.

Druckverlust im geraden Rohrleitungselement

p Druck, Δp Druckdifferenz, L Rohrlänge

Druckverlust im Rohrknie

p Druck, Δp Druckdifferenz, 1 Sekundärströmung

Druckverlust in einer Rohrerweiterung

p Druck, Δp Druckdifferenz, 1 Strömungsablösung

Druckdifferenz bei geraden Rohrleitungselementen

Das Rohrreibungsdiagramm zeigt die Abhängigkeit der Rohrreibungszahl λ von der Reynoldszahl Re und der Rauigkeit k

Die Druckdifferenz Δp von Ein- zu Austritt eines geraden Rohrleitungselementes ergibt sich aus der Rohrreibungszahl λ, der Rohrlänge L, der Dichte des Fluids ρ und dem Quadrat der mittleren Fluidgeschwindigkeit v geteilt durch den inneren Rohrdurchmesser di.


Druckdifferenz bei Rohrformstücken

rot Einzelwiderstände Δp1-3 einer Anlage, grün Gesamtwiderstand Δp der Anlage, blau Pumpenkennlinie; Δp Druckdifferenz, p Druck, Q Durchfluss

Die Druckdifferenz Δp von Ein- zu Austritt eines Rohrformstückes ergibt sich aus dem Widerstandsbeiwert Zeta, der Dichte des Fluides ρ und dem Quadrat der mittleren Fluidgeschwindigkeit v.



Durch Addition aller Druckverluste in den verschiedenen Rohrleitungselementen ergibt sich die Anlagenkennlinie des Rohrleitungssystems. Über die Anlagenkennlinie ergibt sich die nötige Förderhöhe der Pumpe in Abhängigkeit vom Durchfluss.