Rohrreibung durch unterschiedliche Materialien und Oberflächen

In der Praxis sind die Flächen von Rohrwänden immer mit einer gewissen Rauigkeit behaftet. Die Oberflächenrauigkeit entsteht zum einen beim Produktionsprozess und zum anderen durch betriebsbedingte Ablagerungen bzw. Korrosion. Das Material des Rohres hat ebenfalls einen entscheidenden Einfluss auf die Rauigkeit. Bei laminarer Strömung hat die Rauigkeit des Rohres einen sehr geringen Einfluss auf den Druckverlust, weil die Fluide im Bereich der Randschicht sehr geringe Strömungsgeschwindigkeiten besitzen oder teilweise nicht bewegt werden.

Bei turbulenter Strömung hingegen ist entscheidend, ob die Dicke δ der laminaren Grenzschicht über die Unebenheiten der Rohroberfläche k hinaus ragt und diese verdeckt. In diesem Fall spricht man von hydraulisch glatten Rohren und die Rauigkeit hat keinen Einfluss auf den Druckverlust. Wenn die Rauigkeiten der Rohroberfläche weit über die laminare Grenzschicht hinaus ragen, geht der gleitende Effekt der Grenzschicht verloren. In diesem Fall ist von hydraulisch rauen Rohren die Rede und die Rauigkeit hat einen starken Einfluss auf den Druckverlust.

δ Dicke der laminaren Grenzschicht, k Höhe der Unebenheiten

Hydraulisch glatte Rohre

Die laminare Grenzschicht ist stark genug ausgeprägt, um die Unebenheiten der Rohroberfläche zu verdecken. Die turbulente Rohrströmung kann ungehindert fließen.

δ Dicke der laminaren Grenzschicht, k Dicke der laminaren Grenzschicht

Rohre im Übergangsgebiet

Je nach Strömungszustand und der Rohrbeschaffenheit, treten in der Praxis Mischformen auf. Wenn die laminare Grenzschicht zwar deutlich ausgeprägt ist, die Unebenheiten aber nicht vollständig verdeckt, spricht von Rohren im Übergangsgebiet.

δ Dicke der laminaren Grenzschicht, k Dicke der laminaren Grenzschicht

Hydraulisch raue Rohre

Die laminare Grenzschicht ist ungenügend ausgeprägt, um die Unebenheiten der Rohroberfläche zu verdecken.