Wandstärke Rohr, Rohrauslegung bei Unterdruck

Admiral · Gast

Meine Frage:
Hallo Leute,

ich habe folgende Frage:

Bei Betrachtung eines Rohrnetzes, durch das konstant mittels eines Radialventialtors eine gewisse Luftmenge gefördert wird, stellt sich mit die Frage, welche Kraft auf die Rohrwand wirkt. Saugseitig betrachtet entsteht im Rohr Unterdruck. Wenn ich annehme, dass ich durch ein Rohr mit dem Durchmesser von 1000 mm eine Luftmenge von 35.000 m³/h fördern möchte, brauche ich einene Ventilator, der 1800 Pa Förderdruck entwickeln kann (soll nur als Beispiel gelten). Die Luftgeschwindigkeit wäre ca. 12,5 m/s. Darau errechne ich den dynamischen Druck.
Durch Einbauten und Druckverlust durch Reibung im Rohrnetz entsteht ein zu messender Gesamtdruckverlust vorm Ventilator(im Beispiel 1800 Pa, nur Saugseite betrachtet). Der Gesamtdruck besteht aus dynamischem Druck und statischem Druck, soweit bin ich schon mal. Wie komme ich nun auf den Unterdruck, der wichtig ist, um die Wandstärke zu errechnen damit sich das Rohr nicht zusammenzieht? Da ich ein offenes System habe, muss der statische Druck eigentlich sehr gering sein und die Wandung kann ebenfalls sehr gering sein.
Angenommen ich verschließe den Lufteintritt am Anfang der Rohrnetzes, würde der dynamische Druck Null werden und der statische Druck auf 1800 Pa ansteigen, der im Gesamtsystem wirkt und auf die Rohrwandung drückt?
Bernoulli kenn ich natürlich und komme damit auch klar, aber irgendwie stehe ich total auf dem Schlauch, was meine tatsächlich wirkende Kraft auf die Fläche der Rohrwandung ist.
Ich denke da immer an einen Strohhalm, an dem man saugt...sobald ich hinten den Finger draufhalte, zieht der sich zuammen. Statischer Druck dann maximal und dynamischer Druck = 0.
Könnte mir das jemand erklären? Oder bin ich komplett auf dem Holzweg?

Danke vorab schon mal für eure Mühe

Meine Ideen:
Ich denke da immer an einen Strohhalm, an dem man saugt...sobald ich hinten den Finger draufhalte, zieht der sich zuammen. Statischer Druck dann maximal und dynamischer Druck = 0.

Mathefix · Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 5867 Wohnort: jwd

Für dünnwandige Rohre

mit s =Wandstärke und R = Innenradius errechnet sich die Tangentialspannung

Admiral · Gast

Das hat mit dem Thema eigentlich nichts zu tun. Wie ich eine Wandungsstärke ausrechne, ist gar kein Problem. Mir geht es nur um die tatsächliche und für mich anliegende Kraft auf die Rohrwand bzw. wie hoch der statische Druck ist in einem offenem System.

Mathefix · Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 5867 Wohnort: jwd

Admiral · Gast

Danke schon mal für deine Hilfe!

Also ich bin davon ausgegangen, dass ich den Nachweis, ob mein Rohr hält oder nicht mit krit. Beuldruck ausrechnen bzw. nachweisen muss.
Dafür brauche ich ja den Unterdurck im Rohr, bzw. den Druck der von aussen auf das Rohr drückt. So ist, meine ich jedenfalls die Definition. Daraus resultiert dann auch eine Kraft, wie du schon dargestellt hast.
Wenn ich jetzt ein langes Rohr habe, kann ich mir die Verluste ausrechnen. Mein Förderdruck des Ventilators ist ein statischer Druck. Die Druckverluste ja auch oder? Also muss ich dann das p_i wissen und da hängt es bei mir.
Wenn ich den Beuldruck dann habe, stell ich die Formal nach der Rohrwanddicke um und habe so mein Ergebnis, auf das ich hinaus möchte.
Nur was genau ist der Beuldruck in dem Fall? Einfach die kompletten Druckverluste zusammenstellen und diesen Druck als statisch annehmen, der auf die Rohrwandung wirkt?
Temperatur und Dichteänderung habe ich in meinen Formeln berücksichtigt, diese sind aber bei Luft und Temperaturschwanken von 20 K nicht wirklich ausschlaggebend.
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Mathefix · Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 5867 Wohnort: jwd

Admiral · Gast

Nein, an p_i hängt es ja. die angenommen 1800 Pa sind gemessen und die weiß ich vorher ja nicht. Aber ich muss die wissen um die Rohrwandstärke auszulegen.

"Wenn ich jetzt ein langes Rohr habe, kann ich mir die Verluste ausrechnen. Mein Förderdruck des Ventilators ist ein statischer Druck. Die Druckverluste ja auch oder? Also muss ich dann das p_i wissen und da hängt es bei mir. "

Wenn ich, zum Beispiel, eine Gasflasche hätte und diese geschlossen ist, kein Problem. Druck statisch und überall gleich.
Ich habe aber einen offenen Lufteintritt und einen offenen Luftaustritt (da weiß ich eben nicht, wie sich das verhält) und dazwischen eben den Venti. Dieser baut den Förderdruck auf, um die Druckverluste auszugleichen und die Luftmenge strömen zu lassen. Wie wirkt der Druck dann auf die Rohrwände und welchen Druck habe ich dann da?
Die Mathematik drumherum ist kein Problem! Vielleicht habe ich mich unklar ausgedrückt grübelnd

Mathefix · Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 5867 Wohnort: jwd

Admiral · Gast

Ich werde das anhand eines Beispiels so schnell wie möglich nachrechnen, danke!