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Bernoulli Rohrströmung Druckverlust
 
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Physinetz



Anmeldungsdatum: 20.09.2006
Beiträge: 317

Beitrag Physinetz Verfasst am: 13. Dez 2017 13:46    Titel: Bernoulli Rohrströmung Druckverlust Antworten mit Zitat

Hallo zusammen,

gerne würde ich wissen, wie man den Druckverlust in einem Rohr bestimmt:

Angenommen ich habe ein Rohr, welches von links mit einem Massenstrom Luft beaufschlagt ist und auf der rechten Seite ins "freie" strömt. Dort herrscht quasi Umgebungsluft.

Wie messe ich nun den Druckverlust?

Angenommen ich habe links eine Druckmessstelle und messe nun gegen den Umgebungsdruck. Dann ändert sich bei einem gleichförmigen Rohrdurchschnitt ja die Geschwindigkeit und somit der dynamische Druck nicht -- > folglich ist der statische Druck links MINUS Umgebungdruck = Druckverlust

Wie verhält sich das ganze nun bei einem Rohr, welches sich z.B. aufweitet? Dann wird die Geschwindigkeit größer und ein Teil des dynamischen Drucks wird in statischen Druck gewandelt. Dann wäre es nicht mehr gültig: Druckverlust = statischer Druck links Minus Umgebungsdruck anzunehmen oder?

Bernoulli im Rohr von links nach rechts (zum Austritt in die Umgebung) wäre ja (sofern man das Fluid in der Umgebung in Ruhe betrachtet) :




Streng genommen müsste man dann v1 kennen um den Druckverlust berechnen zu können?

Für Ideen und Tipps wäre ich dankbar, Danke!

Thumbs up!
Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5860
Wohnort: jwd

Beitrag Mathefix Verfasst am: 13. Dez 2017 15:00    Titel: Antworten mit Zitat

Bei einem horizontalen Rohr gilt bei inkompressiblem Fluid:



= Rohrreibungszahl
l = Rohrlänge
d = Rohrdurchmesser
= Dichte des Fluids
v = Strömungsgeschwindigkeit

Laminare Strömung



Turbulente Strömung





A = Querschnittsfläche
U = Umfang von A

= Dynamische Zähigkeit



= 2.200 -2.300

laminar

turbulent
Physinetz



Anmeldungsdatum: 20.09.2006
Beiträge: 317

Beitrag Physinetz Verfasst am: 13. Dez 2017 17:28    Titel: Antworten mit Zitat

Alles gut und richtig, Danke!

Nur beantwortet mir das nicht die Frage: Kann ich den Druckverlust bei einem Rohr, welches sich aufweitet, allein über den Differenzdruck aus statischem Druck an der engsten Stelle des Rohres UND dem Umgebungsdruck bestimmen?
Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5860
Wohnort: jwd

Beitrag Mathefix Verfasst am: 13. Dez 2017 18:01    Titel: Antworten mit Zitat

Physinetz hat Folgendes geschrieben:
Alles gut und richtig, Danke!

Nur beantwortet mir das nicht die Frage: Kann ich den Druckverlust bei einem Rohr, welches sich aufweitet, allein über den Differenzdruck aus statischem Druck an der engsten Stelle des Rohres UND dem Umgebungsdruck bestimmen?


Bernoulli gilt nur bei reibungsfreier Strömung.
Physinetz



Anmeldungsdatum: 20.09.2006
Beiträge: 317

Beitrag Physinetz Verfasst am: 14. Dez 2017 14:41    Titel: Antworten mit Zitat

Nicht wenn man in Bernoulli einen Druckverlust berücksichtigt (!). Ok schade ich glaube hier komme ich nicht weiter :-(
Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5860
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Beitrag Mathefix Verfasst am: 14. Dez 2017 18:44    Titel: Antworten mit Zitat

Physinetz hat Folgendes geschrieben:
Nicht wenn man in Bernoulli einen Druckverlust berücksichtigt (!). Ok schade ich glaube hier komme ich nicht weiter :-(


Wenn Du die um den Druckverlust erweiterte Bernoulli-Gleichung kennst, dann könntest Du DEine Fragen serlber beantworten..

Trotzdem folgende Hinweise

1. Bei einem sich erweiternden Rohr sinkt lt. Kontinuitätsgleichung die Strömungsgeschwindigkeit und lt Bernoulli steigtder Druck .

2. Wenn der Massenstrom gegeben ist und die Rohrquerschnitte bekannt sind. lassen sich die Eintritts- und die Austrittsgeschwindigkeit mittels Konti-Gleichung bestimmen.


3. Damit kann nach Bernoulli die Druckdifferenz ohne Rebungsverlust berechnet werden.

4. Der Druckverlust durch Reibung ergibt sich aus der gemessenen Druckdifferenz - Druckdifferenz lt reibungsfreiem Bernoulii.
moody_ds



Anmeldungsdatum: 29.01.2016
Beiträge: 515

Beitrag moody_ds Verfasst am: 15. Dez 2017 10:22    Titel: Antworten mit Zitat

Mathefix hat Folgendes geschrieben:

4. Der Druckverlust durch Reibung ergibt sich aus der gemessenen Druckdifferenz - Druckdifferenz lt reibungsfreiem Bernoulii.

Ich weiß nicht, wenn am Anfang gemessen wird und dann gegen die Umgebung bleibt der Druckverlust im Rohe unberücksichtigt und es kommt aus deiner Differenz 0 raus. Wenn ich gerade nicht ganz auf den Schlauch stehe.

Ohne eine Messstelle direkt vor dem Ausströmen gegen die Umgebung wirst du den Druckverlust nicht messen können.

Je nachdem welche Bedingen vorliegen, wie die tatsächliche Geometrie ist etc., würde ich sogar fast sagen, dass man bei Luft auch die Reibung vernachlässigen kann. Außer du hast hohe Geschwindigkeiten, langes Rohr, kleinen Durchmesser etc. Aber das siehst du ja aus der Gleichung.
Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5860
Wohnort: jwd

Beitrag Mathefix Verfasst am: 15. Dez 2017 11:10    Titel: Antworten mit Zitat

moody_ds hat Folgendes geschrieben:
Mathefix hat Folgendes geschrieben:

4. Der Druckverlust durch Reibung ergibt sich aus der gemessenen Druckdifferenz - Druckdifferenz lt reibungsfreiem Bernoulii.

Ich weiß nicht, wenn am Anfang gemessen wird und dann gegen die Umgebung bleibt der Druckverlust im Rohe unberücksichtigt und es kommt aus deiner Differenz 0 raus. Wenn ich gerade nicht ganz auf den Schlauch stehe.

Ohne eine Messstelle direkt vor dem Ausströmen gegen die Umgebung wirst du den Druckverlust nicht messen können.

Je nachdem welche Bedingen vorliegen, wie die tatsächliche Geometrie ist etc., würde ich sogar fast sagen, dass man bei Luft auch die Reibung vernachlässigen kann. Außer du hast hohe Geschwindigkeiten, langes Rohr, kleinen Durchmesser etc. Aber das siehst du ja aus der Gleichung.


Da weder der Volumenstrom noch Geometrie und Messpunkte bekannt sind, können nur allgemeine Gleichungen aufgestellt werden. Am Austritt der Luft liegt ein Freistrahl mit turbulenter Strömung und komplexen Druckverhältnissen vor.
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