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Druckverlust und Strömungsgeschwindigkeit
 
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Luke Skywalker



Anmeldungsdatum: 04.07.2020
Beiträge: 1

Beitrag Luke Skywalker Verfasst am: 04. Jul 2020 11:54    Titel: Druckverlust und Strömungsgeschwindigkeit Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Hallo Zusammen,

folgende Problemstellung.
- Ich muss 2 Zylinder füllen
- Benötigte Strömungsgeschwindigkeit des Fluids pro Leitung um die Zylinder in der vorgegebenen Zeit zu füllen: 3,62 ml/s
- Viskosität des Fluids: 200.000 mPas (sehr Pastös)

Welche Konstellation ist besser?

Möglichkeit 1:
- 1 Pumpe mit 10 bar Förderdruck versorgt über 2 Leitungen (Y-Verteiler) die zwei Zylinder
- Durchmesser jeder Leitung: 25 mm
- Länge jeder Leitung: 5 m
- Berechneter Druckverlust pro Leitung: 3,77 bar

Möglichkeit 2:
- Zwei Pumpen mit je 10 bar Förderdruck versorgen die 2 Zylinder (unabhängig voneinander). Jede Pumpe einen Zylinder.
- Durchmesser der Leitung: 16 mm
- Länge der Leitung: 1,1 m
- Berechneter Druckverlust in der Leitung: 4,95 bar



Meine Ideen:
Welche Möglichkeit ist jetzt besser die Zylinder in der vorgegebenen Zeit zu füllen? Bei der Möglichkeit 1 hat man dann insgesamt einen Druckverlust in den Leitungen von 2 * 3,77 bar = 7,55 bar. Somit pumpt doch die Pumpe dann nicht mehr so viel wie bei Möglichkeit 2, da bei Möglichkeit 2 der Druckverlust in der Leitung geringer ist. Und wenn die Pumpe nicht mehr so viel pumpt dann geht doch der Volumenstrom runter...!?!?
Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5860
Wohnort: jwd

Beitrag Mathefix Verfasst am: 04. Jul 2020 13:01    Titel: Antworten mit Zitat

1. Wie hoch ist die vorgegebene Zeit? Wenn beide Lösungen die Zylinder innerhalb dieser Zeit füllen, dann ist der kostengünstigeren Lösung der Vorzug zu geben.
Saul Goodman



Anmeldungsdatum: 04.07.2020
Beiträge: 10

Beitrag Saul Goodman Verfasst am: 04. Jul 2020 13:31    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo Mathefix,

ein Zylinder hat ein Volumen von 7,24 ml und soll in 2s gefüllt werden. Somit beträgt der Volumenstrom 3,62 ml/s. Um die Kosten geht´s mir hier nicht. Die Frage welche Möglichkeit funktioniert.

Danke!
Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5860
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Beitrag Mathefix Verfasst am: 04. Jul 2020 13:57    Titel: Antworten mit Zitat

Wie hast Du den Druckverlust bestimmt? Nach Hagen-Poiseuille oder Darcy-Weisbach oder gemessen?
Saul Goodman



Anmeldungsdatum: 04.07.2020
Beiträge: 10

Beitrag Saul Goodman Verfasst am: 04. Jul 2020 14:37    Titel: Antworten mit Zitat

Druckverlust: Delta p = roh*g*h + Lambda *l/d * roh/2 * v²

Höhenunterschied=0!
Saul Goodman



Anmeldungsdatum: 04.07.2020
Beiträge: 10

Beitrag Saul Goodman Verfasst am: 04. Jul 2020 15:01    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo im Anhang noch meine Unterlagen zu diesem Thema.


Pumpe.pdf
 Beschreibung:

Download
 Dateiname:  Pumpe.pdf
 Dateigröße:  197.81 KB
 Heruntergeladen:  209 mal

xb2
Gast





Beitrag xb2 Verfasst am: 04. Jul 2020 17:51    Titel: Antworten mit Zitat

Saul Goodman hat Folgendes geschrieben:
Hallo Mathefix
Um die Kosten geht´s mir hier nicht

Wirklich?
Machbar ist beides. Denn der jeweilige Druckverlust ist kleiner als die 10bar.

Aber die Leistung wird berechnet mit

Das heißt bei gleichem Volumenstrom ist die geringere Druckunterschied günstiger

Bei den kleinen Mengen macht sich das aber wohl erst bei einer Massenproduktion bemerkbar
Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5860
Wohnort: jwd

Beitrag Mathefix Verfasst am: 04. Jul 2020 21:42    Titel: Antworten mit Zitat

Saul Goodman hat Folgendes geschrieben:
Druckverlust: Delta p = roh*g*h + Lambda *l/d * roh/2 * v²

Höhenunterschied=0!


Bei Möglichkeit 1 muss noch der Druckverlust durch die Y-Verzweigung - Verlustbeiwert Zeta - berücksichtigt werden.
Saul Goodman



Anmeldungsdatum: 04.07.2020
Beiträge: 10

Beitrag Saul Goodman Verfasst am: 05. Jul 2020 08:42    Titel: Antworten mit Zitat

@xb2

"Machbar ist beides. Denn der jeweilige Druckverlust ist kleiner als die 10bar."

Heißt das dann, dass die Strömungsgeschwindigkeit unabhängig vom Druckverlust in der Leitung ist?
Spricht man schafft die 3,62 ml/s, solange der Gesamtdruckverlust unter 10 bar liegt?!

Danke!
xb2
Gast





Beitrag xb2 Verfasst am: 05. Jul 2020 10:22    Titel: Antworten mit Zitat

Saul Goodman hat Folgendes geschrieben:

Heißt das dann, dass die Strömungsgeschwindigkeit unabhängig vom Druckverlust in der Leitung ist?

Nein. Das ist vergleichbar mit einem Stromkreis. Höhere Spannung bedeutet mehr Strom.
Saul Goodman



Anmeldungsdatum: 04.07.2020
Beiträge: 10

Beitrag Saul Goodman Verfasst am: 05. Jul 2020 10:56    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo xb2,

danke für deine Beiträge, aber ich kapiers noch nicht.
Ich denke es mir folgendermaßen:
Wenn die Leitung z.B. länger wird (bei gleichem Durchmesser), dann steigt auch der Druckverlust. Somit muss doch der Volumenstrom geringer werden?! Und wenn die Leitung noch länger wird, dass der Druckverlust dann bei 10 bar oder höher liegt, dann wird doch der Volumenstrom 0?! Pumpe schafft 10 bar, der Druckverlust in der Leitung ist auch 10 bar oder höher, dann bleibt die Pumpe stehen?!

Wie berechnet man dann den Volumenstrom?
xb2
Gast





Beitrag xb2 Verfasst am: 05. Jul 2020 11:39    Titel: Antworten mit Zitat

Saul Goodman hat Folgendes geschrieben:

Wenn die Leitung z.B. länger wird (bei gleichem Durchmesser), dann steigt auch der Druckverlust.

Das würde ich so nicht sagen. Es steigt nicht der Druckverlust sondern der Rohrleitungswiderstand R


Mit der folgenden Formel kann man jetzt mit gegebenem R und dem gewünschten Volumenstrom
den notwendigen Druckunterschied berechnen

Das heißt,dass der Druck am Rohranfang um höher sein muss als am Rohrende. Es gibt dann im Rohr den Druckverlust


Bei einer laminaren Strömung kürzt sich ein weg
Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5860
Wohnort: jwd

Beitrag Mathefix Verfasst am: 05. Jul 2020 16:09    Titel: Antworten mit Zitat

Beide Pumpen erzeugen die gleiche Förderhöhe und -menge, die Leistung ist also gleich. Das Fluid strömt ins Freie aus.







Daraus folgt, dass die Konstruktion mit dem geringsten Druckverlust die höchste Fördermenenge liefert, die Zylinder also am schnellsten füllt.
xb2
Gast





Beitrag xb2 Verfasst am: 05. Jul 2020 20:20    Titel: Antworten mit Zitat

Die Sache wird jetzt kompliziert
Bei einer Pumpenkennlinie vom Typ

kann man die Möglichkeit A nicht realisieren
Wenn ich richtig gerechnet habe schafft die Pumpe dann nur 3,36ml/s pro Leitung
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