Strömung durch Rohre und Ventile: Tabellen und Berechnungsverfahren zur Dimensionierung von Rohrleitungssystemen

Einführung.- 1. Fonmelzeichen und Einheiten.- 2. Hydro- und Aerostatik.- 2.1 Hydrostatik inkompressibler Flüssigkeiten.- 2.2 Hydrostatik kompressibler Flüssigkeiten.- 2.2.1 Die Dichte.- 2.2.2 Einfluß der Kompressibilität der Flüssigkeiten auf hydrostatische Antriebe.- 2.2.3 Bedeutung der Wärmeausdehnung von festen Körpern und Flüssigkeiten bei hydrostatischen Antrieben.- 2.3 Zustandsgieichung der Gase.- 2.3.1 Zusammenhang zwischen Druck, Temperatur und Volumen für Dämpfe.- 2.4 Spezifische Verdichtungsarbeit im Kolbenverdichter.- 2.4.1 Leistungsbedarf für die Verdichtung.- 2.4.2 Der Liefergrad des Kolbenverdichters.- 3. Hydrodynamik.- 3.1 Stationäre Strömung einer reibungsfreien, inkompressiblen Flüssigkeit.- 3.1.1 Eindimensionale Strömung inkompressibler Flüssigkeiten.- 3.1.2 Mehrdimensionale Strömung inkompressibler Flüssigkeiten.- 3.2 Kontinuitätsgleichung.- 3.2.1 Kontinuitätsgleichung für inkompressible Flüssigkeiten.- 3.2.2 Kontinuitätsgleichung für kompressible Flüssigkeiten.- 3.3 Ähnlichkeitsgesetze.- 3.3.1 Zähigkeit der Flüssigkeiten.- 3.3.2 Der Viskositätsindex (VI).- 3.3.3 Die Reynolds-Zahl.- 3.4 Laminare Strömung durch zylindrische Rohre.- 3.5 Laminare Strömung im Ringspalt.- 3.6 Laminare Strömung zwischen zwei Platten.- 3.7 Hydrostatische Lagerung.- 3.8 Turbulente Strömung durch glatte zylindrische Rohre.- 3.9 Geschwindigkeitsverteilung über den Rohrquerschnitt in geraden zylindrischen Rohren nach dem 1/n-Potenzgesetz.- 3.10 Einfluß der Rauhigkeit auf den Strömungswiderstand in Rohren.- 3.10.1 Die kritische Reynolds-Zahl.- 3.10.2 Beispiele für die Berechnung des Druckverlustes in einer geraden Rohrleitung.- 3.10.3 Druckverlust in gewellten Rohren.- 3.11 Diffuseren und Infusoren.- 3.11.1 Konisch erweiterter Diffusor und konisch verengter Infusor.- 3.11.2 Stoßdiffusor.- 3.11.3 Stufendiffusor.- 3.11.4 Ringdiffusor.- 3.11.5 Druckverteilung bei verzögerter Strömung in einem Diffusor.- 3.12 Berechnung des Volumenstromes aus dem Druckabfall in einem Venturirohr.- 3.13 Strömung von Flüssigkeiten und Gasen durch Drosselketten.- 3.14 Einfluß von Zähigkeit und Austrittsform aufdie Ausflußmenge aus Gefäßen.- 3.14.1 Ausfluß durch Düsen oder Blenden.- 3.14.2 Ausfluß durch ein horizontales Rohr.- 3.14.3 Ausfluß durch ein lotrechtes Rohr.- 3.15 Definition von Mittelwerten.- 3.15.1 Statistische Mittelwerte.- 3.15.2 Örtliche Mittelwerte.- 3.15.3 Zeitliche Mittelwerte.- 4. Strömung von Gasen, Gasdynamik.- 4.1 Zähigkeit der Gase.- 4.2 Ausströmen von Gasen aus Gefäßen bei geringem Druckgefälle.- 4.3 Ausströmen von Gasen aus Gefäßen bei hohem Druckgefälle. Das kritische Druckverhältnis.- 4.4 Rechenbeispiele für das Ausströmen von Gasen.- 4.4.1 Ausströmende Leckluft aus einem Druckluftnetz.- 4.4.2 Erforderlicher Querschnitt für das Sicherheitsventil eines Kompressors.- 4.4.3 Erforderlicher Querschnitt für das Sicherheitsventil eines Dampfkessels.- 4.4.4 Durch eine Leckstelle ausströmendes Stadtgas.- 4.5 Strömung von Gasen durch Ventile.- 4.6 Strömung von Gasen durch Rohre.- 4.7 Stationäre Strömung von Gasen durch Drosselketten.- 4.8 Durchflußmengenmessung durch Düsen und Blenden.- 4.8.1 Flüssigkeiten und Gase bei relativ kleinem Druckgefälle an der Drosselstelle.- 4.8.2 Gase bei hohem Druckgefälle an der Drosselstelle.- 4.9 Strömung durch Lavaldüsen mit überkritischem Druckverhältnis.- 5. Instationäre Strömungsvoigänge.- 5.1 Instationäre Strömung inkompressibler Flüssigkeiten.- 5.1.1 Rohrströmung während einer Schließbewegung an der Rohimündung bei 0).- 5.2.2.1 Reflexion von Druck- und Geschwindigkeitswellen an offenen Rohrenden.- 5.2.2.2 Reflexion von Druck- und Geschwindigkeitswellen an geschlossenen Rohrenden.- 5.2.2.3 Verändemngen der Druckwellenan Querschnittserweitemngen.- 5.2.2.4 Veränderung der Wellenform und Reflexion an Rohrverzweigungen.- 5.2.2.5 Reflexion an verengten Rohmiündungen.- 5.2.2.6 Druckstoß durch eine Schließbewegung am Leitungsende innerhalb der Zeit T2 L/a.- 5.2.2.8 Druckstoß bei langsamer Schließbewegung mit konstanter Schließgeschwindigkeit.- 5.2.2.9 Druckstoß bei langsamer Teilschließbewegung.- 5.2.2.10 Druckverlauf während und nach öffnen eines Querschnittes.- am Leitungsende.- 5.2.2.11 Bestätigung eines Absperrorganes an einer beliebigen Stelle einer Rohrleitung.- 5.2.3 Beispiel zur Berechnung des Druckes vor dem Abschlußventil in einem Druckwasserstollen nüt und ohne Berücksichtigung der Kompressiblität der Flüssigkeit.- 5.2.4 Pulsierende Strömung in Rohrleitungen.- 5.2.5 Druckstöße und Vibrationen durch Verzögemng von Pumpe und Antriebsmotor.- 6. Quasistationäre Strömungsvorgänge.- 6.1 Strömung durch eine Rohrleitung mit einem Ventil, dessen Querschnitt mit der Zeit verändert wird.- 6.2 Quasistationärer Ausfluß von Flüssigkeiten aus Gefäßen.- 6.3 Quasistationäre Strömung von Gasen.- 6.3.1 Füllen und0,53 p1).- 7.5.4 Gase bei überkritischem Druckverhältnis p2< 0,53 p1).- 7.5.5 Wasserdampf bei unterkritischem Druckverhältnis.- 7.5.6 Wasserdampf bei überkritischem Druckverhältnis.- 7.6 ku-Wert fürVentilgruppen.- 7.7 Richtwerte von ku bzw. ? für verschiedene Armaturen.- 7.7.1 Abspenarmaturen mit mechanischer Betätigung.- 7.7.2 Absperrarmaturen selbsttätig wirkend.- 7.7.3 Magnetventile.- 7.7.4 Schnellkupplungen.- 7.8 Strömungsvorgänge in Armaturen.- 7.8.1 Mechanisch betätigte Absperrventile, Schieber, Kugelhähne, Kükenhähne und Klappen.- 7.8.2 Handbetätigte Mehrwege-Steuerschieber der Ölhydraulik.- 7.8.3 Magnetventile.- 7.8.4 Schnellkupplungen.- 7.8.5 Plattenventile der Kolbenverdichter.- 7.8.6 Rückschlagventile.- 7.8.7 Drosselventile.- 7.8.8 Druckbegrenzungsventile für Hydrauliksysteme.- 7.8.9 Zwangsgesteuerte Ventile in Kolbenmaschinen.- 8. Strömung in Rohrleitungssystemen.- 8.1 Optimale Nennweite von Rohrleitungssystemen.- 8.2 Äquivalente Rohrlängen und Widerstandwerte verschiedener Einbauten.- 8.3 Anwendungsgrenzen der Regeln für die Berechnung von Rohrleitungssystemen mit Hilfe der äquivalenten Rohrlänge.- 8.4 Tabellen und Abbildungen für Rauhigkeit, Widerstandszahl, Dichte, Zähigkeit und Gaskonstante.- 8.5 Wirtschaftliche Geschwüidigkeiten in Rohrleitungen. Hydraulischer Radius. Strömung ün Laminar- und tibergangsbereich. Korrekturfaktoren für stark kompressible Medien bei hohen Geschwindigkeiten.- 8.6 Druckverlust m Rohrleitungen für kaltes Wasser.- 8.7 Diagramme für den Druckverlust in Rohren bei Flüssigkeiten unterschiedlicher Zähigkeit.- 8.8 Druckschwankungen durch rasche Änderung der Strömungsgeschwindigkeit und MöglichkeitenderAbhilfe.- 8.9 Tabelle zur Berechnung des Druckabfalls m Preßluftieitungen.- 8.10 Allgemeines Druckverlust-Rechendiagramm.- 9. Kavitation.- 9.1 Berechnung der Saughöhe bei Ansaugen aus emem offenen Behälter.- 9.2 Berechnung der Druckverhältnisse bei einer Pumpe mit Zulauf aus einem geschlossenen Behälter mit Überdruck.- 9.3 Berechnung der Druckverluste ün Saugrohr emer Zahnradpumpe.- 9.4 Die kritische Drehzahl von Zahnradpumpen.- 9.5 Kritische Verhältnisse in Ventilen und Drosselelementen.- 9.5.1 Kritische Strömung in Ventüen.- 9.5.2 Reibungsfreie Strömung eines inkompressiblen Mediums durch em Venturirohr.- 9.5.3 Das kritische Druckverhältnis für verschiedene Foimen von Austrittsöffnungen.- 10. Bedeutung der strömungstechnischen Voigänge für die Auswahl von Kühlem und Rücklauffiltern in Hydrauliksystemen.- 11. Unberechenbare Strömungsvorgänge.- Literatunreizeichnis.- Veizeichnis der wichtigsten Medien.- Physikalische Daten von Luft, Wasser, Öl und brennbaren Gasen.- Physikalische Daten anderer Fluide.