Durchfluss Berechnen

[Regenia Junke]

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Bei der richtigen Auswahl des Typs und der Dimensionierung eines Ventils knnen verschiedene rechnerische Gren den Ausschlag geben. So helfen der Kv-Wert, die Durchflussrate und der Kennwert fr den Druckverlust, das richtige Ventil fr die gewnschten Anforderungen und Anwendungen zu finden. Berechnen Sie diese Werte einfach online mit unserem kostenlosen Fluidik Rechner.

Der Kv-Wert ist eine seit den 1950ern existierende normierte Kennzahl fr den erzielbaren Durchfluss eines Fluids durch ein Ventil. Die Berechnung des Kv-Wertes erfolgt nach DIN EN 60 534, wobei der Wert gem den Richtlinien VDE/VDI 2173 durch die Messung von Wasser bei einem Druckverlust von ca. 1 bar und einer Temperatur von 5-30C definiert wird. Die Einheit des Ergebnisses wird in m3/h angegeben.

Zudem steht dieser Ventilkennwert nur fr einen bestimmten Hub eines Ventils, also einen spezifischen ffnungsgrad. So weist ein Ventil so viele Kv-Werte auf, wie es Einstellstufen hat. Ein Auf/Zu Ventil hat somit nur einen Kv-Wert und Regelventile Kv-Werte fr jede Stellung. Die Kennzahl fr den maximalen Hub von 100% ist der Kvs-Wert.

Der oftmals gleichgesetzte Cv-Wert ist die amerikanische Maeinheit, die in USG/min (US-Gallon per minute) angegeben wird, und deshalb nicht gleichgestellt werden kann mit dem Kv-Wert. Dafr gibt es Umrechnungsformeln:

Um den Kv-Wert fr Flssigkeiten zu berechnen, mssen der Durchfluss in l/min oder m3/h, die Dichte des Mediums vor dem Ventil und der Druckverlust ber das Ventil bekannt sein, also die Differenz des Eingangs- und Rckdrucks.

Bei der Berechnung fr Gase wird zwischen unter- und berkritischem Strmungszustand unterschieden. Unterkritisch bedeutet, dass Eingangs- und Rckdruck des Ventils den Durchsatz bestimmen. Je grer der Rckdruck, also der Druck nach dem Ventil (p2), wird, desto kleiner wird der Volumendurchfluss.

Die unten aufgefhrte Abbildung zeigt einen Messaufbau zur Ermittlung von Kv-Werten bei gegebenem Druckverlust. Dabei ist 1 der Prfling, also das zu prfende Ventil und 2 der Strmungsmesser. Im Versuchsaufbau vorhanden sind auerdem Messstellen fr den Eingangs- (3) und Rckdruck (4) und ein Stromregelventil (5). Zu guter Letzt ist fr die Messung von gasfrmigen Medien ein Temperaturmessgert (6) angeschlossen.

Eine weitere Kennzahl aus der Fluidtechnik ist der Durchfluss oder auch Volumendurchfluss oder Volumenstrom genannt. Sie sagt aus, wie viel Volumen eines Fluids in einer bestimmten Zeit durch ein Ventil fliet.

Um die Durchflussmenge einer Flssigkeit zu berechnen, mssen der Kv-Wert, die Dichte des Mediums und die Druckdifferenz zwischen Eingangs- und Rckdruck bekannt sein. Von Brkert angegebene Medien sind zum Beispiel Sauerstoff, Kohlenmonoxid oder Ethan. Hier ist die jeweilige Dichte bereits hinterlegt und die Druckdifferenz wird automatisch ausgerechnet, sodass nur die Felder des Kv-Wertes und des Eingangs- sowie Rckdruck ausgefllt werden mssen.

Der normierte Durchfluss eines Gases wiederum bentigt ebenfalls den Kv-Wert, auerdem die Normdichte, den Eingangs- und Rckdruck und die Temperatur des Mediums. Zudem ist auch hier wieder zwischen unter- und berkritischer Strmung zu unterscheiden.

Der Druckabfall bezeichnet die Differenz zwischen dem Eingangsdruck des Mediums vor dem Ventil und dem Rckdruck nach dem Ventil. Dieser Messwert bezieht sich auf den Energieverlust eines Fluids beim Durchstrmen eines Ventils und wird in bar angegeben.

Fr die Berechnung des Druckverlusts bezglich einer Flssigkeit werden der Kv-Wert, die Dichte der Flssigkeit und der Durchfluss bentigt. Nachfolgend finden Sie die der Berechnung zugrundeliegende Formel.

Bei der Berechnung fr ein gasfrmiges Medium wird zwischen unter- und berkritischer Strmung unterschieden und es werden folgende Werte bentigt: der Kv-Wert, der Normdurchfluss bei 1013 hPa und 0C, zudem die Normdichte, der Rckdruck und die Mediumstemperatur.

Whlen Sie aus einer Vielzahl vorhandener Medien, wie Brom oder Neon, die mitsamt ihrer Dichte hinterlegt sind, oder legen Sie ein weiteres Medium an. Dabei mssen Sie nur die Dichte und den Aggregatszustand des Fluids angeben. Whrend Sie dann die notwendigen Daten fr Ihren gewnschten Wert eintragen, arbeitet der Fluidik Rechner bereits im Hintergrund und zeigt Ihnen neben dem Endergebnis auch die Zwischenergebnisse automatisch im Kasten rechts oben an.

Mchten Sie andere Stoffe, wie z.B. Wasserdampf, oder spezielle Strmungsbedingungen, die durch sehr geringen Durchfluss oder hhere Viskositten ausgelst werden, berechnen? Oder suchen Sie ein Prozessventil, das perfekt zu Ihren Anforderungen passt? Dann nutzen Sie unser Ventilauslegungs-Tool fr die Auswahl speziell von Prozessventilen. Jetzt Ventil auslegen!

Dieser Rechner kann verwendet werden, um ein Ventil auszuwhlen, das ber gengend Durchflusskapazitt fr eine bestimmte Anwendung verfgt. Der Ventil-Durchflusskoeffizient (Cv) ist eine praktische Art und Weise, die Durchflusskapazitt eines Ventils fr verschiedene Fluide und verschiedene Prozessparameter zu reprsentieren. Der Cv-Rechner berechnet entweder den Cv-Wert oder den Durchfluss mithilfe der zustzlich angegebenen Parameter des Fluids, des Eingangs- und Ausgangsdrucks und der Fluidtemperatur. Die Berechnungen knnen entweder fr Flssigkeits- oder Gasdurchfluss vorgenommen werden. Die Auswahl eines Ventils mit einem Cv-Wert, der wesentlich grer ist als der berechnete Cv hilft dabei, die erwartete Durchflussleistung bereitzustellen.

Eine andere Mglichkeit wre ber einen Behlter wie etwa einen Eimer das Wasser aufzufangen und die Zeit, die bentigt wurde um den Eimer oder aber auch eine bestimmte Menge z. B. 5 l zu fllen zu stoppen. Diese Variante ist preisgnstiger und kann meist sofort umgesetzt werden.

Beachten Sie, dass die Messung mit einem Eimer und einer Stoppuhr mglicherweise nicht so genau ist wie die Messung mit einem speziellen Messgert fr den Wasserdurchfluss. Wenn Sie jedoch keine Mglichkeit haben, ein Messgert zu besorgen, ist dies eine einfache und kostengnstige Methode, um eine grobe Schtzung der Durchflussmenge zu erhalten. Die Genauigkeit ist hher, je lnger die Messzeit ist.

Ja, denn der Volumenstrom steht in direktem Zusammenhang mit der Querschnittsflche des Rohrs. Wenn sich die Querschnittsflche vergrert (was der Fall ist, wenn sich der Rohrdurchmesser vergrert), steigt auch der Volumenstrom. Umgekehrt verringert sich der Volumenstrom, wenn der Rohrdurchmesser abnimmt.

Mit diesem Rohrdurchfluss-Rechner kannst du die Eigenschaften von Wasser, das in einem Schwerkraftsystem fliet, analysieren. Du musst nur den Durchmesser des Rohrs, das Material, aus dem es besteht, seine Lnge und das Hhengeflle kennen. Wir berechnen dann mit der Hazen-Williams-Gleichung die resultierende Geschwindigkeit und den Abfluss. Interessiert? Lies weiter, um ein einfaches Berechnungsbeispiel zu sehen und zu erfahren, welche Formeln wir verwenden.

Der Durchfluss von Wasser auf Grundlage der Schwerkraft ist, wenn der Wasserfluss in einem Rohr durch die Schwerkraft verursacht wird. Der Fluss findet statt, solange ein Hhenunterschied zwischen dem Quellwasser (stromaufwrts) und der Abflussstelle besteht. Es wird keine externe Energie (z. B. von einer Pumpe) verwendet werden, um das Wasser vorwrtszubewegen.

Unser Durchfluss-Rechner bercksichtigt den besonderen Fall des Schwerkraftflusses in einem geschlossenen Rohr. Die Geschwindigkeit des Wassers wird nicht nur durch die Neigung und die Gre des Rohrs, sondern auch durch das Rohrmaterial beeinflusst. Die Rauheit des Rohres verursacht Reibung zwischen den Seiten des Rohres und dem Wasser, wodurch die Durchflussgeschwindigkeit verringert wird. Im Durchflusskoeffizient Rechner ?? beschreiben wir die Metrik, die sich auf die theoretischen und tatschlichen Durchflussmengen bezieht. Schau dir den Rechner unbedingt an, wenn du an dem Thema interessiert bist!

Der Rauhigkeitskoeffizient CCC hngt vom Material des Rohres ab. Du kannst das Material aus dem Dropdown-Men auswhlen oder den Wert von CCC manuell eingeben, wenn du den Rauheitskoeffizienten deines Rohrmaterials kennst. Wir verwenden die folgenden Werte:

Der hydraulische Radius, RRR, ist das Verhltnis zwischen der Flche und dem Umfang deines Rohrs. Wenn das Rohr kreisfrmig ist, kannst du ihn mit der folgenden Gleichung ermitteln:

Um das Geflle SSS zu berechnen, musst du das Hhengeflle (Hhenunterschied zwischen dem Anfangs- und Endpunkt) durch die Rohnlnge teilen. Denke daran, dass, wenn das Geflle des Rohrs nicht konstant ist, sondern sich stndig ndert, die tatschliche Fliegeschwindigkeit des Wassers von dem berechneten Ergebnis abweichen wird.

Wenn du die Geschwindigkeit des Schwerkraftflusses kennst, kannst du auch den Abfluss, QQQ, ermitteln, indem du die Querschnittsflche des Rohrs mit der Fliegeschwindigkeit multiplizierst:

Verwenden wir den Rohrdurchfluss-Rechner, um die Geschwindigkeit und den Abfluss von Wasser in einem Kunststoffrohr mit einem Durchmesser von 15 cm zu bestimmen. Das Rohr ist 3 m lang, und der Hhenunterschied zwischen dem Anfangs- und dem Endpunkt des Rohrs betrgt 1 m.

Das war's! Du hast gerade die Geschwindigkeit und den Abfluss eines Schwerkraftstroms ermittelt. Kennst du schon den Rohrvolumen Rechner? Das ist ein weiteres Tool, das die durch Rohre flieenden Flssigkeiten bercksichtigt.

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