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Weitere Arten der Zustandsänderungen existieren zwar, spielen jedoch bei Rohrleitungen
und Armaturen keine große Rolle.
Für die Beschreibung der Strömungsvorgänge und der Zustandsänderungen werden Stoff-
werte benötigt, die von unterschiedlichen Größen (z. B. Temperatur, Druck, Zusammenset-
zung) abhängen. Besondere Bedeutung für Strömungsvorgänge hat die
Viskosität
. Man
unterscheidet die kinematische Viskosität (
=
in m
2
/s) und die dynamische Viskosität
( in Pa s = kg/(m s)). Die Viskosität ist stark temperaturabhängig, wobei gilt:
Flüssigkeit:
T
↑ ↓
Gase:
T
↑ ↑
Für häufig verwendete Stoffe gibt es in der Literatur Stoffwertegleichungen und Tabellen
(z. B. in [2], [16], [65]). In der Tabelle Anhang A1 sind für Wasser, Wasserdampf und Luft
einige empirische Gleichungen zusammengestellt. Stoffwerte für Erdgas enthält z. B. [15].
Bei
Mehrphasenströmungen
, an denen zwei oder mehr Fluide und ggf. auch feste Phasen
beteiligt sind, treten im betrachteten Gebiet durch Phasengrenzen getrennte Bereiche auf,
die Relativgeschwindigkeiten aufweisen. Man spricht auch oft dann von Mehrphasenströ-
mungen, wenn sich im Bilanzbereich mindestens zwei Phasen befinden, sich aber nur eine
Phase frei bewegt (z. B. Durchströmung einer Schüttung). Um eine disperse Phase handelt
es sich, wenn die Phase in räumlich getrennte Bereiche zerfällt, die in einer kontinuierli-
chen (zusammenhängenden) Phase verteilt sind. Hängen beide Phasen zusammen, handelt
es sich um geschichtete Systeme. Beispiele für Mehrphasenströmungen sind gemeinsame
Strömungen von Flüssigkeiten und Gasen in Rohren oder Apparaten, Emulsionen (z. B. Öl-
Wasser-Systeme), Suspensionen (Teilchen in Flüssigkeiten) und der pneumatische Trans-
port.
Mehrphasensysteme sind oft dichteveränderlich. Es muss weiterhin beachtet werden, dass
in Abhängigkeit von den wechselwirkenden Phasen, den Phasenanteilen, den geometri-
schen Gegebenheiten und den Betriebsbedingungen unterschiedlichste, oft optisch gut
unterscheidbare Strömungsformen auftreten. Deren Existenzbereiche versucht man in
geeigneten Diagrammen zu verallgemeinern, wobei in der Literatur unterschiedliche und
sich z. T. auch widersprechende Angaben existieren. Durch die Vielfalt der Einflussgrößen
sind bei Mehrphasenströmungen die gefundenen Zusammenhänge viel komplexer. Über-
sichten enthalten z. B. [2], [15], [20] und [21].
■
2.2■ Inkompressible Medien
2.2.1■ Berechnung der Rohrreibung
Der Druckverlust D
p
V
infolge der Reibung zwischen Fluid und Rohrwandung beträgt bei
geraden Rohren ohne Einbauten der Länge
l
zwischen den Bilanzpunkten 1 (Anfang) und 2
(Ende) gemäß der Darcy-Weisbach-Gleichung:
2
l
c
D =−=
p pp
(2.1)
V 12
d
2
