Strömungs- und wärmetechnische Rohrauslegung - Rohrleitungen - page 45

abhängt. Der Zusammenhang beider Größen ist durch den K V - bzw. den -Wert gegeben.
Also ist zunächst einer dieser beiden ineinander umrechenbaren Werte (s. Kap. 2.2.3) zu
bestimmen. Außerdem benötigt man den an der Einbaustelle der Armatur herrschenden
Druck, wobei das Ventil z. B. direkt an einem Behälter oder irgendwo in der Rohrleitung
installiert werden kann. Man benötigt also je nach dem Einbauort der Armatur den Behäl-
terdruck bzw. die Rohrleitungskennlinie sowie den Verlauf der Pumpenkennlinie.

Hier soll beispielhaft der Fall betrachtet werden, dass das Ventil in einer von einer Kreisel-
pumpe gespeisten Rohrleitung einzubauen ist (Bild 2.9 a). Am Anfang der Rohrleitung steht
der von der Arbeitsmaschine erzeugte Druck p P an, der durch die Pumpenkennlinie gegeben
ist. Von der Stelle der Einspeisung an bis zur Armatur fällt der Druck infolge der Reibung
im Rohr entsprechend der Kennlinie der Rohrleitung um den vom Durchsatz abhängigen
Wert D p R1 ab. Damit gilt für den Druck am Eintrittsflansch des Ventils p 1 = p PKL - D p R1 .
In der Armatur erfolgt eine Drosselung auf den Druck p 2 am Austrittsflansch des Ventils.
Mit diesem Druck tritt das Medium in die anschließende Rohrleitung ein, längs der sich
der Druckverlust D p R2 wiederum entsprechend der Rohrleitungskennlinie einstellt. Es
wird außerdem angenommen, dass am Ende der Rohrleitung der Druck p 3 ansteht. Also ist
p 2 = p 3 + D p R2 und D p V = p 1 - p 2 der Druckabfall im Ventil. Durch die Strahleinschnürung
(Bild 2.9 b) auf eine Fläche, die kleiner als die freie Ventilfläche ist, sinkt der Druck im
Ventil jedoch zunächst stärker ab. Durch die nachfolgende Strahlaufweitung kommt es aber
zu einem teilweisen Druckrückgewinn.

p

P

∆

R1

1

2

∆

V

∆

R2

l
a) b)
Bild 2.9■ Druckverlauf im Rohr infolge des Ventileinbaus (a) und Geschwindigkeitsverhältnisse
(schematisch) bei einer Querschnittsverengung (b)

Zur Regelung des Volumenstroms mit dem Ventil wird durch die Veränderung des freien
Querschnitts die Rohrleitungskennlinie entsprechend Gl. (2.26) und Bild 2.5 verschoben.
Über Gl. (2.20) und unter Nutzung der Abhängigkeit der -Werte aus Tabelle Anhang A2 kann
für den gewünschten Regelbereich auf Basis der K V -Werte die Auswahl des erforderlichen
Ventils erfolgen. Der K V -Wert der gewählten Armatur soll etwas größer sein als der Wert
für den oberen Durchsatz. Im Interesse einer feinfühligen Regelbarkeit des Volumenstroms
ist es angebracht, den in der Armatur vorhandenen Hub des Ventiltellers h weitgehend
auszunutzen. Zur Beurteilung des Verhaltens des Ventils bei unterschiedlicher Stellung des
Handrades bzw. bei unterschiedlichem Ventilhub dient die Ventilhub-Kennlinie .

Normalerweise sind die Ventile so ausgelegt, dass sie eine lineare Öffnungscharakteristik
haben, d. h., es besteht ein linearer Zusammenhang zwischen dem Spindelhub und der
vom Ventilteller freigegebenen durchströmten Fläche. Nur bei besonderen Anforderungen
führt man nichtlineare Öffnungscharakteristika durch entsprechend geformte Ventilteller