Environmental Engineering Reference
In-Depth Information
Laminare nicht isotherme adiabate Rohrströmung. Obwohl in der Praxis meist
mit isothermer Rohrströmung gerechnet wird, kann bei bestimmten Anwendungs-
fällen der Ölhydraulik - anders als bei Strömungsvorgängen mit Wasser - der An-
satz einer nicht isothermen Strömung sinnvoll sein. Vereinfachend sollen dabei
adiabate (wärmedichte) Verhältnisse vorausgesetzt werden.
Hydrauliköl hat eine etwa 50-fach höhere Viskosität als Wasser, und die Viskosi-
tät ist zusätzlich besonders stark temperaturabhängig (siehe Abschnitt 2.1.3.1).
Hohe Viskosität bedeutet hohe Reibung, insbesondere bei großem Schergefälle
d V / d y an der Rohrwand bzw. in deren Nähe. Dadurch ist dort die Temperaturerhö-
hung am größten, Bild 2.16 . Entsprechend ergeben sich in Rohrwandnähe die ge-
ringsten Viskositäten. Dieses hat im Vergleich zur isothermen Behandlung eine
Verringerung des Strömungswiderstands zur Folge.
Bild 2.16 : Temperatur-
(
) und
Geschwindigkeitsverlauf
( v ) über dem Rohrquer-
schnitt bei isothermer
und nicht isothermer la-
minarer Rohrströmung
(Schema)
ˑ
), Viskositäts- (
ʷ
Nach Kahrs [2.27] kann die Berechnung des Druckabfalls unter Verwendung der
allgemeinen Druckabfallgleichung, Gl. (2.33), dadurch geschehen, dass man zu-
sätzlich die Faktoren k s und k x einführt:
2
ˁ
l
V
p
=
k
k
Ȝ
(2.43)
ʔ
s
x
R
d
2
Der Faktor k S berücksichtigt den Einfluss von Temperatur- und Viskositätsände-
rungen über dem Rohrquerschnitt und ist im Wesentlichen von dem Produkt aus
der mittleren Strömungsgeschwindigkeit V und der mit der mittleren über dem
Rohrquerschnitt errechneten dynamischen Viskosität abhängig, Bild 2.17 .
Der Faktor k X berücksichtigt den Einfluss von Temperatur- und Viskositätsände-
rungen über der Rohrlänge und ist vom Druckgefälle abhängig. Bild 2.18 zeigt die
Auftragung über dem extrapolierten Anfangsdruckabfall. Dieser extrapolierte
Anfangsdruckabfall kann mit Gl. (2.43) bei Einsetzen von k X = 1 ermittelt werden.
Wie man erkennt, kann die Temperaturerhöhung in Strömungsrichtung bei mäßi-
gem Druckverlust vernachlässigt werden (z. B. k X = 0,99 bei etwa 12 bar).
Search WWH ::




Custom Search