So wird der Druckverlust berechnet
Die Reibung zwischen Medium und Rohrwand kostet Druck. Die Darcy-Weisbach-Gleichung beschreibt diesen Verlust für jedes Medium und jedes Rohr:
Δp = (λ · L ÷ D + Σζ) · ρ · v² ÷ 2
Re = ρ · v · D ÷ η
1 ÷ √λ = −2 log10(k ÷ (3,7 D) + 2,51 ÷ (Re √λ))
- λ
- Rohrreibungszahl; 64/Re bei laminarer Strömung (Re unter 2.300), Colebrook-White bei turbulenter Strömung
- L, D
- Rohrlänge und Innendurchmesser
- Σζ
- Summe der Widerstandsbeiwerte von Bögen, Armaturen und T-Stücken
- v
- mittlere Geschwindigkeit, Volumenstrom geteilt durch Querschnitt
- k
- absolute Wandrauheit
- η
- dynamische Viskosität
Rechenbeispiel
50 m³/h Wasser mit 20 °C fließen durch 100 m Stahlrohr DN100 mit 102,3 mm Innendurchmesser. Die Geschwindigkeit beträgt 1,69 m/s, die Reynolds-Zahl etwa 172.000, die Strömung ist also turbulent. Colebrook-White liefert λ = 0,0188, der Druckverlust beträgt 0,262 bar oder 2,67 m Verlusthöhe.
Typische Rauheiten
| Werkstoff | Rauheit k (mm) |
|---|---|
| PVC, PE, PP, Kupfer (neu) | 0,0015 – 0,007 |
| Edelstahl | 0,015 |
| Stahl, handelsüblich (neu) | 0,045 |
| Stahl, verzinkt | 0,15 |
| Gusseisen | 0,26 |
| Stahl, korrodiert | 0,5 – 2 |
| Beton | 0,3 – 3 |
Alte Leitungen mit Ablagerungen sind oft viel rauer als neue. Bei Bestandsleitungen liefert eine vorsichtig hohe Rauheit das sicherere Ergebnis.
Bögen, Armaturen und Formteile
Jedes Formteil verursacht einen Verlust von ζ · ρv²/2. Addieren Sie die Zeta-Werte aller Formteile und tragen Sie die Summe ein. Typische Werte: Bogen 90° mit großem Radius 0,3, Normalbogen 0,75, offener Schieber 0,2, offenes Ventil 6 bis 10, Rückschlagklappe 2, T-Stück Abzweig 1,3, Einlauf aus Behälter 0,5, Auslauf in Behälter 1,0.