Strömung durch Rohre und Ventile (2° Éd., 2. Aufl. 1982. Softcover reprint of the original 2nd ed. 1982) Tabellen und Berechnungsverfahren zur Dimensionierung von Rohrleitungssystemen

Die vorliegende Einflihrung behandelt dagegen mit einfachsten Mitteln die instationare Stromung genauso ausflihrlich wie die stationare. Sie solI die Planung von Rohrleitungssystemen erleichtem und ein Hilfsmittel bei der Behe­ bung von Storungen sein. Bei der Entwicklung und Konstruktion von Annaturen, Maschinen und deren Elementen solI sie zur Kliirung stromungstechnischer Fragen beitrageh. H. Zoebl, J. Kruschik Wien, im Friihjahr 1978 Vorwort zur zweiten Auflage Seit dem Erscheinen der 1. Auflage im Jahre 1978 haben sich auf allen Gebieten der Technik die SI-Einheiten auch in der Praxis eingebiirgert. Es war deshalb erforderlich, im ganzen Buch einheitIich die gesetzlich vorgeschriebenen intemationalen Efuheiten anstelIe der in der I. Auflage verwendeten technischen Einheiten zu verwenden, wobei fUr die Einheit des Druckes meist die viet ver­ 2 wendete Einheit von I bar (10 N/cm ) verwendet wurde, die niiherungsweise 2 der Einheit von 1 kp/cm im technischen System entspricht. Die neue Auflage wurde durch den Abschnitt 3. 3. 2 tiber den Viskositats­ index und durch die Abschnitte 9. 4, "Die kritische Drehzahl von Zahnrad­ pumpen", sowie 9. 5, "Kritische Verhiiltnisse in Ventilen und Drosselelementen" erweitert, in denen die neuesten Forschungsergebnisse und Erfahrungen auf dem Gebiete der Kavitation zusammengefa1. )t wurden. Hierbei wird auch der neue Begriff des "Kritischen Druckverhiiltnisses" bei der Stromung mit Kavitations­ erscheinungen durch verschiedene charakteristische Fonnen von Austritts­ Offnungen im Abschnitt 9. 5. 3 ausfiihrlich behandelt. Schlie1.

Einführung.- 1. Fonmelzeichen und Einheiten.- 2. Hydro- und Aerostatik.- 2.1 Hydrostatik inkompressibler Flüssigkeiten.- 2.2 Hydrostatik kompressibler Flüssigkeiten.- 2.2.1 Die Dichte.- 2.2.2 Einfluß der Kompressibilität der Flüssigkeiten auf hydrostatische Antriebe.- 2.2.3 Bedeutung der Wärmeausdehnung von festen Körpern und Flüssigkeiten bei hydrostatischen Antrieben.- 2.3 Zustandsgieichung der Gase.- 2.3.1 Zusammenhang zwischen Druck, Temperatur und Volumen für Dämpfe.- 2.4 Spezifische Verdichtungsarbeit im Kolbenverdichter.- 2.4.1 Leistungsbedarf für die Verdichtung.- 2.4.2 Der Liefergrad des Kolbenverdichters.- 3. Hydrodynamik.- 3.1 Stationäre Strömung einer reibungsfreien, inkompressiblen Flüssigkeit.- 3.1.1 Eindimensionale Strömung inkompressibler Flüssigkeiten.- 3.1.2 Mehrdimensionale Strömung inkompressibler Flüssigkeiten.- 3.2 Kontinuitätsgleichung.- 3.2.1 Kontinuitätsgleichung für inkompressible Flüssigkeiten.- 3.2.2 Kontinuitätsgleichung für kompressible Flüssigkeiten.- 3.3 Ähnlichkeitsgesetze.- 3.3.1 Zähigkeit der Flüssigkeiten.- 3.3.2 Der Viskositätsindex (VI).- 3.3.3 Die Reynolds-Zahl.- 3.4 Laminare Strömung durch zylindrische Rohre.- 3.5 Laminare Strömung im Ringspalt.- 3.6 Laminare Strömung zwischen zwei Platten.- 3.7 Hydrostatische Lagerung.- 3.8 Turbulente Strömung durch glatte zylindrische Rohre.- 3.9 Geschwindigkeitsverteilung über den Rohrquerschnitt in geraden zylindrischen Rohren nach dem 1/n-Potenzgesetz.- 3.10 Einfluß der Rauhigkeit auf den Strömungswiderstand in Rohren.- 3.10.1 Die kritische Reynolds-Zahl.- 3.10.2 Beispiele für die Berechnung des Druckverlustes in einer geraden Rohrleitung.- 3.10.3 Druckverlust in gewellten Rohren.- 3.11 Diffuseren und Infusoren.- 3.11.1 Konisch erweiterter Diffusor und konisch verengter Infusor.- 3.11.2 Stoßdiffusor.- 3.11.3 Stufendiffusor.- 3.11.4 Ringdiffusor.- 3.11.5 Druckverteilung bei verzögerter Strömung in einem Diffusor.- 3.12 Berechnung des Volumenstromes aus dem Druckabfall in einem Venturirohr.- 3.13 Strömung von Flüssigkeiten und Gasen durch Drosselketten.- 3.14 Einfluß von Zähigkeit und Austrittsform aufdie Ausflußmenge aus Gefäßen.- 3.14.1 Ausfluß durch Düsen oder Blenden.- 3.14.2 Ausfluß durch ein horizontales Rohr.- 3.14.3 Ausfluß durch ein lotrechtes Rohr.- 3.15 Definition von Mittelwerten.- 3.15.1 Statistische Mittelwerte.- 3.15.2 Örtliche Mittelwerte.- 3.15.3 Zeitliche Mittelwerte.- 4. Strömung von Gasen, Gasdynamik.- 4.1 Zähigkeit der Gase.- 4.2 Ausströmen von Gasen aus Gefäßen bei geringem Druckgefälle.- 4.3 Ausströmen von Gasen aus Gefäßen bei hohem Druckgefälle. Das kritische Druckverhältnis.- 4.4 Rechenbeispiele für das Ausströmen von Gasen.- 4.4.1 Ausströmende Leckluft aus einem Druckluftnetz.- 4.4.2 Erforderlicher Querschnitt für das Sicherheitsventil eines Kompressors.- 4.4.3 Erforderlicher Querschnitt für das Sicherheitsventil eines Dampfkessels.- 4.4.4 Durch eine Leckstelle ausströmendes Stadtgas.- 4.5 Strömung von Gasen durch Ventile.- 4.6 Strömung von Gasen durch Rohre.- 4.7 Stationäre Strömung von Gasen durch Drosselketten.- 4.8 Durchflußmengenmessung durch Düsen und Blenden.- 4.8.1 Flüssigkeiten und Gase bei relativ kleinem Druckgefälle an der Drosselstelle.- 4.8.2 Gase bei hohem Druckgefälle an der Drosselstelle.- 4.9 Strömung durch Lavaldüsen mit überkritischem Druckverhältnis.- 5. Instationäre Strömungsvoigänge.- 5.1 Instationäre Strömung inkompressibler Flüssigkeiten.- 5.1.1 Rohrströmung während einer Schließbewegung an der Rohimündung bei 0).- 5.2.2.1 Reflexion von Druck- und Geschwindigkeitswellen an offenen Rohrenden.- 5.2.2.2 Reflexion von Druck- und Geschwindigkeitswellen an geschlossenen Rohrenden.- 5.2.2.3 Verändemngen der Druckwellenan Querschnittserweitemngen.- 5.2.2.4 Veränderung der Wellenform und Reflexion an Rohrverzweigungen.- 5.2.2.5 Reflexion an verengten Rohmiündungen.- 5.2.2.6 Druckstoß durch eine Schließbewegung am Leitungsende innerhalb der Zeit T2 L/a.- 5.2.2.8 Druckstoß bei langsamer Schließbewegung mit konstanter Schließgeschwindigkeit.- 5.2.2.9 Druckstoß bei langsamer Teilschließbewegung.- 5.2.2.10 Druckverlauf während und nach öffnen eines Querschnittes.- am Leitungsende.- 5.2.2.11 Bestätigung eines Absperrorganes an einer beliebigen Stelle einer Rohrleitung.- 5.2.3 Beispiel zur Berechnung des Druckes vor dem Abschlußventil in einem Druckwasserstollen nüt und ohne Berücksichtigung der Kompressiblität der Flüssigkeit.- 5.2.4 Pulsierende Strömung in Rohrleitungen.- 5.2.5 Druckstöße und Vibrationen durch Verzögemng von Pumpe und Antriebsmotor.- 6. Quasistationäre Strömungsvorgänge.- 6.1 Strömung durch eine Rohrleitung mit einem Ventil, dessen Querschnitt mit der Zeit verändert wird.- 6.2 Quasistationärer Ausfluß von Flüssigkeiten aus Gefäßen.- 6.3 Quasistationäre Strömung von Gasen.- 6.3.1 Füllen und0,53 p1).- 7.5.4 Gase bei überkritischem Druckverhältnis p2< 0,53 p1).- 7.5.5 Wasserdampf bei unterkritischem Druckverhältnis.- 7.5.6 Wasserdampf bei überkritischem Druckverhältnis.- 7.6 ku-Wert fürVentilgruppen.- 7.7 Richtwerte von ku bzw. ? für verschiedene Armaturen.- 7.7.1 Abspenarmaturen mit mechanischer Betätigung.- 7.7.2 Absperrarmaturen selbsttätig wirkend.- 7.7.3 Magnetventile.- 7.7.4 Schnellkupplungen.- 7.8 Strömungsvorgänge in Armaturen.- 7.8.1 Mechanisch betätigte Absperrventile, Schieber, Kugelhähne, Kükenhähne und Klappen.- 7.8.2 Handbetätigte Mehrwege-Steuerschieber der Ölhydraulik.- 7.8.3 Magnetventile.- 7.8.4 Schnellkupplungen.- 7.8.5 Plattenventile der Kolbenverdichter.- 7.8.6 Rückschlagventile.- 7.8.7 Drosselventile.- 7.8.8 Druckbegrenzungsventile für Hydrauliksysteme.- 7.8.9 Zwangsgesteuerte Ventile in Kolbenmaschinen.- 8. Strömung in Rohrleitungssystemen.- 8.1 Optimale Nennweite von Rohrleitungssystemen.- 8.2 Äquivalente Rohrlängen und Widerstandwerte verschiedener Einbauten.- 8.3 Anwendungsgrenzen der Regeln für die Berechnung von Rohrleitungssystemen mit Hilfe der äquivalenten Rohrlänge.- 8.4 Tabellen und Abbildungen für Rauhigkeit, Widerstandszahl, Dichte, Zähigkeit und Gaskonstante.- 8.5 Wirtschaftliche Geschwüidigkeiten in Rohrleitungen. Hydraulischer Radius. Strömung ün Laminar- und tibergangsbereich. Korrekturfaktoren für stark kompressible Medien bei hohen Geschwindigkeiten.- 8.6 Druckverlust m Rohrleitungen für kaltes Wasser.- 8.7 Diagramme für den Druckverlust in Rohren bei Flüssigkeiten unterschiedlicher Zähigkeit.- 8.8 Druckschwankungen durch rasche Änderung der Strömungsgeschwindigkeit und MöglichkeitenderAbhilfe.- 8.9 Tabelle zur Berechnung des Druckabfalls m Preßluftieitungen.- 8.10 Allgemeines Druckverlust-Rechendiagramm.- 9. Kavitation.- 9.1 Berechnung der Saughöhe bei Ansaugen aus emem offenen Behälter.- 9.2 Berechnung der Druckverhältnisse bei einer Pumpe mit Zulauf aus einem geschlossenen Behälter mit Überdruck.- 9.3 Berechnung der Druckverluste ün Saugrohr emer Zahnradpumpe.- 9.4 Die kritische Drehzahl von Zahnradpumpen.- 9.5 Kritische Verhältnisse in Ventilen und Drosselelementen.- 9.5.1 Kritische Strömung in Ventüen.- 9.5.2 Reibungsfreie Strömung eines inkompressiblen Mediums durch em Venturirohr.- 9.5.3 Das kritische Druckverhältnis für verschiedene Foimen von Austrittsöffnungen.- 10. Bedeutung der strömungstechnischen Voigänge für die Auswahl von Kühlem und Rücklauffiltern in Hydrauliksystemen.- 11. Unberechenbare Strömungsvorgänge.- Literatunreizeichnis.- Veizeichnis der wichtigsten Medien.- Physikalische Daten von Luft, Wasser, Öl und brennbaren Gasen.- Physikalische Daten anderer Fluide.