Durchmesser kritischer Düsen berechnen?

Wissenschaft Physik
#1

Hallo,

durch ein Leitungsrohr sauge ich mittels einer Pumpe Atmosphärenluft. Gerne möchte ich den Volumenstrom im Rohr unabhängig vom (Luft-)Druck konstant halten. Dazu möchte ich eine kritische Düse einbauen.
Soweit ich weiß, funktioniert eine Düse kritisch, sobald der Vordruck etwa doppelt so groß ist wie der Hinterdruck (?).
Jetzt möchte ich den Durchmesser berechnen, den die Düse haben muss. Kann mir jemand einen Tipp geben?

Hier hoffentlich alle nötigen Infos:

-> Medium: normale Luft

-> Durchmesser des Rohrs: 6.35mm, allerdings sind einige 90°-Winkel verbaut. Durch den langsamen

-> Fluss von 1,5 l/min dürfte die Strömung aber noch annähernd laminar sein (?).

-> Leitungslänge: vor und hinter der Düse jeweils etwa 5m

-> Temperatur: max. 315K (gute +40°C)

-> Hinterdruck: erfolgt durch Pumpe:
-> Pumpleistung max. 0.083 l/s (bzw 5 l/min) bzw. 5mbar absolut

-> Vordruck: variabel zwischen 105000Pa und 5000Pa.

Wenn ich jetzt was vergessen habe, bitte schreien :smile: Für einen Formeltipp wäre ich äußerst dankbar.

einen sommerlichen Gruß,
Hubsi

Ergänzung zu: Durchmesser kritischer Düsen
#2

Hallo,

durch ein Leitungsrohr sauge ich mittels einer Pumpe
Atmosphärenluft. Gerne möchte ich den Volumenstrom im Rohr
unabhängig vom (Luft-)Druck konstant halten. Dazu möchte ich
eine kritische Düse einbauen.

Hallo monika,

Soweit ich weiß, funktioniert eine Düse kritisch, sobald der
Vordruck etwa doppelt so groß ist wie der Hinterdruck (?).

Das ist richtig.

Jetzt möchte ich den Durchmesser berechnen, den die Düse haben
muss.

Um was zu erreichen? 1,5 l/min?

Kann mir jemand einen Tipp geben?

Deine Überlegungen sind richtig. Verschone mich aber vorm Abtippen von bandwurmformeln, die in jeder guten Formelsammlung stehen!

Hier hoffentlich alle nötigen Infos:

-> Medium: normale Luft

-> Durchmesser des Rohrs: 6.35mm, allerdings sind einige
90°-Winkel verbaut. Durch den langsamen

-> Fluss von 1,5 l/min dürfte die Strömung aber noch annähernd
laminar sein (?).

Bei rd. 80 m/s bezweifle ich das, müßte man aber nachprüfen.

-> Leitungslänge: vor und hinter der Düse jeweils etwa 5m

-> Temperatur: max. 315K (gute +40°C)

-> Hinterdruck: erfolgt durch Pumpe:
-> Pumpleistung max. 0.083 l/s (bzw 5 l/min) bzw. 5mbar
absolut

-> Vordruck: variabel zwischen 105000Pa und 5000Pa.

Wenn ich jetzt was vergessen habe, bitte schreien :smile: Für
einen Formeltipp wäre ich äußerst dankbar.

Wolfgang D.

#3

Hallo Wolfgang,

herzlichen Dank für Deine Antwort.
Ja, das ist richtig. Die kritische Düse soll den Volumenfluss auf 1.5 l/min beschränken. Wie kommst Du da auf 80m/s Strömungsgeschwindigkeit?

Nein, Du brauchst mir die Formel nicht abzutippen, was hier abgesehen mangels gescheitem Texteditor ohnehin mühsam ist.

Bestimmt hat sich schon jemand die Mühe gemacht, und hat die Formeln ge-techt, und sie sind im Internet für nicht-Formelgesammelte veröffentlicht. Ich habe daher ja auch nur nach einem Tipp oder Hinweis gefragt :smile:

Hast Du mir wenigstens einen Formelnamen nach dem ich suche?

Gruß, Monika

Guten Tag,

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

#4

Hallo Monika,

schau mal nach Schallgeschwindigkeit und Laval-Düse. Vielleicht findest du da etwas brauchbares.

Gruß

#5

Hallo Wolfgang,

herzlichen Dank für Deine Antwort.
Ja, das ist richtig. Die kritische Düse soll den Volumenfluss
auf 1.5 l/min beschränken. Wie kommst Du da auf 80m/s
Strömungsgeschwindigkeit?

Hallo Monika,

Sorry, ich habe mich mit den Dimensionen vertan, die Strömungsgeschwindigkeit beträgt bloß o.8 m/s, dürfte also noch laminar sei und der Gegendruck wg. Druckverlusten auch gering.

Nein, Du brauchst mir die Formel nicht abzutippen, was hier
abgesehen mangels gescheitem Texteditor ohnehin mühsam ist.

Bestimmt hat sich schon jemand die Mühe gemacht, und hat die
Formeln ge-techt, und sie sind im Internet für
nicht-Formelgesammelte veröffentlicht. Ich habe daher ja auch
nur nach einem Tipp oder Hinweis gefragt :smile:

Hast Du mir wenigstens einen Formelnamen nach dem ich suche?

Meine Formelsamlung ist schon seit Jahren vom Markt, aber vielleicht wist Du im Internet fündig.

Gruß

Wolfgang D.

Guten Tag,

Hallo,

durch ein Leitungsrohr sauge ich mittels einer Pumpe
Atmosphärenluft. Gerne möchte ich den Volumenstrom im Rohr
unabhängig vom (Luft-)Druck konstant halten. Dazu möchte ich
eine kritische Düse einbauen.

Hallo monika,

Soweit ich weiß, funktioniert eine Düse kritisch, sobald der
Vordruck etwa doppelt so groß ist wie der Hinterdruck (?).

Das ist richtig.

Jetzt möchte ich den Durchmesser berechnen, den die Düse haben
muss.

Um was zu erreichen? 1,5 l/min?

Kann mir jemand einen Tipp geben?

Deine Überlegungen sind richtig. Verschone mich aber vorm
Abtippen von bandwurmformeln, die in jeder guten
Formelsammlung stehen!

Hier hoffentlich alle nötigen Infos:

-> Medium: normale Luft

-> Durchmesser des Rohrs: 6.35mm, allerdings sind einige
90°-Winkel verbaut. Durch den langsamen

-> Fluss von 1,5 l/min dürfte die Strömung aber noch annähernd
laminar sein (?).

Bei rd. 80 m/s bezweifle ich das, müßte man aber nachprüfen.

-> Leitungslänge: vor und hinter der Düse jeweils etwa 5m

-> Temperatur: max. 315K (gute +40°C)

-> Hinterdruck: erfolgt durch Pumpe:
-> Pumpleistung max. 0.083 l/s (bzw 5 l/min) bzw. 5mbar
absolut

-> Vordruck: variabel zwischen 105000Pa und 5000Pa.

Wenn ich jetzt was vergessen habe, bitte schreien :smile: Für
einen Formeltipp wäre ich äußerst dankbar.

Wolfgang D.

#6

Hallo Wolfgang,

herzlichen Dank für Deine Antwort.
Ja, das ist richtig. Die kritische Düse soll den Volumenfluss
auf 1.5 l/min beschränken. Wie kommst Du da auf 80m/s
Strömungsgeschwindigkeit?

Hallo Monika,

Sorry, ich habe mich mit den Dimensionen vertan, die
Strömungsgeschwindigkeit beträgt bloß o.8 m/s, dürfte also
noch laminar sei und der Gegendruck wg. Druckverlusten auch
gering.

Nein, Du brauchst mir die Formel nicht abzutippen, was hier
abgesehen mangels gescheitem Texteditor ohnehin mühsam ist.

Bestimmt hat sich schon jemand die Mühe gemacht, und hat die
Formeln ge-techt, und sie sind im Internet für
nicht-Formelgesammelte veröffentlicht. Ich habe daher ja auch
nur nach einem Tipp oder Hinweis gefragt :smile:

Hast Du mir wenigstens einen Formelnamen nach dem ich suche?

Meine Formelsamlung ist schon seit Jahren vom Markt, aber
vielleicht wist Du im Internet fündig.

Gruß

Wolfgang D.

Halo Monika,

Noch ein kurzer Nachklapp:

Der kritische Druck bei Luft ist 0,528 x Druck vor Düse, in Deinem Fall also pk zwischen 55440 Pa und 2640 Pa. Das ist natürlich eine Riesenspanne, da wird die vergleichmässigung durch die Düse nicht über den gesamten Bereich funktionieren. Vielleicht solltest Du auch den Zulaufdruck auf einen konstanten Wert reduzieren.

Grüße

Wolfgang D.

Guten Tag,

Hallo,

durch ein Leitungsrohr sauge ich mittels einer Pumpe
Atmosphärenluft. Gerne möchte ich den Volumenstrom im Rohr
unabhängig vom (Luft-)Druck konstant halten. Dazu möchte ich
eine kritische Düse einbauen.

Hallo monika,

Soweit ich weiß, funktioniert eine Düse kritisch, sobald der
Vordruck etwa doppelt so groß ist wie der Hinterdruck (?).

Das ist richtig.

Jetzt möchte ich den Durchmesser berechnen, den die Düse haben
muss.

Um was zu erreichen? 1,5 l/min?

Kann mir jemand einen Tipp geben?

Deine Überlegungen sind richtig. Verschone mich aber vorm
Abtippen von bandwurmformeln, die in jeder guten
Formelsammlung stehen!

Hier hoffentlich alle nötigen Infos:

-> Medium: normale Luft

-> Durchmesser des Rohrs: 6.35mm, allerdings sind einige
90°-Winkel verbaut. Durch den langsamen

-> Fluss von 1,5 l/min dürfte die Strömung aber noch annähernd
laminar sein (?).

Bei rd. 80 m/s bezweifle ich das, müßte man aber nachprüfen.

-> Leitungslänge: vor und hinter der Düse jeweils etwa 5m

-> Temperatur: max. 315K (gute +40°C)

-> Hinterdruck: erfolgt durch Pumpe:
-> Pumpleistung max. 0.083 l/s (bzw 5 l/min) bzw. 5mbar
absolut

-> Vordruck: variabel zwischen 105000Pa und 5000Pa.

Wenn ich jetzt was vergessen habe, bitte schreien :smile: Für
einen Formeltipp wäre ich äußerst dankbar.

Wolfgang D.