Volumenstrom / Fliessgeschwindigkeit berechnen

Technik Mechanik & Konstruktion
#1

Hallo zusammen,

ich habe folgendes Problem.
Ich brauche eine ungefaehre (moeglichst genau) Angabe zu einem Volumenstrom bzw. der Fliessgeschwindigkeit.

Ich habe einen Druck von 150 psi (10,34 bar) anliegen und muss errechnen, welche Menge ich von verschiedenen Medien durch entsprechende Oeffnungen transportieren kann. Evtl. Verluste im nachfolgenden Rohr werden vernachlaessigt.

  1. Gas mit einer spezifischen Dichte von 650 kg/m3 durch eine Oeffnung von 2 Zoll (Innendurchmesser 52,5 mm).
  2. Oel mit einer spezifischen Dichte von 850 kg/m3 durch eine Oeffnung von 1 Zoll (Innendurchmesser 26,64 mm).
  3. Wasser mit einer spezifischen Dichte von 1000 kg/m3 durch eine Oeffnung von 1 Zoll (Innendurchmesser 26,64 mm).

Bin fuer jede Hilfe dankbar. Eine entsprechende Musterberechnung/Formel waere toll.

Danke vorab.

George

#2

Hallo zusammen,

ich habe folgendes Problem.
Ich brauche eine ungefaehre (moeglichst genau) Angabe zu einem
Volumenstrom bzw. der Fliessgeschwindigkeit.

Danke vorab.

George

Hallo George,

die Angabe der Gasdichte erscheint mir sehr hoch, gilt der Wert bei dem Innen-Druck 10,34 bar? Ist es ein verflüssigtes Gas?
Ansonsten die Ergebnisse (zuerst noch ohne Formel, die liefere ich, wenn Du die Gasdichtenfrage beantwortet hast). Weiter ist noch die Frage ob die 10,34 bar die treibende Druckdifferenz zum Außenraum sind oder der Druck im Behälter (dann ist die treibende Druckdifferenz = 9,34 bar). Und ich gehe davon aus, dass sich alles bei Mediumtemperatur 20°C abspielt.

Für beide Werte berechnet:
Wasser: 15,46 kg/sec (10,34 bar), 14,7 kg/sec (9,34 bar)

Öl: 14,26 kg/sec (10,34 bar), 13,55 bar (9,34 bar)

Herzliche Grüße

Wolfgang

Wasser

#3

Hallo Wolfgang,

das Gas wurde vorher aus dem Oel/Gas-Gemisch separiert.
Der Wert wurde mir so vorgegeben. Eigentlich sollte es meiner Meinung nach aber gasfoermig sein.

Der Druck herrscht im Inneren des Separators, d.h. der Druck der Atmospaehre muss abgezogen werden. (9,34 bar).

Vielen Dank schonmal, ware nett, wenn Sie mir den Rechenweg aufzeigen koennten.

MfG

George

#4

Hallo George,

leider kann ich Dir da auch nicht helfen; es ist sogar so, dass mich das selbst interessiert, aber nur mit dem Medium Wasser. Falls sie eine brauchbare Antwort erhalten, wäre ich für eine kurze Info dankbar.

Viele Grüße
Gustav

#5

Hallo,

habe mir nochmals die „specific gravity“ des Gases bestaetigen lassen.
„Gas grav. is correct 0.650 for normal gas“

Hoffentlich hilft das weiter.

Danke

#6

Hallo Wolfgang,

wenn wir das Gas aussen vor lassen, koenntest Du mir erklaeren, wie Du die Berechnung durchgefuehrt hast?

Vielen Dank vorab!

George

#7

Sorry
da bin ich nicht zuhause…

Viel Erfolg!
Roberto

#8

Hallo Wolfgang,

wenn wir das Gas aussen vor lassen,…
Vielen Dank vorab!

George

Hallo George,

entschuldige, dass ich Dich vergessen habe.

Formel Flüssigkeit ist babal:

ms=flaeche-leck/1000000*alpha*SQR(2*dpa*rhof)

dabei ist: ms die Durchflussmenge in kg/s, flaeche-leck die Leckfläche in mm^2, alpha der Ausflussbeiwert meist 0,61 (gibt an, wie weit sich der Strahl wohl einschnürt und dadurch die Fläche verkleinert, bei abgerundeter Öffnung kann alpha = 0,8 sein), SQR heißt, das in der Klammer stehende Produkt steht unter einem Quadrat-Wurzelzeichen: dpa ist das treibende Druckgefälle in bar (bei Dir 9,34 bar), rhof ist die Dichte der Flüssigkeit in kg/m^3, der Wert 1000000 rechnet die mm^2 Fläche in m^2 Fläche um.

Gas ist komplexer:

druckverh= 1/(1+dpa),

lavaldruckverh = (2/(kappa+1))^(kappa/kappa-1))

wenn druckverh lavaldruckverh dann statt psim psi wählen und Berechnung wie vorher:

psi=SQR((kappa/(kappa-1))*(druckverh^(2/kappa)^((kappa+1)/kappa)))

dabei sist:

psi die Ausflussfunktion, psim die maximale Ausflussfunktion (mehr geht nie durch…)
kappa der Isentropen-Exponent (in physikalischen oder chemischen Tabellenbüchern nachschlagen)
betemp1 ist die Temperatur in °C, mg ist das Molekulargewicht in kg/kmol, wegen dieser Größe hat sich meine Antwort so verzögert.

Ich denke noch über den Rechengang nach…

Gruß

Wolfgang

#9

Hallo Wolfgang,

Vielen Dank fuer deine Antwort, dass ist genau wonch ich gesucht habe.
Das hat mir schon sehr geholfen.

Die Ergebnisse fuer das Gas waeren toll, mach Die aber bitte keinen Stress damit.

Danke nochmals

Joerg