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Grundlagen des Druckverlusts

Abbildung 1: Schlauchsatz, CP10G20 und 6220 Druckverlust

Alle thermischen Anlagen von Lytron sind für maximale Leistung bei einer bestimmten Durchflussmenge ausgerichtet. Ein zu geringerer Durchfluss führt zu einer Unterleistung des Systems. Die Durchflussmenge hängt vom Druckabfall des Systems und dem Kopfdruck der Pumpe ab. Dieser Anwendungshinweis erklärt, wie man den Druckabfall bestimmt und die angemessene Pumpe für sein System aussucht. Desweiteren enthält er Tipps dazu, wie der Druckverlust minimiert werden kann.

Druckverlust im System bestimmen

Der Begriff Druckverlust beschreibt den Differentialdruck, den eine Flüssigkeit überwinden muss, um ein System zu durchfließen. Druckverlust entsteht durch Widerstand, der durch Reibung (Scherbeanspruchung) oder andere Kräfte (wie Anziehungskraft), die auf eine Flüssigkeit einwirken, verursacht wird. Der Druckverlust ist exponential proportional zur Durchflussmenge. Tatsächlich ist es so, dass eine Verdoppelung der Durchflussmenge zu einer Vervierfachung des Druckverlusts führt. Der Druckverlust eines Systems entspricht der Summe der Druckverluste aller Bestandteile innerhalb des Systems - der Schläuche, Lytron-Kühlkomponente(n) und anderen Teilen des Systems. Um die Systemabfallskurve zu bestimmen, müssen Druckverluste bei verschiedenen Durchflussmengen berechnet und eingezeichnet werden.

Wenn beispielsweise in einem System eine CP10-Röhrenkühlplatte mit einer 10 Fuß 3/8" (305,75 cm)-Röhre an einen 6105-Kupferwärmetauscher angeschlossen ist, müssen die CP10, 6105 und die Schlauchflüssigkeitsdruckverlustkurven zusammenaddiert werden. 0,07 bis 0,14 bar ist eine gute Schätzung für Standarddruckverlust bei einem 10 Fuß (304,8 cm)-Schlauch bei 1 - 2 gal/min (3,79 - 7,57 l/min). Nach Einzeichnung der Ergebnisse sollte der Graph so ähnlich wie in Abbildung 1 aussehen.

Abbildung 2: Druckhöhe der PumpeEine Systempumpe auswählen

Im Allgemeinen ist die Durchflussmenge einer Pumpe umgekehrt proportional zum Druck, d.h. die Durchflussmenge steigt mit sinkendem Druck (siehe Abbildung 2). Für die Auswahl einer Pumpe mit dem angemessenen Kopfdruck sollte die vom Pumpenlieferanten gelieferte Pumpenkurve über die Systemdruckverlustkurve gezeichnet werden. An der Schnittstelle der beiden Kurven ist das System in Betrieb. In dem Beispiel arbeitet die Pumpe bei 1,6 gal/min (6,06 l/min) und 0,93 bar (siehe Abbildung 3), da die beiden gezeichneten Linien sich an diesem Punkt schneiden.

Wenn der Druckverlust des Systems für einen Punkt bekannt ist, kann die Kurve geschätzt werden, indem eine gerade Linie von keinem Durchfluss und keinem Druckverlust auf den bekannten Druckverlustpunkt gezogen wird. Die Schnittstelle mit der Pumpenkurve bietet eine gute Einschätzung der erwarteten Durchflussmenge. In dem Beispiel ist eine Systemdruckverlustzahl von 2 gal/min (7,57 l/min) und 1,2 bar bekannt (siehe Abbildung 4). Wenn diese Methode verwendet wird, beträgt die geschätzte Systemdurchflussmenge 1,5 gal/min (5,68 l/min), was nahe an den 1,6 gal/min (6,06 l/min) der präziseren Methode liegt.

Abbildung 3: Betriebspunkt des SystemsDruckverlust minimieren

In den meisten Fällen ist ein minimaler Druckverlust innerhalb eines Systems wünschenswert. Einige Tipps zum Reduzieren des Druckverlusts:

 

  • Halten Sie die Anzahl der 90°-Biegungen, wenn machbar, minimal. Wie ein Knick in einem Gartenschlauch kann auch eine scharfe Biegung zu einem Druckverlust führen
  • Halten Sie die Schlauchlängen so kurz wie möglich. Längere Schläuche oder Röhrenlängen schaffen einen größeren Oberflächenbereich, der mit der Flüssigkeit in Kontakt steht und zusätzliche Flüssigkeitsreibung und einen zusätzlichen Druckverlust verursacht.
  • Arbeiten Sie mit Schläuchen mit großem Durchmesser. Haben Sie je versucht, durch einen engen Kaffeerührer zu trinken? Aufgrund des kleinen Durchmessers ist es viel schwieriger als mit einem normalen Strohhalm.
  • Verwenden Sie dort, wo es möglich ist, eine Flüssigkeit mit geringer Viskosität. Flüssigkeitsviskosität ist die Fähigkeit einer Flüssigkeit, zu fließen (denken Sie hier an Wasser im Gegensatz zu Melasse). Die Verwendung einer Flüssigkeit mit einer hohen Viskosität beeinflusst den Druckverlust im System negativ.Abbildung 4: Erwarteter Betriebspunkt des Systems
  • Schnellverschlusskupplungen sollten vermieden werden, da sie häufig unnötigen Druckverlust bewirken.

Denken Sie an die Bedeutung des Druckverlusts und passen Sie die Pumpenkurve an Ihre Systemdruckverlustkurve an. Der Druckverlust kann minimiert werden, indem Sie Knicke entfernen, lange und dünne Schläuche vermeiden und das System auf dem gleichen Niveau halten. Indem Sie diese einfachen Schritte befolgen, wird Ihre Thermolösung von Lytron die gewünschte Leistung bringen.