IFM Electronic efector500 Bedienungsanleitung Seite 22

wieso Druckabfall?
hohe Temperaturen
Durchfluss
p [Pa]: Druck; ρ [kg/m 3
]: Dichte; v [m/s]: Geschwindigkeit; wR [J/m
bungskraft pro Volumen; → Wärme pro Volumen
Warum führt dieser Effekt zu einem Druckabfall und nicht dazu, dass sich
die Geschwindigkeit verringert, wie es häufig sonst bei Reibung der Fall
ist? Durch ein Rohr mit rauer Oberfläche fließt, bei ansonsten gleichen Be-
dingungen, weniger als durch ein glattes Rohr. Die Geschwindigkeit ist al-
so geringer als im Fall ohne Reibung. Da aber immer noch gilt, dass an ei-
nem Ende des Rohres genau soviel herauskommen muss, wie am
anderen Ende hineinfließt, das heißt, dass die Kontinuitätsgleichung ( 8)
immer noch gilt, muss die Geschwindigkeit gleich bleiben. Auch wenn bei
einem Rohr unterschiedliche Rauhigkeit auftritt, dann kann auch hier die
Geschwindigkeit nicht an einem Ort größer und am anderen geringer sein.
Die Geschwindigkeit muss auch in diesem Fall konstant sein. (Das stellt
keinen Widerspruch dazu dar, dass die Geschwindigkeit in der Mitte des
Rohres größer ist als am Rand, vgl. den übernächsten Absatz).
Abbildung 19: Druckabfall durch Reibung
Die Wärme kann also nur auf Kosten des Drucks entstehen. In der Praxis
ist es schwierig, den Betrag genau zu bestimmen, weil hier die Parameter,
die im Abschnitt 2.4.1 (unter dem Punkt "Reibung") genannt wurden, zu
berücksichtigen sind.
Wenn z. B. an einem Engpass Wirbel auftreten, dann wird durch die Rei-
bungskraft nicht sofort Wärme entstehen. Die Wärme entsteht erst, wenn
die Wirbel durch die innere Reibung an einem anderen Ort aufgezehrt wer-
den. Wichtig ist aber die Konsequenz, dass sich bei schlecht konzipierten
Hydraulikanlagen im Betrieb die Hydraulikflüssigkeit auf Temperaturen von
bis zu 100°C erhitzen kann.
Dieser Druckabfall wird auch zur Messung des Durchflusses benutzt. Be-
vor die Messung beschrieben wird, soll noch der Zusammenhang zwi-
schen Durchfluss und Strömungsgeschwindigkeit besprochen werden.
In der Praxis ist weniger die tatsächliche Geschwindigkeit an einem Punkt
sondern der Durchfluss, genauer gesagt der Volumenstrom (Volumen /
Zeit), von Bedeutung. Die Geschwindigkeit ist nicht überall konstant, selbst
bei konstantem Durchmesser. Sie ist z. B. in der Mitte des Rohres höher
als am Rand und ist bei turbulenter Strömung sehr schwer zu erfassen.
Zur Vereinfachung kann man sich vorstellen, dass das Medium mit einer
mittleren Geschwindigkeit v
kommt), dann kann man sich den Zusammenhang durch eine Dimensi-
onsbetrachtung klar machen.
=
Geschwindigkeit
∗
s s A V
= = =
v
∗ ∗
m
t t A t A
- Drucksensoren -
fließt (ähnlich wie Zahnpasta aus der Tube
m
Weg
mit Weg * Fläche = Volumen erhält man:
Zeit
3
]: Arbeit der Rei-
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