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Kapitel 7
Durchfluss von Gasen
Aus der Strömungsgeschwindigkeit in m/s und der Querschnittsfläche in m
3
ergibt
sich:
m
m
2
= m
3
/s
s
Im SI-Einheitensystem gilt als Maßeinheit des Durchflusses der Kubikmeter je Sekunde
(m
3
/s). Zulässig ist aber auch der Liter je Sekunde (l/s), wobei
1 l/s = 1 dm
3
/s
Die Berechnung des Durchflusses eines gasförmigen Mediums ist komplex, da dessen
Strömungsgeschwindigkeit wegen seiner Komprimierbarkeit von verschiedenen Para-
metern bestimmt wird.
Das nachstehende Schaubild stellt das Verhältnis zwischen Druck und Durchfluss für
einen Öffnungsquerschnitt von 1 mm
3
dar.
Die Fläche unter der gestrichelten Linie ist der Bereich, in dem die Luft fast mit Schall-
geschwindigkeit (Schallströmung) strömt. Eine höhere Geschwindigkeit erreicht sie
auch dann nicht, wenn die Druckdifferenz zunimmt. In diesem Bereich verlaufen die
Kurven senkrecht.
Ist die Druckdifferenz zwischen Ein- und Austritt gleich Null, findet kein Durchfluss
statt. Sobald ein Druckunterschied auftritt, entsteht ein Durchfluss, der umso höher
ist, je größer die Druckdifferenz ausfällt. Bei steigender Druckdifferenz strömt die Luft
solange immer schneller durch die Öffnung, bis sie 340 m/s, d. h. Schallgeschwindig-
keit, erreicht hat.
Eine weitere Zunahme der Druckdifferenz bleibt ohne Auswirkung auf den Durchfluss,
da die Luft bereits ihre maximal mögliche Geschwindigkeit erreicht hat.
So ergibt sich aus dem Schaubild zum Beispiel, dass der Durchfluss bei einem Ein-
gangsdruck von 6 bar und einem Ausgangsdruck von 5 bar (Druckdifferenz 1 bar) bei
einem äquivalenten Durchschnitt von 1 mm
2
ca. 55 l/min beträgt.
P(bar) Ö nungsquerschnitt = 1mm
Q(I/min.)
Durch uss
Eingangsdruck