Volumenstrom durch eine Blende berechnen.
Eine Blende ist eine kalibrierte Einschränkung, die den Volumenstrom aus dem Differenzdruck über ihr ermittelt. Dieser Rechner berechnet den Volumenstrom aus Differenzdruck, Durchflusskoeffizient und Blendenquerschnitt nach der Torricelli-/Bernoulli-Formel sowie das Umkehrproblem der Blendendurchmesserbemessung aus dem gewünschten Volumenstrom. Die Anwendung umfasst Ablaufblenden, Füllstandsregler und ISO-5167-Messblenden.
Q = C_d × A × √(2 × g × h) für freien Ausfluss unter geodätischer Druckhöhe h, oder Q = C_d × A × √(2 × ΔP / ρ) für druckgetriebene Strömung mit ΔP über der Blende. C_d ist der Durchflusskoeffizient – 0,61 für scharfkantige Blende im Rohr, 0,97 für ISA-Düsen, 0,75 für konzentrische Dünnblechblenden in Rohrströmungen. Querschnittsfläche A = π × d² / 4, wobei d der Blendendurchmesser ist. Die Wurzelbeziehung bedeutet, dass 1 % Stromgenauigkeit eine 2 % genaue ΔP-Messung erfordert. Das β-Verhältnis β = d / D (Blende zu Rohr) liegt typischerweise zwischen 0,2 und 0,7; unter 0,2 dominiert der Blendenanteil, über 0,7 verfälscht die vorgelagerte Rohrgeometrie den C_d-Wert.
Ein Verfahrenstechniker, der die Ablaufzeit eines Behälters von 3 m Füllhöhe bis leer abschätzt, integriert Torricelli über den Füllstand unter Verwendung von C_d = 0,61 für eine 50-mm-Scharfkantenblende und erhält eine Gesamtablaufzeit von 4,2 Stunden.
Ein Messtechniker, der eine ISO-5167-Blende für 100 m³/h Wasser bei 4 bar auslegt, wählt β = 0,4 und bestätigt einen kalibrierten Differenzdruck von 250 mbar – innerhalb des Messbereichs des DP-Transmitters.
Ein Pneumatikplaner fügt eine 1,5-mm-Drossel für den Sanftanlauf einer Klemmvorrichtung hinzu; der Rechner liefert 12 l/min Luftdurchfluss bei 4 bar Eingangsdruck – entsprechend der gewünschten Anstiegszeit des Aktuators von 0,8 Sekunden.
Scharfkantige Blende im Rohr: 0,61. ISA-Strömungsdüse: 0,97. Venturi: 0,98. Frei ausströmende Behälterblende (gerundete Einlaufkante): 0,95. Prüfen Sie stets die Geometrienorm, bevor Sie einen Wert auswählen.
Flüssigkeiten sind nahezu inkompressibel, daher gilt Q = C_d × A × √(2gh) direkt. Gasströmung oberhalb von 50 % Druckabfall ist Schallströmung und erfordert die Kritischstromkorrektur. Verwenden Sie die Gasformel mit dem Expansionsfaktor Y für ΔP/P > 0,1.
Ja. C_d bei ISO-5167-Blenden hängt von β = d/D ab. Konstrukteure stellen mindestens 20D gerades Rohr vor und 5D nach der Blende sicher, damit das Geschwindigkeitsprofil vollständig ausgebildet ist.