Druckverlust in Hydraulikleitungen berechnen.
Der Druckabfall entlang einer Rohrleitung verbraucht Pumpenleistung und reduziert den nutzbaren Druck am Verbraucher. Dieser Rechner berechnet ΔP aus Rohrlänge, Innendurchmesser, Volumenstrom, Fluiddichte und Viskosität anhand der Darcy-Weisbach-Gleichung und wendet automatisch den laminaren (Hagen-Poiseuille) oder turbulenten (Swamee-Jain) Reibungsfaktor auf Basis der Reynolds-Zahl an. Er ist nach Kraft- und Volumenstromberechnungen das am häufigsten verwendete Werkzeug in der Hydrauliksystemauslegung.
ΔP = f × (L / D) × (ρ × v² / 2), wobei f der Darcy-Reibungsfaktor, L die Rohrlänge, D der Innendurchmesser, ρ die Fluiddichte und v die mittlere Strömungsgeschwindigkeit sind. Der Reibungsfaktor hängt vom Strömungsregime ab: laminar f = 64 / Re bei Re < 2.300; turbulent f nach der expliziten Swamee-Jain-Formel 1/√f = −2 × log₁₀(ε/3,7D + 5,74/Re^0,9) bei Re > 4.000. Die Rauigkeit ε beträgt 0,0015 mm für gezogene Rohre, 0,046 mm für handelsüblichen Stahl und 0,26 mm für verzinkten Stahl. Der Gesamtdruckverlust des Systems ergibt sich aus der Summe über alle geraden Abschnitte zuzüglich der Äquivalenzlänge der Armaturen – der Äquivalenzlängenrechner übernimmt die Berechnung für Armaturen.
Ein Systemkonstrukteur, der 80 l/min ISO VG 32 durch 8 m eines 16-mm-Druckrohrs leitet, berechnet ΔP = 4,5 bar und addiert diesen zum Lastdruck bei der Pumpenauslegung, um sicherzustellen, dass bei einer Pumpendruckbegrenzung von 255 bar am Zylinder 250 bar anliegen.
Ein Instandhaltungsingenieur, der die langsame Aktorgeschwindigkeit am Ende einer 30-m-Rücklaufleitung untersucht, berechnet einen Druckabfall von 12 bar bei 80 l/min, ersetzt den 12-mm-Schlauch durch ein 16-mm-Rohr und stellt die Aktorgeschwindigkeit gemäß Inbetriebnahmedaten wieder her.
Ein Aggregatebauer wählt einen rücklaufseitigen Kühler mit 0,6 bar Druckabfall bei 100 l/min; der Rechner bestätigt, dass der gesamte Rücklaufdruckverlust (Kühler + Filter + Rohrleitung) unter dem 2-bar-Grenzwert für die Pumpenwellendichtung bleibt.
Bei Re < 2.300, was üblicherweise Hydraulik-Saugleitungen und sehr langsame Ölströmungen umfasst. Oberhalb von Re = 4.000 ist die Turbulenzformel zu verwenden. Im Übergangsbereich (2.300–4.000) ist das Ergebnis unsicher; für Sicherheitsberechnungen sollte turbulent angenommen werden.
Ja. Die Ölviskosität sinkt stark mit der Temperatur – ISO VG 46 bei 40 °C beträgt 46 cSt, bei 60 °C nur noch ~22 cSt. Geringere Viskosität bedeutet niedrigeren Reibungsfaktor bei laminarer Strömung, aber möglicherweise höhere Reynolds-Zahl; rechnen Sie daher stets bei der erwarteten Betriebstemperatur.
Die Rauigkeit ε ist die mittlere Höhe der Wandunebenheiten. Hersteller veröffentlichen diese Werte: 0,0015 mm für gezogene Stahlrohre, 0,025 mm für neue Handelsrohre, 0,15–0,30 mm für verzinkte Rohre.