Berechnung des Massenstroms (Düsenströmung)

Hallo Leute,

folgender Fall:
Ich habe eine Gasbrennerdüse mit 2,5mm Durchmesser.
Durch diese Düse strömt Propangas ins Freie.

Mich würde hier der Massenstrom interessieren.

Der Gasdruck vor der Düse liegt bei 10 mBar.
Als Umgebungstemperatur würde ich eine Temperatur von 20° angeben. Der Umgebungsdruck soll ja auch noch berücksichtigt werden, das wäre der lokale Luftdruck bei mir zu Hause.

Ich habe mich bereits im Wikipedia-Artikel zur Düsen…

Hallo Michael,

in der Gleichung für den Massenstrom stehen auf der rechten Seite 4 Faktoren:

Faktor 1: Querschnittsfläche
Faktor 2: Wert der Ausflussfunktion. Dieser Wert ist abhängig vom Druckverhältnis p_0/(p_0+p_D) sowie vom Isentropenexponent kappa.
Faktor 3: Summe aus p_0 und p_D
Faktor 4: Wurzel aus der doppelten Molmasse dividiert durch Gaskonstante und Temperatur.

Um den Massenstrom auszurechnen müsstest du also als erstes den Wert der Ausflussfunktion für deinen speziellen Fall ermitteln. Wie man diesen Wert berechnet steht ja etwas weiter oben in dem Wikipedia-Artikel.

Danach kannst du dann einfach das Produkt aus den oben genannten 4 Faktoren ausrechnen, das entspricht dann dem Massenstrom.

Gruß
Daniel

Hallo Daniel,

danke für die Ratschläge. Ich sitze seit heute Morgen schon wieder an dem Problem und bin doch noch etwas schlauer geworden.

Wie löse ich Ψ(… , K)?

Habe bei meiner Recherche noch eine weitere Formel gefunden:
http://www.prosensys.com/leckrate_berechnung.html

Diese konnte ich auch bereits lösen. Da konnte ich auch die Ausflussfunktion Ψ berechnen. Aber beim Wiki Artikel weiß ich wirklich nicht was ich damit anzufangen habe.

Würden beide Formeln bei korrekter Lösung das gleiche Ergebnis liefern?

Viele Grüße,
Michael

Hallo,

schauen wir uns die Formel für die Ausflussfunktion nochmal genau an:

http://upload.wikimedia.org/math/0/5/7/0575abe3806fe…

Du siehst, dass die Funktion abschnittsweise definiert ist. Als erstes musst du also prüfen, welcher Fall bei dir gilt. Dazu musst du erst dein x = p_a/p_i ausrechnen, und dann überprüfen, ob dieser Wert x größer ist als (2/(kappa+1))^(kappa/(kappa-1)) oder kleiner. Dann rechnest du dir mit der entsprechenden Formel den tatsächlichen Wert der Ausflussfunktion aus, je nachdem wie groß dein x ist also entweder mit der oberen oder mit der unteren.

Gruß
Daniel