Massenstromberechnung für ein Ventil

Wissenschaft Naturwissenschaften allgemein
#1

Versuche den max. Massenstrom für ein Ventil herauszufinden.

Das Ventil ist folgendermaßen aufgebaut: es besteht aus aus einer kreisrunden Öffnung (d = 117mm)durch die das Medium (in meinem Fall Luft bei 20 °C und 1,01325 bar) strömen soll. Diese Öffnung wird von einer Scheibe verschlossen, die sich in der Höhe maximal um h = 17mm verschieben. Somit ergibt sich für die max. „Öffnungsfläche“:

U = Pi * d = 3,1415 * 117mm = 367,5mm
Amax = U + hmax = 367,57mm + 117mm = 6248,68mm²

Meine Frage lautet nun: wie ermittel ich den max. Mengenstrom für beschriebenes Ventil?

#2

Sicher bin ich mir nicht aber die maximale Ausflußgeschwinidgkeit erreicht man wohl ins Vakuum. Dann könnte man den kompletten Druck in dynamischen Druck also Geschwindigkeit umwandeln.

P=1,035bar= rho/2*c²

Damit hättest du die Geschwindigkeit, Fläche und Dichte um den Volumenstrom zu berechnen.

Aber eigentlich müsste das ganze wesentlich komplizierter sein.
Durch das Beschleunigen der Luft sinkt die Temperatur und wohl auch die Dicht ab.

Gruß
TeaAge

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#3

Versuche den max. Massenstrom für ein Ventil herauszufinden.

Das Ventil ist folgendermaßen aufgebaut: es besteht aus aus
einer kreisrunden Öffnung (d = 117mm)durch die das Medium (in
meinem Fall Luft bei 20 °C und 1,01325 bar) strömen soll.
Diese Öffnung wird von einer Scheibe verschlossen, die sich in
der Höhe maximal um h = 17mm verschieben. Somit ergibt sich
für die max. „Öffnungsfläche“:

U = Pi * d = 3,1415 * 117mm = 367,5mm
Amax = U + hmax = 367,57mm + 117mm = 6248,68mm²

Es muß heißen „Amax = U x hmax = 367,57mm x 17mm = 6248,68mm²“

Der Druck vor Ventil ist in [bar ü]? Welcher Gegendruck steht nach dem Ventil an?

Wie ist die Strömungsführung nach dem Ventil? Noch weitere Umlenkungen?

Wie öffnet die Scheibe bzw. wird die Scheibe durch Federkraft geschlossen und ab einem bestimmten Überdruck geöffnet?

Ohne dies Angaben kommt man leider zu keiner Lösung.

Wolfgang D.

#4

Es muß heißen „Amax = U x hmax = 367,57mm x 17mm = 6248,68mm²“

Richtig, ein Fehler meinerseits!

Der Druck vor Ventil ist in [bar ü]? Welcher Gegendruck steht
nach dem Ventil an?

Druck vor dem Ventil Pü = 1013,25 hPa, Gegendrück Pg = +2 hPa

Wie ist die Strömungsführung nach dem Ventil? Noch weitere
Umlenkungen?

Hinter dem Ventil befindet sich eine Wand mit 54 einzelnen, kreisrunden Öffnungen (d = 15mm), also A = 176,71mm² x 54 = 9542,88mm²

Wie öffnet die Scheibe bzw. wird die Scheibe durch Federkraft
geschlossen und ab einem bestimmten Überdruck geöffnet?

Die Scheibe wird tatsächlich durch eine Feder geschlossen, spielt meiner Meinung nach aber keine Rolle, da bei Pg = +2 hPa die max. Höhe h = 17 mm anliegt!

Vielen Dank für die Antworten!

#5

Schon wieder ein Fehler:
Es muss heißen
Druck vor dem Ventil Pü = +2hPa, Gegendrück Pg = 1013,25 hPa