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Hydraulische Berechnung
Hydraulische Berechnung von Rohrleitungen
Auf der Berechnungsgrundlage von PRANDTL und COLEBROOK ist in den nachfolgenden Tabellen
die hydraulische Bemessung von duktilen Gußrohren mit Zementmörtelauskleidung
zusammengestellt.
Rohr-Hydraulik
d =
Innendurchmesser
(li. Weite)
(m)
PRANDTL-COLEBROOK-Gleichung
I
1
√λ
= -2 · lg
2,51 k
Re√λ + 3,71 · d
Der Reibungsverlust h vr in einer Rohrleitung berechnet sich nach der Gleichung von WEISBACH:
L =
v =
Länge der Leitung
mittl. Fließgeschwindigkeit
(m)
(m/s)
II
h vr = λ
L
d
v
·
2
2 · g
λ =
Widerstandsbeiwert
(–)
Aus Gleichung I und II läßt sich die Formel für den Durchfluss Q ableiten:
Q = A ⎛-2 · lg 2,51 · ν k ⎞
·
⎜
d √2 · g · J E · d + 3,71 · d
⎟ √2 · g · J E · d
⎝
⎠
Rauhigkeit ki
Die exakte Erfassung aller Fließwiderstände an Muffen, Krümmern, Reduzierungen, Armaturen
usw. sowie Rohrnetzstrukturen ist praktisch nicht möglich. Aus vergleichenden Untersuchungen
und Einzelmessungen läßt sich ableiten, dass die Anwendung der PRANDTL-COLEBROOK Formel
zu brauchbaren Ergebnissen führt, wenn der ki-Wert zugleich die Rohrnetzstruktur erfasst.
Entsprechend dem DVGW-Arbeitsblatt W 302 werden folgende ki-Werte empfohlen.
ki=0,1 (mm): Fernleitungen und Zubringerleitungen mit gestreckter Leitungsführung
ki=0,4 (mm): Hauptleitungen mit weitgehend gestreckter Leitungsführung
ki=1,0 (mm): Neue Netze, durch den Übergang von k = 0,4 auf k = 1,0 wird der Einfluß starker
Vermaschung näherungsweise berücksichtigt.
Fließgeschwindigkeiten
Die Fließgeschwindigkeit in Rohrleitungen beeinflusst nicht nur die Wirtschaftlichkeit einer
Rohrleitung, sie hat auch einen großen Einfluss auf die Betriebssicherheit. Bei langen Druckleitungen
gewinnt die Fließgeschwindigkeit entscheidenden Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit
der gesamten Versorgungsanlage. Eine Überprüfung ist daher angebracht.
Richtwerte für Fließgeschwindigkeiten:
Steigleitungen in Brunnen als Pumpendruckleitungen:
Pumpendruckleitungen:
Pumpensaugleitungen:
Falleitungen:
Versorgungs- und Hausanschlussleitungen
1,5 - 2,5 m/s
1,0 - 2,0 m/s
0,5 - 1,0 m/s
1,0 - 1,5 m/s
≤ 2 m/s
g = Erdbeschleunigung (m/s 2 )
Re = Reynoldszahl =
ν =
Kinem. Zähigkeit
1,31 · 10· 6 (m 2 /s)
k = Rohrrauigkeit (m)
J =
Druckhöhenverlust
(m/km)
Q = Durchfluss (m 3 /2)
A =
v · d
ν
Lichter Rohrquerschnitt
(m 2 )
10
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