Prinzip der Drosselung – was bedeutet das?

Es wird nicht die Durchflussmenge eingeschränkt, sondern die Durchflussgeschwindigkeit: lol

Drosseln bedeutet, die Fließgeschwindigkeit des Fluids zu ändern.....

Diese Frage des Poster-Users hat mich auch lange Zeit beschäftigt – sie ist tatsächlich ziemlich verwirrend. Meine Vorstellung ist, dass Drosseln sicherlich den Durchfluss drosseln – sonst würde der Durchfluss hinter der Ventilklappe ja nicht abnehmen, wenn das Ventil enger gestellt wird. Nach dem Drosseln verringert sich der Durchfluss. Nach dem Kontinuitätsgesetz wird der Durchfluss vor dem Drossellement ebenfalls kleiner (da die Strömungsgeschwindigkeit abnimmt), und dieser Wert entspricht dem Durchfluss nach dem Drosseln.

Nach der Theorie, bei konstantem Durchfluss ändert sich die Strömungsgeschwindigkeit, wird sie auch leichter verständlich. Wenn sich also die Strömungsgeschwindigkeit ändert, ändern sich dann auch der Druck und die Temperatur entsprechend?

Der Durchfluss ist sowohl das Volumen als auch die Geschwindigkeit. Wie sonst könnte FV den Durchfluss steuern?

Kurze Betrachtung der Unterschiede zwischen Drosselklappen und Durchflussbegrenzungsklappen
I. Drosselklappe: Die Drosselklappe ist ein Element in Systemen zur Messung des Durchflusses mittels Differenzdruck. Sie setzt sich aus einer Drosselklappe selbst, einem Druckmessgerät, geraden Abschnitten vor und nach der Klappe sowie Verbindungsflanschen zusammen. In Kombination mit Differenzdrucksendern kann die Menge von einphasigen, homogenen Flüssigkeiten, Gasen und Dämpfen gemessen werden, die durch Rohrleitungen fließen. Herstellungsstandards: GB2624-93, ISO5167-91. Messprinzip: Wenn die durch das Rohr fließende Flüssigkeit an der Lochplatte vorbeifließt, entsteht eine lokale Verengung. Dadurch konzentriert sich der Strahl, die Fließgeschwindigkeit nimmt zu und der statische Druck sinkt. Somit entsteht zwischen vor und hinter der Lochplatte ein Druckunterschied. Dieser Druckunterschied steht in einem bestimmten Zusammenhang mit dem Durchfluss – je größer der Durchfluss, desto größer ist auch der Druckunterschied. Durch Leitungen wird das Differenzdrucksignal an den Differenzdruckwandler übertragen, wo es in ein Standardsignal von 4–20 mA.DC umgewandelt wird. Über das Durchflussanzeigegerät werden anschließend der momentane sowie der gesamte Durchfluss im Rohr angezeigt. Es gibt drei gängige Methoden zur Druckmessung bei Drosselklappenanlagen: Winkelmessung (Ringschale, Bohrloch) und Flanschmessung. II. Drosselklappe: Die Drosselklappe wird in Rohrleitungen eingesetzt, um den Durchfluss des Fluids zu begrenzen oder den Druck des Fluids zu verringern. Drosselklappen werden in den folgenden Bereichen eingesetzt: 1. Wenn es darum geht, den Druck des Prozessmaterials zu senken und dabei keine hohe Genauigkeit erforderlich ist. 2. Wenn im Rohrleitungssystem zwischen dem Ventil und seinen Anschlüssen ein großer Druckabfall besteht, um die Abnutzung des Ventils durch das Fluid zu verringern, kann oberhalb des Ventils eine Düse in Reihe geschaltet werden – sofern bei der Drosselung durch die Düse kein Gas entsteht.   3. Orte, an denen ein Flüssigkeitsträger in geringem Durchfluss und kontinuierlich zirkulieren muss, wie z. B. die Spülrohre von Pumpen, die Umleitungsrohre für Reservepumpen (Durchflussschutzrohre), sowie Analyseentnahmrohre.   4. Orte, an denen eine Druckreduzierung zur Verringerung von Geräuschen oder Abnutzung erforderlich ist, wie z. B. Entlastungssysteme.

Drosselung: Wenn man den Fall mit und ohne Drosselvorrichtung vergleicht, lässt sich das klar erkennen: Bei einer Drosselvorrichtung ist der Widerstand geringer und der Durchfluss größer.

Ich finde es immer noch ziemlich verwirrend. Ja, wenn die Ventile enger gestellt werden, verringert sich der Durchfluss sicherlich – das steht doch im Widerspruch zur Kontinuitätsgleichung, oder?

In einem Rohrsystem führt das Schließen der Ventile zu einer Drosselung – dadurch verringert sich die Durchflussmenge sicherlich. Doch steht das nicht im Widerspruch zur Kontinuitätsgleichung? :lol

Dieser Beitrag wurde zuletzt von zxg.wylton am 4.5.2017 um 21:14 bearbeitet. Es handelt sich dabei um den Instrumentenbereich – vermutlich haben alle bereits die Grundlagen der Elektrotechnik gelernt. Wenn der Drosselklappe als Widerstand in die Schaltung eingeschaltet wird, ist das leicht verständlich: Wenn die Spannung konstant bleibt, verringert sich bei einem eingeschalteten Widerstand der Strom (also auch die Durchflussmenge). Wenn jedoch die Spannung (der Druck im Medium) erhöht wird, kann der Strom (die Durchflussmenge) gleichbleiben. Am Widerstand liegen Spannungen an beiden Enden; durch die Messung dieser Spannung (Differenzspannung) kann der Strom (Flussmenge) ermittelt werden. Der Widerstand muss linear sein, damit ein Zusammenhang mit der Stromstärke besteht. Ebenso muss bei einem Lochblech das Quadratwurzelwert des Druckunterschieds eine lineare Beziehung zur Durchflussmenge aufweisen, damit diese gemessen werden kann. Natürlich ist eine Lochplatte nicht so praktisch wie ein Widerstand – bei der Messung des Stroms mittels Spannungsabfall ist die Beziehung in den meisten Anwendungen in der Regel linear. Schließlich unterscheiden sich der Strom von Elektronen und der Fluss von Fluiden stark voneinander.

Verstehen Sie es immer noch nicht? Das ist zu umständlich

Das ist eigentlich nicht widersprüchlich und auch nicht so schwer zu verstehen, oder? Wenn der Ventil geschlossen wird, verringert sich tatsächlich der Durchfluss – und zwar sowohl vor als auch hinter dem Ventil, also im gesamten Leitungsnetz. Es handelt sich dabei nicht nur um eine Verringerung des Durchflusses hinter dem Ventil. Tatsächlich ist es, wie alle zuvor gesagt haben, wegen der veränderten Strömungsgeschwindigkeit. Man kann es so vergleichen: Durch Anpassung des einstellbaren Widerstands in einem Gleichstromkreis kann die Stärke des Stroms verändert werden. Es ändert sich doch nicht nur der Stromwert des einstellbaren Widerstands, oder? Sondern der Strom im gesamten Kreis ändert sich ebenfalls, richtig? Gibt es dann im Rohrleitungssystem nicht das gleiche Phänomen bei der Anpassung der Ventilöffnung? Das steht doch nicht im Widerspruch zur Kontinuitätsgleichung, oder? Tatsächlich ändert die Anpassung der Öffnungsweite der Ventile im Rohrsystem den Durchflusswiderstand des Ventils (ähnlich wie der Widerstandswert einer einstellbaren Widerstandskomponente in einem Gleichstromkreis). Gleichzeitig ändert sich dadurch auch der Durchflusswiderstand des gesamten Rohrsystems (ähnlich wie sich der Widerstandswert des gesamten Kreises ändert). Daraufhin entsteht ein neuer Durchflusswert – was leicht verständlich ist, wenn man das Ohm’sche Gesetz kennt.

Die Ventile werden enger gestellt, wodurch der Durchfluss in der gesamten Leitung verändert wird und ein neues Gleichgewicht entsteht. Verändert das Drosselventil eines Differenzdruckstrommessers nur die Strömungsgeschwindigkeit und die Querschnittsfläche, ohne den Durchfluss in der gesamten Rohrleitung zu verändern? Warum kann man in diesem Fall den Zustand mit geschlossenem Ventil nicht mit einem Drosselklappen vergleichen – verändert sich doch in beiden Fällen die Querschnittsfläche? Wenn sie gleichgesetzt werden, zeigt sich ein Widerspruch – genau das ist hier unklar, verwirrend! :lol Danke!

Dieser Beitrag wurde zuletzt von cqdfwy am 16.05.2017 um 09:47 bearbeitet: „Warum kann der Zustand mit geschlossenem Ventil nicht mit einem Drosselklappenventil gleichgesetzt werden?“ Umgekehrt kann man die Drosselklappe als einen Zustand betrachten, in dem eine Ventilklappe geschlossen ist. Die Drosselklappe fungiert somit auch als Hindernis für den Fluss des Fluids – im Vergleich zu einer Ventilklappe ist der Widerstand gering und konstant; bei einer Ventilklappe hingegen kann sich der Widerstand stark ändern, je nachdem, in welchem Grad sie geöffnet ist. Mit oder ohne Drosselklappe unterscheidet sich der Durchfluss im Rohrsystem – für das gesamte Rohrsystem ist der Widerstand durch die Drosselklappe sehr gering, wodurch sich der Durchfluss nur wenig ändert. Wie Sie bereits sagten, entsteht dadurch eine neue Gleichgewichtsbeziehung. Natürlich ist in Leitungen, in denen ein Drosselventil oder eine Ventilstellung festgelegt ist, der Durchfluss des Fluids durch das Ventil (oder die Drossel) sowie durch den gesamten Leitungstrakt tatsächlich konstant. Das steht im Einklang mit dem Kontinuitätsgesetz – der Durchfluss in einer Leitung ist einfach immer derselbe; er kann weder zunehmen noch abnehmen. Da die Querschnittsfläche an den verschiedenen (Querschnitts-)Positionen unterschiedlich ist, ist die Strömungsgeschwindigkeit an den verschiedenen Stellen im gesamten Rohrsystem unterschiedlich.

Danke für die geduldige Erklärung, ich habe viel daraus gelernt :)