Widerstandskoeffizientenmethode – K-Methode
Die Widerstandskoeffizientenmethode (oder K-Methode oder Überkopfmethode) ermöglicht es dem Benutzer, den Druckverlust durch einen Winkel oder eine Armatur durch eine dimensionslose Zahl – K – zu beschreiben . Diese dimensionslose Zahl (K) kann auf sehr ähnliche Weise wie die Methode der äquivalenten Länge in die Darcy-Weisbach-Gleichung aufgenommen werden. Anstelle von Daten gleicher Länge wird in diesem Fall die dimensionslose Zahl (K) verwendet, um die Armatur zu charakterisieren, ohne sie mit den Eigenschaften des Rohrs zu verknüpfen.
Der K-Wert stellt das Vielfache der Geschwindigkeitsköpfe dar , die durch durch die Armatur fließende Flüssigkeit verloren gehen. Die Gleichung zur Berechnung des Druckverlustes des Hydraulikelements lautet daher:
Daher lautet die Gleichung zur Berechnung des Druckverlusts des gesamten Hydrauliksystems:
Der K-Wert kann für verschiedene Strömungsregime charakterisiert werden (dh gemäß der Reynolds-Zahl ), und dies führt dazu, dass er genauer ist als die Methode mit äquivalenter Länge.
Es gibt verschiedene andere Methoden zur Berechnung des Druckverlusts für Armaturen. Diese Methoden sind ausgefeilter und auch genauer :
- 2K-Methode . Die 2K-Methode ist eine von Hooper BW entwickelte Technik, um den Kopfverlust in einem Ellbogen, Ventil oder T-Stück vorherzusagen. Die 2K-Methode verbessert die Überkopfmethode, indem die Änderung des Druckverlusts aufgrund variierender Reynolds-Zahlen charakterisiert wird . Das 2-K-Verfahren ist gegenüber anderen Verfahren insbesondere im laminaren Strömungsbereich vorteilhaft .
- 3K-Methode . Die 3K-Methode (von Ron Darby im Jahr 1999) verbessert die Genauigkeit der Druckverlustberechnung weiter, indem auch die Änderung der geometrischen Proportionen einer Armatur bei Änderung ihrer Größe charakterisiert wird . Dies macht die 3K-Methode besonders genau für ein System mit großen Armaturen .
Zusammenfassung:
- Der Druckverlust des Hydrauliksystems wird in zwei Hauptkategorien unterteilt :
- Großer Kopfverlust – aufgrund von Reibung in geraden Rohren
- Geringer Druckverlust – aufgrund von Komponenten wie Ventilen, Biegungen…
- Eine spezielle Form der Darcy-Gleichung kann verwendet werden, um geringfügige Verluste zu berechnen .
- Die geringfügigen Verluste sind ungefähr proportional zum Quadrat der Durchflussrate und können daher durch den Widerstandskoeffizienten K leicht in die Darcy-Weisbach-Gleichung integriert werden .
- Als lokaler Druckverlust kann auch eine Flüssigkeitsbeschleunigung in einem beheizten Kanal in Betracht gezogen werden.
Es gibt folgende Methoden:
- Methode mit äquivalenter Länge
- K-Methode (Widerstandskoeffizientenmethode)
- 2K-Methode
- 3K-Methode
Warum ist der Kopfverlust sehr wichtig?
Wie aus dem Bild ersichtlich ist, ist der Druckverlust ein wesentliches Merkmal eines jeden Hydrauliksystems. In Systemen, bei denen einige bestimmte Fließgeschwindigkeit eingehalten werden ( zum Beispiel eine ausreichende Kühlung oder Wärmeübertragung von einem bereitzustellen Reaktorkern ), das Gleichgewicht der Druckverlust und dem Kopf hinzugefügt durch eine Pumpe , um die Fließgeschwindigkeit durch das System bestimmt.
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