Armaturen

Zusammenfassung

Die allgemeinen Erkenntnisse über gekrümmte Bewegungen gestatten einen leichten Einblick in die Strömungsverhältnisse bei Krümmern. Die bei der gekrümmten Bewegung auftretenden Zentrifugalkräfte müssen von den außen fließenden Teilchen aufgenommen werden, so daß der Druck nach außen wachsen muß. In roher Näherung beträgt der Druckzuwachs Δp = bϱ (c ²_m ,/R), wobei c _m die mittlere (zentrale) Geschwindigkeit, R der mittlere Krümmungsradius und b die Tiefe des Krümmers bedeuten. Ist z.B. R/b = 2, wie es bei handelsüblichen Krümmern oft der Fall ist, so ist Δp = (ϱ/2) c ²_m ; das ist aber ein Druckunterschied von der Größenordnung des Staudruckes. Nach der Bernoullischen Gleichung stellen sich entsprechende Geschwindigkeitsunterschiede ein, so daß an der inneren Krümmung die größte und außen die kleinste Geschwindigkeit vorhanden ist. (Grob betrachtet, ändert sich die Geschwindigkeit nach der Gleichung R c = const.) Verfolgen wir die Strömung vom Einlauf an, so wird bis zum Scheitel innen eine Beschleunigung, außen eine Verzögerung eintreten. Vom Scheitel bis zum Auslauf ist es umgekehrt. An der Außenseite ist die Verzögerung nun bedeutend geringer als an der Innenseite kurz hinter der Krümmung, da der Weg an der Außenwand erheblich länger ist. Tatsächlich löst sich auch, wie Abb. 4.1 deutlich erkennen läßt, unmittelbar hinter der inneren Krümmung die Strömung meist ab. Die Verzögerung an der Außenseite ist aus der Abb. 4.1 ebenfalls zu erkennen; man sieht deutlich, daß sie für die Gesamtbewegung keine sehr nachteiligen Folgen hat. Das Staudruckprofil nach Abb. 4.2 hinter einem Krümmer von quadratischem Querschnitt zeigt noch mehr. Die Energieverminderung infolge Ablösung auf einem großen Bereich des Querschnittes läßt deutlich die schädlichen Folgen der durch die Krümmung erzeugten Ablösung erkennen.