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Der Durchfluss und die Strömungsgeschwindigkeit eines Ventils hängen hauptsächlich von seiner Nennweite ab und hängen auch vom Widerstand der Ventilstruktur gegenüber dem Medium ab. Darüber hinaus sind sie naturgemäß mit vielen Faktoren wie Druck, Temperatur und Medienkonzentration verbunden.
Der Strömungsquerschnitt eines Ventils steht in direktem Zusammenhang mit der Strömungsgeschwindigkeit und der Strömungsgeschwindigkeit, und Geschwindigkeit und Strömungsgeschwindigkeit sind voneinander abhängige Größen. Wenn die Strömungsgeschwindigkeit konstant ist, ermöglicht eine höhere Geschwindigkeit eine kleinere Strömungsfläche, während eine niedrigere Geschwindigkeit eine größere Strömungsfläche erfordert. Umgekehrt führt eine größere Strömungsfläche zu einer niedrigeren Geschwindigkeit und eine kleinere Strömungsfläche zu einer höheren Geschwindigkeit.
Eine hohe Strömungsgeschwindigkeit des Mediums ermöglicht einen kleineren Ventilnenndurchmesser, führt jedoch zu einem größeren Druckverlust und macht das Ventil anfällig für Beschädigungen. Eine hohe Geschwindigkeit kann bei brennbaren und explosiven Medien statische Elektrizität erzeugen und Gefahren verursachen. Umgekehrt führt eine zu niedrige Geschwindigkeit zu einem geringen Wirkungsgrad und einer schlechten Wirtschaftlichkeit. Bei viskosen und explosiven Medien sollte eine niedrigere Strömungsgeschwindigkeit gewählt werden. Bei Öl und anderen hochviskosen Flüssigkeiten wird die Strömungsgeschwindigkeit entsprechend der Viskosität gewählt, in der Regel im Bereich von 0,1–2 m/s.
Im Allgemeinen ist die Durchflussmenge bekannt und die Durchflussgeschwindigkeit kann durch Erfahrung bestimmt werden. Aus der Durchflussgeschwindigkeit und der Durchflussrate kann der Nenndurchmesser des Ventils berechnet werden. Bei Ventilen mit der gleichen Nennweite, aber unterschiedlichen Bauarten ist der Durchflusswiderstand unterschiedlich.
Liste typischer Strömungsgeschwindigkeiten für verschiedene Medien
| Flüssigkeitsname | Betriebsbedingungen | Strömungsgeschwindigkeit |
| Gesättigter Dampf | DN>200 DN=200~100 DN<100 | 30~40 25~35 15~30 |
| Überhitzter Dampf | DN > 200 DN = 200~100 DN < 100 | 40~60 30~50 20~40 |
| Niederdruckdampf | p < 1,0 (Absolutdruck) | 15~20 |
| Mitteldruckdampf | P = 1,0~4,0 (absoluter Druck) | 20~40 |
| Hochdruckdampf | P = 4,0~12,0 (absoluter Druck) | 40~60 |
| Komprimiertes Gas | Vakuum P ≤ 0,3 (Überdruck) P = 0,3~0,6 (Überdruck) P = 0,6~1,0 (Überdruck) P = 1,0~2,0 (Überdruck) P = 2,0~3,0 (Überdruck) P = 3,0~30,0 (Überdruck) | 5~10 8~12 10~20 10~15 8~12 3~6 0,5~3 |
| Sauerstoff | P = 0~0,05 (Überdruck) P = 0,05~0,6 (Überdruck) P = 0,6~1,0 (Überdruck) P = 1,0~2,0 (Überdruck) P = 2,0~3,0 (Überdruck) | 5~10 7~8 4~6 4~5 3~4 |
| Kohlegas | 2,5~15 | |
| Halbwassergas | P = 0,1~0,15 (Überdruck) | 10~15 |
| Erdgas | 30 | |
| Stickstoff | P = 5~10 (absoluter Druck) | 15~25 |
| Ammoniakgas | Vakuum P < 0,3 (Überdruck) P < 0,6 (Überdruck) P ≤ 2 (Überdruck) | 15~25 8~15 10~20 3~8 |
| Acetylen in Wasser | 30 5~6 | |
| Acetylengas | ρ < 0,01 (Überdruck) ρ < 0,15 (Überdruck) ρ < 2,5 (Überdruck) | 3~4 4~8 5 |
| Chlor | Gas Flüssigkeit | 10~25 1.6 |
| Chlorwasserstoff | Gas Flüssigkeit | 20 1.5 |
| Flüssigkeit Ammonia | Vakuum P ≤ 0,6 (Überdruck) P ≤ 2,0 (Überdruck) | 0,05~0,3 0,3~0,8 0,8~1,5 |
| Natriumhydroxid | Konzentration 0~30 % Konzentration 30 % ~ 50 % Konzentration 50 % ~ 73 % | 2 1.5 1.2 |
| Schwefelsäure | Konzentration 88 % ~ 93 % Konzentration 93 % ~ 100 % | 1.2 1.2 |
| Wasser und ähnliche viskose Flüssigkeiten | P=0,1~0,3 (Überdruck) P≤1,0 (Überdruck) P≤8,0 (Überdruck) P≤20~30 (Überdruck) Fernwärme-Umlaufwasser, Kühlwasser Druckrücklaufwasser Rücklaufwasser ohne Druck | 0,5~2 0,5~3 2~3 2~3,5 0,3~1 0,5~2 0,5~1,2 |
| Leitungswasser | Hauptleitung P=0,3 (Überdruck) Zweigleitung P=0,3 (Überdruck) | 1,5~3,5 1~1,5 |
| Kesselspeisewasser | > 3 | |
| Dampfkondensat | 0,5 ~1,5 | |
| Kondenswasser | Schwerkraftfluss | 0,2 ~ 0,5 |
| Überhitztes Wasser | 2 | |
| Meerwasser / leicht alkalisches Wasser | P < 0,6 (Überdruck) | 1,5 ~ 2,5 |
Hinweise:
Einheit DN: mm
Einheit von P: MPa
Absperrschieber haben einen geringen Strömungswiderstandskoeffizienten, der lediglich im Bereich von 0,1–1,5 liegt.
Große Absperrschieber haben einen Widerstandskoeffizienten von 0,2–0,5.
Absperrschieber mit reduziertem Durchgang haben einen relativ höheren Widerstandskoeffizienten.
Kugelventile haben einen viel höheren Widerstandskoeffizienten als Schieberventile, im Allgemeinen zwischen 4 und 7.
Durchgangsventile vom Y-Typ (gerader Durchgang) haben mit 1,5–2 den niedrigsten Widerstandskoeffizienten.
Absperrventile aus geschmiedetem Stahl haben den höchsten Widerstandskoeffizienten, sogar bis zu 8.
Der Widerstandskoeffizient von Rückschlagventilen hängt vom Aufbau ab:
Rückschlagventile haben normalerweise einen Widerstandskoeffizienten von etwa 0,8–2, wobei Mehrscheiben-Rückschlagventile einen höheren Widerstandskoeffizienten haben.
Hubrückschlagventile haben den höchsten Widerstandskoeffizienten von bis zu 12.
Kükenventile haben einen niedrigen Widerstandskoeffizienten, normalerweise etwa 0,4–1,2.
Membranventile haben im Allgemeinen einen Widerstandskoeffizienten von etwa 2,3.
Absperrklappen haben einen niedrigen Widerstandskoeffizienten, der im Allgemeinen innerhalb von 0,5 liegt.
Kugelhähne haben den niedrigsten Widerstandskoeffizienten, im Allgemeinen etwa 0,1.
Die oben genannten Widerstandskoeffizienten gelten für Ventile in vollständig geöffneter Position.
