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Dampfdruck

Der Dampfdruck (pD) ist ein stoff- und temperaturabhängiger Gasdruck in einem mehrphasigen System. Es wird zwischen Verdampfungs- (Druck zu Beginn des Übergangs des Stoffes in den gasförmigen Zustand) und Sättigungsdruck (Druck bei Einstellung eines Gleichgewichts zwischen den Phasen) unterschieden. Mit Verschwinden der flüssigen Phase wird statt eines Dampfdrucks ein Gasdruck gemessen. 

In der Kreiselpumpentechnik wird als Dampfdruck der Druck bezeichnet, bei dem ein Gleichgewicht zwischen den Phasen dampfförmig und flüssig (siehe NPSH) vorherrscht. Die Darstellung des Dampfdrucks in Abhängigkeit von der Temperatur wird als Siedekurve bezeichnet. Sie erstreckt sich vom Tripel-Punkt (Gleichgewichtszustand der möglichen Phasen: dampfförmig, flüssig, fest) bis zum kritischen Punkt (kein Phasenunterschied zwischen dampfförmiger und flüssiger Phase).
Die Einheit für den Dampfdruck ist Pascal; in der Kreiselpumpentechnik gebräuchlich ist bar. Ausgehend vom Tripel-Zustand bis hin zum kritischen Zustand ändern sich der Dampfdruck (pD) und die Dichte (ρ) des Wassers in Abhängigkeit von der Temperatur. siehe Abb. 1 Dampfdruck

Gerade in der Chemiepumpentechnik (siehe Chemiepumpe) hat der Dampfdruck für verschiedene Flüssigkeiten eine große Bedeutung. siehe Abb. 2 Dampfdruck

Datenfernübertragung

Die Datenfernübertragung (kurz: DFÜ) bezeichnet die Datenübertragung von Daten zwischen Computern über ein Medium (Telefonnetz, Funk, Licht) unter Verwendung eines bestimmten Protokolls. Dieses Protokoll regelt den Datenaustausch, spezielle Hardware bereitet die Daten entsprechend auf.

Datenübertragung

Als Datenübertragung werden alle Methoden bezeichnet, die eine Übermittlung von Informationen von einem Sender zu einem Empfänger ermöglichen. Dazu wird eine physikalische Größe (Frequenz, Spannung) vom Sender zeitlich variiert, die vom Empfänger gemessen wird. Die Art der Übertragung kann dabei analog oder digital erfolgen.
Die technische Unmöglichkeit, den Nachrichtenkanal (physikalische Größe) so gut von der Außenwelt abzuschirmen, dass dieser nicht von ihr beeinflusst wird, sowie diese physikalische Größe exakt zu messen, führen mit der Zeit zum Informationsverlust, der auch nicht durch Verstärker verhindert werden kann.
siehe Abb. 1 Datenübertragung

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Arten der Datenübertragung

  • Analog: Die Daten werden der physikalischen Größe kontinuierlich aufgeprägt und die Größenwerte sind dabei in einem festgelegten Intervall zulässig sowie zu jedem Zeitpunkt relevant. 
  • Digital: Die Daten werden der physikalischen Größe binär (durch die Werte 0 und 1) aufgeprägt. Zulässig sind dabei mehrere nicht direkt aufeinanderfolgende Intervalle, die nur in bestimmten, wiederum nicht direkt aufeinanderfolgenden Zeitintervallen relevant sind. Diese Intervalle dürfen keine gemeinsamen Elemente besitzen. 

Unterschiede beim Übertragen von digitalen Daten 

  • seriell: Daten werden bitweise hintereinander über eine bestimmte Leitung übertragen 
  • parallel: Daten werden gleichzeitig auf mehreren physischen Leitungen übertragen

Dichte

Die Dichte (ρ) ist eine charakteristische Eigenschaft für das Material eines Körpers, welche unabhängig von dessen Form und Größe ist. Sie beschreibt das Verhältnis der Masse (m) des Körpers zu seinem Volumen (V):

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Für die Dichte von Wasser in Abhängigkeit von der Temperatur. siehe Abb. 1 Dampfdruck

Die Dichte von Flüssigkeiten ändert sich bei konstantem atmosphärischem Druck in Abhängigkeit von der Temperatur. siehe Abb. 1 Dichte

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Die hier definierte Dichte von Fördermedien ist nicht identisch mit der Stoffdichte, deren Angabe in der Zellstoff- und Papierindustrie wichtig ist.

Dichtheit

Die Dichtheit wird auch als Dichtigkeit bezeichnet und ist eine Eigenschaft von Materialstrukturen. Sie ist ein relativer Begriff, der sich immer auf vorgegebene Rahmenbedingungen bezieht. Der Nachweis erfolgt mittels Dichtheitsprüfung (siehe auch Armatur).

Dichtung

Als Dichtung werden Elemente oder Konstruktionen bezeichnet, die ungewollte Stoffübergänge von einem zum anderen Raum verhindern oder begrenzen. 

Bei Kreiselpumpen werden die Konstruktionen mittels Dichtungen leckagefrei oder leckagearm gegen andere Räume inner- oder außerhalb dieser Konstruktionen getrennt. Eine Dichtung liegt dabei auch vor, wenn damit keine absolute Dichtheit erzielt wird (z. B. bei Drosselung). So reicht die Dichtungsskala von absoluter Dichtheit (Verschweißen der Dichtflächen) über nicht verschweißte Dichtungen (z. B. Flach-Dichtungen, geschliffene Dichtungen, Rund-Dichtringe (O-Ringe)) bis hin zu leckagedurchlässigen Drosselspaltausführungen. 

Zur Umsetzung der Anforderungen finden sich nahezu alle Dichtungsarten, begonnen von ihrer Befestigung an der Rohrleitung bis hin zu pumpeninternen Dichtungen, wieder. 

Dichtungsarten

  • gegeneinander ruhende Dichtflächen
  • gegeneinander verschiebbare Dichtflächen
  • gegeneinander sich in Grenzen einstellende Dichtflächen
  • gegeneinander drehende Dichtflächen

Die Befestigung von Kreiselpumpen an den Rohrleitungen erfolgt meist über gegeneinander ruhende Dichtflächen, ist aber auch durch gegeneinander sich in Grenzen einstellende und drehende Dichtflächen möglich.

Gegeneinander ruhende Dichtflächen 

Je nach Funktion der gegeneinander ruhenden Dichtflächen wie "Dichten", "Zentrieren" und "Fluchten" gilt es, die Dichtungsausführungen auf diese Funktionen hin auszuwählen. Dabei sind für die Funktion "Dichten" oft erhebliche Kräfte aufzubringen. So erfordert die axial dichtende Runddichtung eine verhältnismäßig geringe, die axial dichtende Flachdichtung eine größere und die metallisch geschliffene Dichtpartie die höchste axiale Anpresskraft. Radial dichtende Runddichtringe benötigen dagegen für die Dichtfunktion nur eine geringe radiale Vorspannkraft.

Dichtungen an Stellen wie z. B. Ablassschrauben können gemäß der alleinigen Funktion "Dichten" sehr elastisch ausgeführt sein, da sie keine Fluchtungsfunktion haben. Auch Dichtungen ohne wesentlichen Differenzdruck, z. B. bei Lagerdeckeln von Lagerträgern, können dementsprechend sehr einfach ausgebildet werden. 

Auf rotierende Dichtungen mit gegeneinander ruhenden Dichtflächen (z. B. Wellenschutzhülse gegen Welle) wirken außer den Differenzdrücken noch Zentrifugalkräfte, die durch konstruktive Maßnahmen (z. B. gekammerte Dichtungen) aufgenommen werden können. 

Unterscheidung der Dichtungen bei gegeneinander ruhenden Dichtflächen

  • unlösbar (verschweißte Flansche und Dichtflächen) 
  • lösbar (Flachdichtungen, elastische Werkstoffe)
  • gekammert (Rund-Dichtungen etc.)
  • Linsenkopf-Dichtung (metallische Dichtungen) 
  • mit Sperrflüssigkeit gesperrte Dichtung (für giftige oder explosive Medien und bei Gefahr von Lufteinbruch bei Unterdruck)

Gegeneinander verschiebbare Dichtflächen 

Um einen montage- oder betriebsmäßig (Temperaturschwankungen) bedingten Längenausgleich vornehmen zu können, werden gegeneinander verschiebbare Dichtflächen verwendet. Dies können bspw. zwei ineinandergreifende Rohre sein, die mit einer Stopfbuchse gegeneinander abgedichtet sind. Bei Gleitringdichtungen wird zudem mit Hilfe von O-Ringen oder einem Gummibalg die axiale Ausgleichsbewegung der Dichtungen sichergestellt. 

Gegeneinander sich in Grenzen einstellende Dichtflächen 

Die gegeneinander sich in Grenzen einstellenden Dichtflächen werden über Membrane, Balge und Kompensatoren (zur Begrenzung der Stutzenkräfte oder geräuschmäßigen Abkopplung des Pumpengehäuses von der Rohrleitung) abgedichtet. Dazu gehört auch die Verbindung und Abdichtung durch Schläuche. 

Gegeneinander drehende Dichtflächen 

Bei den sich gegeneinander drehenden Dichtflächen müssen drehende Maschinenteile zu den nicht drehenden Teilen so abgedichtet werden, dass der Leckverlust oder von außen eindringende Stoffe auf ein bestimmtes Maß reduziert und ein etwaiger Verschleiß der Dichtflächen so gering wie möglich wird (siehe auch Wellendichtungen).

Dickstoffpumpe

Die Dickstoffpumpe wird als Stoffpumpe bezeichnet und zur Förderung von Gemischen aus flüssigen und festen Bestandteilen (z. B. Faserstoffe in der Papier- und Zellstoffindustrie) eingesetzt. 

Bei den Dickstoffpumpen, die meist als horizontale, einströmige und einstufige Kreiselpumpen gebaut werden, handelt es sich um Spezialkonstruktionen in Prozessbauweise, bei denen die nicht-NEWTONschen Fließeigenschaften (siehe NEWTONsche Flüssigkeit) und höheren Luftgehalte der Stoffsuspension (siehe Stoffförderung) berücksichtigt werden. siehe Abb. 1 Dickstoffpumpe

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Große Reinigungsöffnungen ermöglichen es, Verstopfungen schnell und ohne großen Aufwand zu beseitigen. Je nach Stoffart und Verwendungszweck finden besonders ausgebildete Laufräder Verwendung. Neben einem offenen Laufrad, das bei schlecht pumpfähigen Stoffsuspensionen mit einem Flügelrad kombiniert werden kann, kommt das Freistromrad (siehe auch Freistrompumpe) zum Einsatz. 

Dies gilt auch, wenn Suspensionen (siehe auch Stoffförderung) mit Verunreinigungen zu fördern sind oder der besondere Mischeffekt eines wirbelerzeugenden Freistromrades aus Verfahrensgründen Vorteile bringt. 

Zum Schutz des Pumpengehäuses wird gegen Verschleiß auf der Saugseite eine leicht auswechselbare Schleißwand verwendet. Um die Pumpenwelle gegen Korrosion und Verschleiß zu schützen, ist im Bereich der Pumpe die Welle so abgedichtet, dass sie nicht von der Förderflüssigkeit berührt wird. Die Wellendichtung erfolgt entweder durch eine Stopfbuchse oder eine Gleitringdichtung, die beide eine Sperrvorlage haben.

Dielektrikum

Ein Dielektrikum ist jede schwach- oder nichtleitende sowie nichtmetallische Substanz, deren Ladungsträger meist nicht frei beweglich sind. Damit kann sowohl eine Flüssigkeit, ein Gas oder Feststoff als Dielektrikum eingesetzt werden. Es ist typischerweise unmagnetisch.

Differentialtransformator

Der Differentialtransformator ist eine Spezialform des Transformators und wird in Sensoren verwendet. Er besteht aus einer Primärspule sowie zwei Sekundärspulen, die alle einen gemeinsamen Eisenkern haben. Die Schaltung der Sekundärspulen erfolgt in Reihe, wodurch sich die Spannungen an den Anschlüssen subtrahieren. Beim symmetrischen Aufbau ist die resultierende Spannung damit genau Null. Durch Verschieben des Eisenkerns entsteht in den Sekundärspulen eine Ausgangsspannung.

Differenzdrucksensor

Der Differenzdrucksensor ist ein Messgerät (siehe auch Sensor), das die Differenz von zwei absoluten Drücken (p1abs - p2abs = Δp) in eine zu dieser Differenz proportionale elektrische Ausgangsgröße umwandelt. Er kann aus zwei Messkammern bestehen, die durch eine Membran hermetisch voneinander getrennt sind. Die Auslenkung der Membran ist dann ein Maß für die Größe des Differenzdrucks.

Diffusor

Der Diffusor ist ein Bauteil, das eine Strömung mit bestimmten Ausgangswerten von Durchflussgeschwindigkeit und statischem Druck in eine Strömung mit niedrigerer Geschwindigkeit und höherem statischem Druck möglichst verlustarm überführt (siehe auch Druckverlust). 

Charakteristisches Merkmal eines Diffusors ist die Strömungsführung in einem geschlossenen Kanal mit in Strömungsrichtung größer werdenden Querschnitten. In der Kreiselpumpentechnik wird der Diffusor sehr häufig als druckseitiges Gehäuseteil bei Ring- und Spiralgehäusepumpen (siehe Pumpengehäuse), mehrstufigen Kreiselpumpen sowie als Bauteil in Rohrleitungen eingesetzt. 

Die Grenzschichten beim Diffusor sind stark ablösungsgefährdet, weshalb bestimmte Öffnungswinkel des Diffusors nicht überschritten werden dürfen. Bei den in der Kreiselpumpentechnik dominierenden Diffusoren mit Kreisquerschnitten liegt dieser kritische Öffnungswinkel (Kegelwinkel) etwa zwischen 8º und 10º. Mit Leitvorrichtungen bei Drallströmungen oder starken Drosselungen hinter dem Diffusor können diese Winkel ohne Ablösungen überschritten werden. 

Eine Nebenaufgabe erfüllt der Diffusor bei der Verbindung von Rohrleitungsteilen unterschiedlicher Nennweite. Um zusätzliche Rohrleitungsverluste und pulsierende Ablösungen zu vermeiden, muss der Diffusor hierbei so lang gewählt werden, dass der kritische Öffnungswinkel unterschritten wird. Ein sprungartiger Übergang vom kleineren auf den größeren Rohrquerschnitt kann u. U. aus kostentechnischen und hydraulischen Gründen vorteilhafter als ein Diffusor sein (z. B. CARNOT-Diffusor). 

Das Gegenteil zum Diffusor ist die Düse (z. B. Norm- oder Einlaufdüse), auch Konfusor genannt.

Digitalsignal

Ein digitales Signal hat mehrere Informationsparameter (z. B. 8, 16, 32, oder 64), die zeitlich nacheinander (Seriensignal) oder gleichzeitig nebeneinander (Parallelsignal) bereitgestellt werden können. Digitale Signale haben die Vorteile einer hohen Abbildungsgenauigkeit (nur abhängig von der verwendeten Stellenzahl), der problemlosen Langzeitspeicherbarkeit und der Möglichkeit, viele Größen miteinander verknüpfen zu können.

DN

Die Bezeichnung DN (nach ISO 6708) ist eine alphanumerische Bezeichnung der Größe für Bauteile in einem Rohrleitungssystem, die für Referenzzwecke verwendet wird. Sie umfasst die Buchstaben DN gefolgt von einer dimensionslosen Zahl (z. B. DN 100), die indirekt mit der physikalischen Größe der Bohrung oder des Außendurchmessers der Anschlüsse (in Millimetern) in Beziehung steht, an Rohrleitungen, Armaturen und Stutzen von Pumpengehäusen (siehe auch Nennweite). Weitere Bezeichnungen gelten für Erzeugnisse mit Gewinde oder Schneidringverbindungen sowie gelötete oder geschweißte Verbindungen und Erzeugnisse. Sie werden mit NPS (Nominal Pipe Size), OD (Außen-) oder ID (Innendurchmesser) bezeichnet (EN 1759 oder ASME B 16.5). Die Abbildung gibt einen Überblick über die bevorzugten DN-Stufen nach ISO 6708 (DIN 2402). siehe Abb. 1 DN

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Dockpumpe

Die Dockpumpe ist eine Kreiselpumpe und dient zum Entleeren von Dockanlagen. Eine Unterscheidung erfolgt nach der Art der Dockanlage zwischen den Trocken- und Schwimmdockpumpen. 

Trockendockpumpe
siehe Abb. 1 Dockpumpe

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Die Pumpstation eines Trockendocks ist gewöhnlich an einer Längsseite in der Nähe des Docktores angeordnet. Über den Dockboden gelangt das Wasser in die Einlaufkammer und von hier aus gleichmäßig in die Lenzpumpen (meist zwei bis vier Pumpen). 

Bei Förderbeginn ist die geodätische Förderhöhe gleich Null. Es sind nur Rohrreibungsverluste und der Austrittsverlust zu überwinden und da eine große Zulaufhöhe von 10 bis 12 m vorhanden ist, gibt es in der Regel keine Schwierigkeiten bzgl. des NPSH-Wertes der Pumpe. Mit sinkendem Wasserstand im Dock steigt die Förderhöhe der Anlage und der Förderstrom der Pumpe nimmt ab (siehe Kennlinie). 

Gegen Ende des Abpumpens werden die Lenzpumpen nacheinander abgeschaltet und kleinere Rohrgehäusepumpen mit Leitrad (Nachlenzpumpe, siehe Schraubenradpumpe) eingeschaltet. 

Bei völlig abgepumptem Dock übernehmen Drainagepumpen das Herauspumpen von Leckwasser. Da hier durch die Reparaturarbeiten mit gröberen Verunreinigungen zu rechnen ist, haben solche Drainagepumpen oft Kanalräder (siehe Laufrad). 

Schwimmdockpumpe 
siehe Abb. 2 Dockpumpe

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In einem Schwimmdock sind die Lenzpumpen (meist vier bis sechs Pumpen, ggf. auch mehr) in einem Schenkel des U-förmigen Schwimmkörpers untergebracht. Es sind vertikale, meist quergeteilte (siehe Querteilung) und mehrströmige Pumpen mit Ring- oder Spiralgehäuse bei Förderströmen von etwa 500 bis 3.500 m3/h. 

Das Laufzeug ist nach oben herausziehbar. Die Pumpenwelle und die frei nach oben geführte Antriebswelle sind in fettgeschmierten Gleitlagern geführt. Das Drucklager sowie der Antriebsmotor sind in einem wasserdichten Raum einige Meter oberhalb der Pumpe angeordnet.
Das gesamte Schwimmdock ist in Zellen aufgeteilt, die alle einzeln zu fluten sind. Bei getauchtem (überflutetem) Dock sind auch die Pumpen einschließlich ihrer Antriebswellen unter Wasser (siehe Nassaufstellung). Jede Zelle hat eine eigene Saugleitung, die über ein Absperrventil (siehe Armatur) mit der Lenzpumpe verbunden ist. 

Vom Leitstand aus lassen sich die Pumpen und die Absperrventile betätigen sowie die Wasserstände jeder Zelle und Neigung des Docks in Längs- und Querrichtung kontrollieren. Die Zellen werden zum Austauchen des Docks und des zu dockenden Schiffes je nach Gewichtsverteilung verschieden stark abgepumpt. Im Gegensatz zum Trockendock schwankt die Förderhöhe der Anlage nur um wenige Meter.

Doppelflutiges Laufrad

Ein doppelflutiges Laufrad ist ein Laufrad mit "zweiströmigem" Eintritt. Es wird auch als mehrströmiges Laufrad bezeichnet und zur Reduzierung des Axialschubes und NPSHR-Wertes eingesetzt.
siehe Abb. 6 und 18 Laufrad

Drall

Der Drall wird allgemein auch als Synonym für den Drehimpuls eines rotierenden Objekts in Bezug auf seine Rotationsachse verwendet

Drallregelung

Die Energieerhöhung im Laufrad einer Kreiselpumpe und damit die Kennlinien für Förderhöhe und Leistungsaufnahme einer Pumpe hängen nach der EULER-Gleichung für Strömungsmaschinen von der Änderung des Dralls des Fördermediums zwischen Eintritt und Austritt des Laufrads ab. Da die Geometrie des Laufrads im Betrieb unveränderlich ist (Ausnahme: verstellbare Laufradschaufeln bei Propellerpumpen), sind bei i. d. R. drallfreier Zuströmung die Kennlinien von Kreiselpumpen nur von der Drehzahl abhängig. Durch Variation (Regelung) des Dralls der Zuströmung zum Laufrad können jedoch auch bei konstanter Laufradgeometrie und Drehzahl die Kennlinien im Betrieb beeinflusst werden. Mit zunehmendem Gegendrall der Zuströmung (Rotation entgegen der Laufraddrehrichtung) steigen Förderhöhe und Leistungsaufnahme an, während sie mit zunehmendem Gleichdrall (Rotation in Laufraddrehrichtung) abnehmen. Die Wirkung der Drallregelung steigt mit der spezifischen Drehzahl (ns) der Pumpe und ist daher am stärksten ausgeprägt bei Axialpumpen. siehe Abb. 10 Kühlwasserpumpen

Zur praktischen Realisierung der Drallregelung dienen so genannte Drallregler vor dem Laufradeintritt. Das sind mechanisch verstellbare Vorleiteinrichtungen, die sowohl einen Gegendrall wie auch einen Gleichdrall herbeiführen können.

Drallströmung

Die Drallströmung ist eine rotationssymmetrische Strömung (siehe Strömungslehre) mit Umfangskomponenten. Wie bei der Drallströmung in Rohren ist in vielen Fällen neben der Umfangs- auch eine Axialkomponente der Strömungsgeschwindigkeit vorhanden. Die strömenden Teilchen bewegen sich dann auf schraubenförmigen Bahnen und legen innerhalb einer bestimmten Rohrlänge gegenüber einer drallfreien Strömung bei gleicher Durchflussgeschwindigkeit einen größeren Weg längs der Rohrwand zurück. Das hat einen größeren Druckverlust zur Folge. 

Die Umfangskomponente (vu) am Radius (r) in einer Drallströmung folgt meist dem für eine Potenzialströmung gültigen Gesetz:

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Sie wird dann als Potenzialwirbelströmung bezeichnet. Dies gilt jedoch nicht für beliebig kleine Radien, da die Umfangskomponente mit abnehmendem Radius dann unbegrenzt ansteigen müsste. Vielmehr befindet sich im Inneren einer Drallströmung unterhalb eines bestimmten Grenzdurchmessers (RANKINE-Wirbel) ein Wirbelkern, in dem die Axialkomponente deutlich kleiner als im Bereich des äußeren Potenzialwirbels ist, während die Umfangskomponente (vu) der Strömungsgeschwindigkeit folgendem Gesetz des Festkörperwirbels folgt: 

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Mit wachsendem Radius nimmt auch der statische Druck zu. Darüber hinaus ist am Austritt eines rotierenden Laufrades immer eine Drallströmung zu finden, deren Umfangskomponenten durch nachgeschaltete Bauteile (z. B. Leitrad) teilweise noch in statischen Druck umgesetzt werden können. 

In einer durch feste Wände begrenzten Drallströmung in Rohren oder Ringräumen klingt die Drallstärke infolge der Reibung an der Wand mit zunehmender Lauflänge langsam ab.
Unerwünschte Drallströmung in Rohren wie vor einer Messstelle oder in der Pumpenzuströmung (Zulaufbedingungen) können durch Strömungsgleichrichter, bspw. aus gekreuzten Blechen, unterdrückt werden.

Drehsinn

Der Drehsinn wird auch als Drehrichtung bezeichnet und gibt die Richtung (in oder entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn drehend) an, in die sich Körper um eine Drehachse bewegen. Die Angabe der Richtung hängt von der Bezugsrichtung (bspw. Blickrichtung) ab und muss immer mit angegeben werden, i.d.R. Blickrichtung auf den Antrieb bzw. Einströmrichtung.

Drehstrom

Der Drehstrom wird auch als Dreiphasenwechselstrom, umgangsprachlich auch als Stark- oder Kraftstrom, bezeichnet. Er ist der Strom, der im Niederspannungsnetz vom Endverbraucher (öffentliches Stromnetz) genutzt wird. Die Spannung ist hier u. a. auch in Deutschland auf 400 Volt begrenzt. 

Werden in einem Generator drei Spulen gleichmäßig im Kreis versetzt angeordnet, so entstehen drei zeitlich ebenso versetzte Wechselspannungen, die ihre Maximalamplituden nacheinander zu unterschiedlichen Zeitpunkten erreichen. Diese zeitliche Versetzung wird durch die Phasenlage beschrieben.
Beim Dreiphasenwechselstrom sind diese Phasen um 120° zeitlich versetzt. siehe Abb. 1 Drehstrom

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Die Formel zur Berechnung einer einzelnen Wechselspannung in einem Dreiphasenwechselstromnetz lautet: 

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Die Energieversorgungsunternehmen streben eine gleichmäßige Belastung der drei Phasenstränge an. Bei der Aufteilung des Dreiphasenwechselstrom-Systems in einzelne Wechselstromleitungen wie in Haushalten ist eine symmetrische Belastung aber nicht mehr gewährleistet. Aus diesem Grund wird ein Neutralleiter (Vierleitersystem) hinzugefügt, über den die vom Grad der Asymmetrie abhängigen Ausgleichsströme zwischen den Außenleitern fließen. Dieser Neutralleiter ist wie die Außenleiter ein "aktiver Leiter" des Drehstromsystems, der im Gegensatz zu einem zusätzlichen Schutzleiter im normalen Betrieb stromdurchflossen sein kann. siehe Abb. 2 Drehstrom

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Zur Nutzung von Drehstrom gibt es die unterschiedlichen Anwendungsverfahren Dreieck- und Sternschaltung

Sternschaltung 

In der Sternschaltung (Drehstromnetz) werden die drei Phasenstränge eines Drehstromsystems an jeweils einem Ende zusammengeschaltet. Der so entstandene Zusammenschluss bildet den Mittelpunkt, der auch Sternpunkt genannt wird. Dieser ist mit dem Neutralleiter (N) verbunden. Die freien Enden werden dann mit den Außenleitern (L1, L2 und L3) verbunden. siehe Abb. 3 Drehstrom

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Diese Schaltung hat den Vorteil, dass bei symmetrischer Belastung (d. h. die drei Stränge u, v, w haben die gleiche Impedanz) zwei unterschiedliche Spannungen abgegriffen werden können. Ausgehend von einer in Deutschland üblichen Phasenspannung sind dies zwischen einem der Außenleiter (L1, L2 oder L3) und dem Neutralleiter (N) 230 V. Greift man jedoch die Spannung zwischen zwei Außenleitern ab, z. B. L1 und L2, erhält man 400 V.
Der gemeinsame Einsatz der drei Phasenstränge erfolgt u. a. bei Elektromotoren (Drehstrommotor). Werden die Spannungen in einen Motor mit drei im Kreis versetzten Spulen geleitet, so entsteht erneut ein rotierendes Magnetfeld, das einen einfachen Kurzschlussläufer in Rotation versetzt. Hier werden die Enden der drei Phasenstränge folgendermaßen bezeichnet:

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Um z. B. einen Elektromotor in Sternschaltung zu betreiben, werden die Außenleiter L1, L2 und L3 mit den Strangenden u1, v1, und w1 wie folgt verbunden:

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Die übrigen Enden der Phasenstränge u2, v2 und w2 werden gebrückt (miteinander verbunden) und ergeben den eingangs erwähnten Sternpunkt. 

Dreieckschaltung 
In der Dreieckschaltung (Drehstromnetz) werden die drei Phasenstränge eines Drehstromsystems in Reihe geschaltet. Dabei wird das Ende eines Phasenstrangs mit dem Anfang des nächsten Phasenstrangs verbunden. Hierdurch entstehen drei Eckpunkte (u1,v1 und w1), an denen die Außenleiter angeschlossen werden und deren Bezeichnungen genormt sind: L1, L2 und L3 (alt: R, S und T). 
siehe Abb. 1 Wechselstrom

Ein Neutralleiter (N), wie bei der Sternschaltung, wird nicht benötigt. In Deutschland und Mitteleuropa beträgt die Spannung im Verbrauchernetz zwischen den Phasenleitern an den Eckpunkten 400 Volt. Die einzelnen Außenleiter haben gegen Erde eine Spannung von 230 Volt. siehe Abb. 4 Drehstrom

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Die Dreieckschaltung (Dreileitersystem) wird meist in der Industrie bei leistungsstarken Maschinen und zur Leitung von elektrischer Energie über große Entfernungen eingesetzt.

Drehzahl

Die Drehzahl ist die Zahl der Umdrehungen je Zeit, d.h. der Quotient aus der Zahl der Umdrehungen eines rotierenden Systems durch die dabei verstrichene Zeit. Die Einheit der Drehzahl ist s-1; in der Pumpentechnik üblich ist min-1.
Die Umdrehungsfrequenz der Pumpenwelle ist daher maßgeblich für die Pumpendrehzahl (n). Sie darf nicht mit der spezifischen Drehzahl (ns) verwechselt werden und ist nur positiv definiert.
Der Pumpendrehsinn wird gesondert als Rechts- oder Linkslauf angegeben. Unabhängig davon ist die definierte Drehrichtung des Laufrades: Rechtslaufend bestimmt von der Einströmrichtung aus die Drehrichtung im Uhrzeigersinn.

Die Wahl der Pumpendrehzahl ist eng mit der Pumpenhydraulik (Umfangsgeschwindigkeit, Lauf- rad, spezifische Drehzahl) verknüpft, wenn die Festigkeit und Wirtschaftlichkeit von Pumpe und Antrieb als Ganzes gesehen werden. 

Die üblichen Pumpendrehzahlen liegen zwischen 1.000 und 3.000 min-1; bei speziellen Übersetzungsgetrieben und Turbinenantrieb häufig bis 6.000 min-1 und mehr. 

Bei größeren Kreiselpumpen wie den Kühlwasserpumpen für Kraftwerke werden eher langsam laufende elektrische Antriebe verwendet, die sehr teuer sind. Hier werden Untersetzungsgetriebe zwischen Antrieb und Pumpe angeordnet, um die dabei heute auftretenden niedrigsten Pumpendrehzahlen von 200 min-1 zu erhalten.
Die Drehzahl (n) ist proportional zur Winkelgeschwindigkeit (ω). Letztere eignet sich besser für physikalische Berechnungen und ist der Quotient aus ebenem Winkel und Zeitspanne. Die Einheit ist rad/s. Dabei ist rad (Radiant) gleich dem ebenen Winkel (entspricht 57,296°), der als Zentriwinkel eines Kreises vom Radius 1 m einen Bogen von 1 m Länge ausschneidet. 

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Das Verhältnis wird in der Praxis durch die Zahl 1 ersetzt. Zwischen Drehzahl (n) und Winkelgeschwindigkeit (ω) besteht folgende Beziehung:

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Drehzahlgeber

Die Drehzahlgeber werden auch als Drehimpuls- oder Inkrementalgeber bezeichnet und erfassen die Lageänderungen (Strecke und Richtung) von definierten Punkten (siehe auch Messtechnik).

Drehzahlmessung

Die Drehzahlmessung dient zur Feststellung, wie schnell sich ein Körper dreht. Dies ist auf verschiedene Art und Weise möglich.

Möglichkeiten der Drehzahlmessung 

  • elektromagnetischer Induktions-Drehzahlgeber, der eine der Drehzahl proportionale elektrische Spannung erzeugt
  • Handtachometer nach dem Wirbelstromprinzip, mit Hilfe eines Handstrichzählers am Wellenende der Pumpe oder des Motors 
  • elektronisches Zählwerk (bei hohen Genauigkeitsansprüchen), bei dem die zur Pumpendrehzahl proportionalen Impulse meist kontaktlos (optisch oder magnetisch) von der Welle auf das Zählwerk übertragen werden
  • Schlupfmesser (Schlupfspule oder Schlupfmagnetnadel), der in einem bestimmten axialen Abstand zum Motor angeordnet wird.

Drehzahlregelung

Bei rotierenden Maschinen, also auch bei Kreiselpumpen, wird die gesteuerte Verstellung der Drehzahl auch als Drehzahlregelung bezeichnet. Bei Kreiselpumpen wird die Drehzahlregelung zur energieeffizienten Anpassung der Pumpendrehzahl an die betriebsnotwendigen Werte (Leistungsdaten) genutzt. 

  • Polpaarzahl
    durch polumschaltbare Sondermotoren für zwei bis max. vier Drehzahlstufen. Die Polumschaltung bewirkt relativ große Drehzahlunterschiede in den Schaltstufen. Daher ist diese Art der Drehzahlverstellung für Kreiselpumpen von untergeordneter Bedeutung. siehe Abb. 1 Drehzahlregelung

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  • Schlupf
    über Spannungsverminderung durch Phasenanschnitt. Die Drehzahlverstellung über die Variation des Motorschlupfes erzeugt im Rotor hohe Schlupf-Verlustleistungen. Daher ist diese Art der Drehzahlverstellung nur für sehr kleine Leistungen sinnvoll (z. B. Nassläufer als Heizungsumwälzpumpen). siehe Abb. 2 Drehzahlregelung

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  • Frequenz
    mit Frequenzumrichter. Die Variation von Frequenz und Spannung für den Drehstromasynchronmotor ist die häufigste Methode der Drehzahlverstellung. Sie bietet den optimalen Nutzen bei relativ geringem Aufwand und hohem Wirkungsgrad. siehe Abb. 3 Drehzahlregelung

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Drosselregelung

Als Drosselregelung wird die Beeinflussung des Förderstroms in einer Pumpenanlage durch Variation des Anlagenwiderstands bezeichnet. Die Drosselregelung ist die einfachste Art, den Betriebspunkt einer Kreiselpumpe zu verändern. Dazu werden die vorhandenen Armaturen in, vor oder hinter der Anlage benutzt. Es kann dabei zu ungewünschten Geräuschen und Schwingungen kommen. Die Drosselregelung ist aber energetisch gesehen die ungünstigste Regelung (Verlustregelung).

Druck

Der Druck ist eine physikalische Zustandsgröße und gibt an, welche Kraft auf eine bestimmte Fläche wirkt. Das Kurzzeichen ist p und die Einheit ist Pa (Pascal); gebräuchlich sind auch N/m² und bar (Fluid).
In der Fluidtechnik sind die für den Druck definierten Werte und Begriffe in der DIN 24312 (als Erweiterung der ISO 2944) niedergelegt. Es wird zwischen dem statischen und dynamischen Druck unterschieden. 

Statischer Druck 

Der statische Druck ist der Druck, den eine sich mit dem Fluid mitbewegende Sonde messen würde (siehe Druckmessung).
In der Kreiselpumpentechnik wird unter Druck immer der statische Druck verstanden. Dabei werden nach EN 12723 folgende Regelungen getroffen: Der Luft- (pb) und Dampfdruck (pD) der Förderflüssigkeit werden als absoluter Druck, alle anderen als Differenzdrücke (z. B. als Überdrücke in Bezug auf den Luftdruck) angegeben. Bei Unterdruck ergeben sich negative Zahlenwerte. 

Übersicht der am häufigsten genannten statischen Drücke 
siehe Abb. 2 Förderhöhe

  • Druck im Eintrittsquerschnitt der Pumpe (ps). Überdruck auf dessen Höhe (zs
  • Druck im Austrittsquerschnitt der Pumpe (pd). Überdruck auf dessen Höhe (zd
  • Druck im Manometer am Eintrittsquerschnitt der Pumpe (psM). Überdruck im Manometer in einer

mit Flüssigkeit gefüllten Messleitung:

ps = psM + ρ  g  zs,M

ρ      Dichte der Flüssigkeit in der Messleitung
g      Fallbeschleunigung
zs,M  Unterschied zwischen den Höhenlagen der Manometermitte und der Messstelle am Eintrittsquerschnitt der Pumpe

in einer mit Luft gefüllten Messleitung:
ps = psM

Entsprechendes gilt für den Druck im Manometer am Austrittsquerschnitt der Pumpe (pdM).

  • Druck im Eintrittsquerschnitt der Anlage (pe). Überdruck im Eintrittsquerschnitt (Ae) auf dessen Höhe (ze), d. h. bei vorhandenem Flüssigkeitsspiegel der Überdruck auf diesen 
  • Druck im Austrittsquerschnitt der Anlage (pa). Überdruck im Austrittsquerschnitt (Aa) auf dessen Höhe (za), d. h. bei vorhandenem Flüssigkeitsspiegel der Überdruck auf diesen 
  • Luftdruck am Aufstellungsort der Pumpe (pb). (siehe Atmosphärendruck
  • Dampfdruck (Verdampfungsdruck) der Förderflüssigkeit (pD). Absoluter Druck, bei welchem die Förderflüssigkeit bei der im Eintrittsquerschnitt der Pumpe herrschenden Temperatur verdampft. 

Dynamischer Druck 
Der dynamische Druck entspricht in einer Staupunktströmung gerade der Erhöhung des statischen Druckes längs der Staupunktstromlinie (siehe Stromlinie) aufgrund des Aufstauens im Staupunkt. 

Er wird daher auch als "Staudruck" bezeichnet. 

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Es ergibt sich daraus der Gesamtdruck (ptot): 

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Druckabfall

Als Druckabfall werden sowohl eine schnelle zeitliche Verringerung des Drucks in einem Raum, z. B. in einem Behälter, wie auch die Abnahme des Drucks zwischen zwei Orten oder Querschnitten längs einer Stromlinie, z. B. in einer Rohrleitung, bezeichnet.

Druckbehälter

Ein Druckbehälter ist ein teilweise mit Förderflüssigkeit und teilweise mit einem Gas (oft Luft) gefüllter Behälter, dessen Innendruck in der Regel größer ist als der Atmosphärendruck. Druckbehälter werden zum Speichern von Förderflüssigkeit unter erhöhtem Druck (z. B. bei Druckerhöhungsanlagen), zur Abschwächung von Druckstößen und als Energiespeicher zum Verlängern der Auslaufzeit von Kreiselpumpen eingesetzt. Die Dimensionierung und Ausrüstung mit Armaturen, Druckluftversorgung und Messeinrichtungen ist auf der Basis einer Druckstoßberechnung festzulegen.
Die Druckbehälter für die automatische Druckschaltung von Wasserversorgungsanlagen (siehe Druckerhöhungsanlage) werden meist stehend angeordnet und selten liegend.
siehe Abb. 1 Druckbehälter

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Die Behältergröße wird durch die stündliche Schaltzahl (Z) des Pumpenaggregates beeinflusst. Sie ist von verschiedenen Faktoren abhängig und sollte grundsätzlich von den Elektromotorlieferanten angefragt werden (siehe Einschalthäufigkeit). 

Der tiefste Wasserspiegel beim Einschaltdruck (pe) muss so gewählt werden, dass keinesfalls Luft in die Druckleitung gelangen kann. Das Behältervolumen (V) sollte daher um 25 bis 40 % größer als das wirksame Behältervolumen (J) sein. Als zusätzliches Einbauteil kann ein Druckluftsperrventil vorgesehen werden. Dieses hat die Aufgabe, unerwünschtes Eindringen von Druckluft in die Druckleitung zu verhindern. Bei anderer Anordnung der Anschlussleitungen (z. B. in Hauswasserversorgungsanlagen) sowie bei liegenden Behältern ist die Wasserstandshöhe zu prüfen und evtl. ein tiefer gelegter Anschluss vorzusehen (z. B. Dom). 

Für die Berechnung der Behältergröße ist in nachfolgender Formel bereits ein Sicherheitszuschlag von 25 % berücksichtigt.

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Der Anteil des nutzbaren Wasservolumens (S) am Gesamtvolumen (V) hängt nur vom Ein- und Ausschaltdruck ab und berechnet sich wie folgt:

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Zur Verringerung der Behältergröße kann bei Anlagen mit mehreren gleichen Pumpen die Schalthäufigkeit durch eine zyklische Vertauschung vergrößert werden. Besonders bei kleineren Anlagen werden Membranbehälter vorgesehen, weshalb hier dann weder Druckluft-Sperrventil noch Verdichter erforderlich sind. Auf den 25 bis 40 prozentigen Zuschlag zum wirksamen Behältervolumen (J) kann ebenso verzichtet werden.
Die Anzahl der Pumpen in einer Druckerhöhungsanlage ist für die Berechnung des Behältervolumens ohne Bedeutung. Bei mehreren Pumpen unterschiedlicher Förderleistung ist der mittlere Förderstrom der größten Pumpe in die Gleichung einzusetzen. Bei Anlagen, in denen mehrere Pumpen durchflussabhängig gesteuert werden und nur die Grundlastpumpe druckabhängig geschaltet wird, ist das Behältervolumen entsprechend dieser auszulegen. 

Eine Aufteilung des errechneten Behältervolumens auf mehrere Druckbehälter ist zweckmäßig, wenn sich dabei günstigere Raumverhältnisse ergeben und dadurch die Anlagenkosten gesenkt werden. Bei Aufteilung auf zwei Druckbehälter kann die Schaltung so gewählt werden, dass der zweite Druckbehälter nur mit Luft gefüllt ist. 

Bei der Aufteilung auf mehr als zwei Druckbehälter müssen diese aus Gründen gleicher Ausnutzung jedes einzelnen Druckbehälters auf der Luftseite miteinander verbunden sein. siehe Abb. 3 Druckbehälter

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Ein Teil des Luftinhalts des Druckbehälters wird vom Druckwasser allmählich absorbiert, daher muss die Druckluft von Zeit zu Zeit ergänzt werden. Dies geschieht unter Hinzunahme eines Verdichters. Die Größe des Verdichters wird durch den Ansaug-Förderstrom (Qk) bestimmt. Bei seiner Berechnung wird von einer Füllzeit (T) für die vollständige Ergänzung des Luftvolumens im Druckbehälter ausgegangen. Es wird vorausgesetzt, dass nur ca. 2/3 des Behältervolumens (entsprechend dem Wasserstand beim Ausschaltdruck) mit Druckluft gefüllt werden müssen. Die Füllzeit sollte acht Stunden nicht überschreiten. Der Ansaugförderstrom in m3/h beträgt:

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Der Betriebsdruck des Verdichters sollte mindestens dem max. Ausschaltdruck der Pumpe entsprechen. Dessen Sicherheitsventil muss so eingestellt sein, dass der höchstzulässige Betriebsdruck des Behälters nicht überschritten wird.
Nach der Unfallverhütungsvorschrift für Druckbehälter (Berufsgenossenschaft der Gas-, Fernwärme- und Wasserwirtschaft, Düsseldorf) ist ein Sicherheitsventil am Druckbehälter für Kreiselpumpen nicht erforderlich, wenn nach deren Drosselkurven (siehe Kennlinie) das 1,1-fache des für den Behälter höchstzulässigen Betriebsdruckes nicht überschritten werden kann und Überdrehzahlen verhindert werden.
Die Druckbehälter werden geschweißt, gegossen, genietet und z. T. auch gewickelt (für höchste Drücke und Temperaturen in der chemischen Industrie). Als Werkstoff sind Stahl- (Kessel-) und NE-Metallbleche sowie Stahlguss und Kunststoff geeignet. Häufig vorkommende Druckbehälter sind nach Konstruktion und Betriebsdaten genormt. 

Wesentliche Normen, Richtlinien und Vorschriften für Druckbehälter 

  • American Petroleum Institute: API 610 
  • American Society of Mechanical Engineers: ASME-Boiler and Pressure Vessel Code Section I-X 
  • Arbeitsgemeinschaft Druckbehälter: AD-Merkblätter 
  • Bundesminister für Wirtschaft: Arbeitsschutz-verordnung (Bundesarbeitsblatt 4/1980) mit u. a. Dampfkessel- und Druckbehälterverordnung 
  • DIN 3171, DIN 4661, DIN 4810 und EN 962 
  • Deutsche Vereinigung des Gas- und Wasserfaches: DVGW-Arbeitsblatt W 314 
  • Technische Regeln für Dampfkessel: TRD-Richt-linien 
  • Vereinigung der technischen Überwachungs-vereine e. V.: VdTÜV 
  • Vorschriften der schiffbautechnischen Spezifikationsgesellschaften, z. B. Germanischer Lloyd (GL)

Druckerhöhungsanlage

Wenn der normale Netzdruck einer vorhandenen Wasserversorgungsanlage nicht ausreicht, um höher gelegene Abnehmer (in Hochhäusern oder höher gelegenen Ortsteilen) zu versorgen, muss der Wasserdruck erhöht werden. Dies erfolgt durch den Einbau von einer oder mehreren Druckerhöhungspumpen in eine Umgehungsleitung zur Hauptleitung.
Um dabei eine Kreisförderung zu vermeiden, wird in der Hauptleitung zwischen dem Saug- und Druckanschluss der Pumpen ein Rückschlag-organ (siehe Armatur) angeordnet.
siehe Abb. 1 Druckerhöhungsanlage

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Zeitgemäße Druckerhöhungsanlagen arbeiten nur noch mit stufenlos geregelten Pumpen.
siehe Abb. 2 Druckerhöhungsanlage

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Hierbei ist der große, nutzbare Regelbereich der parallel arbeitenden Pumpen von großem Vorteil. Einerseits sind auch große Schwankungen im Vordruck (Zulaufdruck) gut ausregelbar, andererseits arbeiten diese vollständig geregelten Druckerhöhungsanlagen sehr effizient. Ansonsten notwendige Druckregler/ Druckminderer können komplett entfallen (und natürlich auch deren permanente Druckverluste). Auch hinsichtlich des Komforts und der Betriebssicherheit sind diese Anlagen unübertroffen.
Der Ausgangsdruck ist praktisch konstant, es wird nur die tatsächlich notwendige Förderhöhe auf den jeweiligen Zulaufdruck eingeregelt. Damit sind keine von anderen Lösungen gefürchteten Druckschwankungen/Druckstöße beim Zu- oder Abschalten von Druckerhöhungspumpen mehr spürbar (kein Temperaturwechsel beim Duschen etc.). Außerdem hat die Anlage deutlich geringere Betriebsgeräusche zumindest im überwiegenden Teillastbetrieb. Ein eventueller Ausfall einer stufenlos geregelten Pumpe hat keine Druckschwankungen oder gar instabilen Betrieb (Flatterschaltungen: Zu- und Abschalten der Pumpe in schneller Abfolge) zur Folge. 

Ebenso sind hygienisch problematische Druckspeicher (Membranbehälter) normalerweise komplett entbehrlich. Aufgrund der heute üblichen Regel- und Überwachungsalgorithmen werden Nullbedarf (Abnahme Förderstrom = 0) schnell und sicher erkannt und durch frühzeitige Pumpenabschaltung unnötige Erwärmungen des Wassers (Trink-Wasser) verhindert. siehe Abb. 2 Druckerhöhungsanlage

Der relativ hohe Aufwand für die Regelung rechtfertigt den Einsatz von Mikroprozessoren. Standardisierte Kompaktanlagen enthalten bereits alle zum automatischen Betrieb notwendigen Bauelemente und können daher mit einem Minimum an Installationsarbeit angeschlossen werden.


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Druckhöhe

Die Druckhöhe ist das Maß für den Druck einer Flüssigkeit und wird durch folgenden Ausdruck beschrieben:

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Nach EN 12723 ist die Druckhöhe die auf die Gewichtskraft bezogene Druckenergie der unter dem statischen Druck (p) stehenden Förderflüssigkeit. Die Einheit der Druckhöhe ist m. In der BERNOULLIschen Energiegleichung (siehe Strömungslehre) ist die Druckhöhe neben der Geschwindigkeitshöhe und der geodätischen Höhe ein Teil zur Berechnung der Energiehöhe.

Druckhöhenverlust

Die Druckhöhenverluste werden durch Wandreibung in allen Rohrleitungen und durch Widerstände bspw. in Armaturen und Formstücken verursacht (siehe auch Druckverlust). 

Empfohlene Durchflussgeschwindigkeiten 

  • für Kaltwasser:
    Saugleitung 0,7-1,5 m/s;
    Druckleitung1,0-2,0 m/s
  • für Heißwasser:
    Saugleitung 0,5-1,0 m/s;
    Druckleitung1,5-3,5 m/s 

Druckhöhenverlust in einer Rohrleitung 
Für den Druckhöhenverlust einer Rohrströmung im geraden Rohr mit Kreisquerschnitt gilt:

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siehe Abb. 1 und 4 Druckhöhenverlust


Der Rohrreibungsbeiwert wurde experimentell ermittelt. Er ist nur abhängig vom Strömungszustand der Förderflüssigkeit und von der relativen Rauigkeit (d/k) der durchflossenen Rohrleitung.Bei nicht kreisrunden Rohrquerschnitten gilt der äquivalente fluidmechanische Durchmesser (d):

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Der Strömungszustand wird nach den Modellgesetzen durch die REYNOLDS-Zahl (Re) gekennzeichnet. Für kreisrunde Rohre gilt:

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siehe Abb. 4 Druckhöhenverlust

Für hydraulisch glatte Rohre wie blankgezogene Metall- oder Kunststoffrohre (z. B. aus PE oder PVC) oder bei laminarer Strömung kann der Rohrreibungsbeiwert (λ) auch rechnerisch ermittelt werden. Im Bereich der laminaren Rohrströmung mit einer REYNOLDS-Zahl kleiner als 2.320 ist dieser unabhängig von der Rauigkeit:

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Bei turbulenter Strömung oder bei einer REYNOLDS-Zahl größer als 2.320 können die Zusammenhänge in hydraulisch glatten Rohren, aufgrund der Abweichungen unter 1 %, wenn die REYNOLDS-Zahl kleiner als 108 ist, mit einer empirischen Gleichung von ECK wiedergegeben werden.

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Der Rohrreibungsbeiwert (λ) ist noch von einem weiteren dimensionslosen Parameter, der relativen Rauigkeit der Rohrinnenwand (d/k), abhängig. Beide sind in der gleichen Einheit (z. B. mm) anzugeben. 

siehe Abb. 1 Druckhöhenverlust

Die Bezeichnung (k) steht für die gemittelte absolute Rauigkeit (Körnung) der Rohrinnenwand, für welche es je nach Material und Herstellungsverfahren bereits bestimmte Anhaltswerte gibt.
siehe Abb. 2 Druckhöhenverlust

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Oberhalb der Grenzkurve hängt der Rohrreibungsbeiwert (λ) nur noch von der relativen Rohr-Rauigkeit (d/k) ab. 

siehe Abb. 1 Druckhöhenverlust


Nach einer empirischen Gleichung von MOODY kann man in diesem Bereich festlegen:

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Zum praktischen Gebrauch wird der Druckhöhenverlust (Hv) je 100m gerader Stahlrohrleitung abhängig vom Förderstrom (Q) und vom Innendurchmesser (d) im Diagramm angegeben.
siehe Abb. 3 Druckhöhenverlust

Die angegebenen Werte gelten nur für reines kaltes Wasser und für Flüssigkeiten gleicher kinematischer Viskosität sowie bei voller Füllung der Rohrleitung und für absolute Rauigkeiten der Rohrinnenwand von k = 0,05 mm.

Maße, Gewichte, Wasserfüllung für neue nahtlose oder längsgeschweißte Stahlrohre
siehe Abb. 4 Druckhöhenverlust


Der Einfluss einer vergrößerten Wanddrauigkeit soll nachstehend für einen häufig genutzten Bereich (Nennweite DN = 50 bis 300, Strömungsgeschwindigkeit v = 0,8 bis 3,0 m/s) demonstriert werden. 
siehe Abb. 3 Druckhöhenverlust


Das hellblaue Feld entspricht dem ebenso markierten Feld bei einer absoluten mittleren Rauigkeit von k = 0,05 mm
siehe Abb. 4 Druckhöhenverlust

Bei einer 6-fach vergrößerten Rauigkeit (leicht verkrustetes altes Stahlrohr mit k = 0,30 mm) liegen die Rohrreibungsbeiwerte (und proportional dazu die Druckhöhenverluste) in dem dunkelblauen Feld nur um 25 – 60 % höher als zuvor.
siehe Abb. 1 Druckhöhenverlust

Verlustbeiwert ζ für Rohrbögen und Kniestücke
siehe Abb. 8 Druckhöhenverlust


Bei Abwasserrohren muss die durch Verschmutzungbedingte erhöhte Rauigkeit der Rohrinnenwand besonders berücksichtigt werden. Bei sehr starken Inkrustierungen kann der tatsächliche Druckhöhenverlust nur durch Versuche ermittelt werden. Abweichungen vom Solldurchmesser ändern den Druckhöhenverlust zudem beträchtlich, da der Rohrinnendurchmesser mit der 5. Potenz in die Berechnung eingeht. So erhöht bspw. ein um 5 % kleinerer Innendurchmesser den Druckhöhenverlust bereits um 30 %. Daher darf der Innendurchmesser bei Berechnungen nicht einfach durch die Nennweite ersetzt werden.
Die Druckhöhenverluste in blankgezogenen Metall- oder Kunststoffrohren sind wegen der glatten Rohroberfläche sehr niedrig. Die so ermittelten Druckhöhenverluste gelten für Wasser mit einer Temperatur von 10 °C. Bei davon abweichenden Temperaturen sind sie bei Kunststoffrohren wegen der höheren Wärmedehnung mit einem angegebenen Temperaturfaktor zu multiplizieren. Für Abwasser oder nicht aufbereitetes Wasser sind wegen möglicher Ablagerungen Zuschläge von 20-30 % vorzusehen.

Druckhöhenverluste für Kunststoffrohre und blankgezogene Metallrohre
siehe Abb. 5 Druckhöhenverlust

Druckhöhenverlust in Armaturen und Formstücken
Für die Druckhöhenverluste (Hv) in Armaturen und Formstücken gilt folgender Ansatz:

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siehe Abb. 6 bis 12 Druckhöhenverlust

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Die im Nachlauf einer gleichmäßig angeströmten und voll geöffneten Armatur beim Betrieb mit kaltem Wasser auf einer Rohrlänge von 12 x DN entstehenden Verluste infolge Vergleichmäßigung der gestörten Rohrströmung sind gemäß Richtlinie VDI/VDE 2173 in den Verlustbeiwerten enthalten. Abhängig von den Zu- und Abströmbedingungen, den Ausführungsvarianten und den Entwicklungszielen (billige oder energiesparende Armatur) können die Werte z. T. sehr stark streuen. 

siehe Abb. 7 Druckhöhenverlust

Häufig wird zur Berechnung der Druckverluste in Armaturen bei Wasserförderung anstelle des Verlustbeiwertes (ζ) noch der kv-Wert benutzt:

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Der kv-Wert (in der Einheit m3/h) ist derjenige Förderstrom, der sich bei der Durchströmung einer komplett geöffneten Absperr- oder Regelarmatur mit kaltem Wasser bei einem Druckverlust pv = 1 bar einstellt. Er beschreibt den Zusammenhang zwischen dem Druckverlust (pv) in bar und dem Förderstrom (Q) in m3/h. Umrechnung auf den Verlustbeiwert ζ für kaltes Wasser:

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Bei der Berechnung der Druckhöhenverluste in Formstücken werden die Abzweig- und Übergansstücke getrennt voneinander betrachtet.
siehe Abb. 9 und 10 Druckhöhenverlust

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Bei beiden Formstücken wird zudem unterschieden zwischen:

  • irreversiblen Druckverlusten (Druckminderungen)

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Bei beschleunigten Strömungen wie bei Rohrverengungen ist (p2 − p1) immer negativ; bei verzögerten Strömungen wie bei Rohrerweiterungen immer positiv. Wenn die gesamte Druckänderung als arithmetische Summe aus pv und (p2 − p1) errechnet wird, dann sind die irreversiblen Druckverluste immer negativ anzusetzen.

Einfluss höher viskoser Flüssigkeiten auf die Anlagenkennlinien

Da bei den NEWTONschen Flüssigkeiten alle hydrodynamischen Gesetze ihre Gültigkeit ohne Einschränkung behalten, gelten die Berechnungsformeln und Abbildungen für die Rohrreibungsbeiwerte und für die Verlustbeiwerte in Armaturen auch für zähere Flüssigkeiten mit höherer Viskosität als Wasser.

Man muss nur bei der Berechnung der REYNOLDS-Zahl Re =  ν·d /  ν anstelle der kinematischen Viskosität νw von Wasser jetzt νz der jeweiligen Flüssigkeit einsetzen. Damit ergibt sich eine kleinere Re-Zahl und nach siehe Abb. 1 Druckhöhenverlust folglich ein größerer Rohrreibungsbeiwert λz (wobei die Einflüsse der Wandrauigkeit wegen der jetzt dickeren Grenzschichten in der Strömung außer Acht bleiben können). 

Mit dem Verhältnis zum Wasserwert λzw sind dann alle für die Wasserförderung berechneten Druckhöhenverluste in Rohrleitungen und Armaturen hochzurechnen. 

Für den praktischen Gebrauch ist auch Abb. 13 Druckhöhenverlust geeignet: 

In Abhängigkeit vom Förderstrom Q, vom Rohrinnendurchmesser d und von der kinematischen Viskosität νz kann hier schnell der Rohrreibungsbeiwert λz ermittelt werden, während der Beiwert λw in diesem Diagramm nur bei hydraulisch glatten Rohren (also nicht bei rauen Rohren) gilt! Mit dem zutreffenden λw kann wieder λzw berechnet werden. 

Da der statische Anteil der Anlagenkennlinie HA siehe Abb. 1 Anlagenkennlinie und Abb. 2 Förderhöhe von der Viskosität nicht beeinflusst wird, kann somit der dynamische Anteil der für Wasserbetrieb bekannten Anlagenkennlinie als steiler verlaufende Parabel für die höher viskose Flüssigkeit umgezeichnet werden.

Einfluss nicht-NEWTONscher Flüssigkeiten auf die Anlagenkennlinien
Da die Fließkurven keine Geraden mit konstanter Viskosität sind, ist die Berechnung der Druckhöhenverluste sehr umständlich. Man greift auf die besonderen Erfahrungen mit bestimmten Flüssigkeiten zurück.

Druckluftheber

Der Druckluftheber wird auch als Mammutpumpe, Airlift, Gaslift oder Löscherpumpe bezeichnet und dient zum Heben von feststoffbeladenen Flüssigkeiten. Dazu wird in das in eine Flüssigkeit senkrecht eintauchende Rohr unterhalb des Flüssigkeitsspiegels ein Gas über einen Verdichter eingepresst (siehe auch Pumpenbauart).

Die Funktion von Drucklufthebern beruht auf der Auftriebswirkung eines Flüssigkeits-Gasgemisches (Zweiphasenströmung). Sie sind daher nur in Pumpenanlagen mit ausreichenden geodätischen Höhenunterschieden anwendbar.

Druckmessung

Die Druckmessung bezeichnet die Erfassung des physikalischen Druckes eines Fluids. Die eigentliche Erfassung und Anzeige erfolgt mittels eines Druckmessgerätes, z. B. dem Manometer (siehe auch Messtechnik).
Für die Druckmessung werden im einfachsten Fall Flüssigkeitssäulen verwendet.
siehe Abb. 1 Druckmessung

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Für höhere Drücke sind Federmanometer im Einsatz. 
siehe Abb. 2 Druckmessung

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Vielfach werden Druckmesser mit entsprechenden Sensoren bestückt (z. B. mit Differenzdruck- oder Überdrucksensoren) mit dem Wirkprinzip kapazitiv, induktiv oder piezoelektrisch, auch hochauflösend für instationäre Druckfelder.

Druckstoß

Ein Druckstoß entsteht in einer flüssigkeitsführenden Rohrleitung durch eine Änderung der Strömungsgeschwindigkeit, z. B. wenn eine Armatur oder ein Ventil zu schnell geschlossen oder geöffnet wird. Beim schnellen Schließen des Ventils bewirkt die Energie des sich in der Rohrleitung weiter fortbewegenden Fördermediums vor der Armatur durch Kompression einen schnellen Druckanstieg.
Direkt hinter der Armatur kommt es aufgrund der weiteren Fließbewegung des Förderstroms zur Bildung eines Unterdrucks, der bei genügend großem Druckgefälle ein vorübergehendes Abreißen der Flüssigkeitssäule und einen nachfolgenden Rückfluss des Förderstroms in die Armatur bewirkt. Dabei können sowohl Armatur als auch Rohrleitung zerstört werden.

Meist tritt der größte Druckstoß auf, wenn bei Stromausfall die maximale Anzahl von im Betrieb befindlichen Pumpen einer Pumpstation ausfällt. Die Druck- und Geschwindigkeitsänderung bleibt dabei nicht auf die Störstelle beschränkt, sondern breitet sich stromab- und -aufwärts mit der Druckwellenfortpflanzungsgeschwindigkeit aus. An Unstetigkeitsstellen (z. B. Rohrverzweigungen, Armaturen, Querschnittsänderungen, Behältern) werden die Wellen dabei je nach Randbedingung unter Phasen- und Amplitudenumkehr mehr oder weniger reflektiert. 

Der Zustand an einer bestimmten Stelle zu einer bestimmten Zeit ergibt sich durch Überlagerung aller bis zum fraglichen Zeitpunkt an der betrachteten Stelle eingetroffen Wellen. Die Druckschwankungen selbst und die dabei auftretenden Maximaldrücke können die Anlage übermäßig beanspruchen. 

Der Dampfdruck kann zwar nicht unterschritten werden, der Minimaldruck kann diesen allerdings erreichen. Wirkt er längere Zeit, bildet sich ein Kavitationsraum aus, welcher die Flüssigkeitssäule in zwei Teilsäulen trennen kann und damit abreißt. Nach deren Geschwindigkeitsumkehr kommt es zum Rückstrom der Teilsäulen, wodurch diese oft mit großen Geschwindigkeitsdifferenzen aufeinanderprallen und somit einen neuen Druckstoß hervorrufen (siehe Wasserschlag, Stoßkondensation).
Dieser fällt meist wesentlich größer als der ursprüngliche aus. 

Maximal zulässige Unterdrücke in Abhängigkeit von Material und Verlegung 

  • bei Kunststoff- und Glasfaserkunststoffrohren maximal 0,2 bar 
  • bei geschweißten Stahlrohren (abhängig von der Wanddicke) für mittels Muffen verbundene Rohrleitungen aus Stahl oder Guss bei ca. 0,4 bar absolut (entspricht 0,6 bar Unterdruck) 

Der Minimaldruck sollte an keiner Stelle des Systems den umgebenden Luftdruck unterschreiten. Er ist somit derjenige Systemdruck, der nach einem Stromausfall als erstes zu begrenzen und zu verhindern ist. Am meisten druckstoßgefährdet sind somit die Nieder- oder Mitteldrucksysteme und nicht die Hochdrucksysteme. 

Nach JOUKOWSKY gilt für die maximale Druckänderung:

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Für die maximale Änderung der Druckhöhe gilt:

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Die maximale Änderung der Druckhöhe (ΔHmax) kann sich nur dann ausbilden, wenn für die Zeit (ts), in der die volle Geschwindigkeitsänderung (v0) vorgenommen wird, folgendes gilt:

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Die Druckänderung nach JOUKOWSKY überlagert sowohl positiv als auch negativ den stationären Druck vor dem Störfall. Dadurch können auch negative Drücke in der Rohrleitung errechnet werden, was ja physikalischer Unsinn ist, da der Dampfdruck nicht unterschritten werden kann, s.o.

Ist die Zeit (ts) für die Geschwindigkeitsänderung größer als die Reflexionszeit (tr), dann ist zur Berechnung der maximalen Druckhöhenänderung (ΔH) bei v0 die Geschwindigkeitsänderung innerhalb der Reflexionszeit einzusetzen.

Der Zusammenhang zwischen Schalt- und Reflexionszeitdrückt implizit aus, dass die Druckänderungen (Δp) umso kleiner werden, je größer die Schaltzeit (ts) im Verhältnis zur Reflexionszeit (tr) der Anlage ist. Das Größenverhältnis sollte etwa bei 5 zu 1 liegen, um die Folgen des Druckstoßes innerhalb zulässiger Grenzen zu halten. 

Hierbei wird zwischen zwei Fälle unterschieden, wobei diese Maßnahmen erst im zweiten Schritt zur Begrenzung des Maximaldruckes wirksam werden müssen:

ts ist vorgegeben und tr muss entsprechend dem Größenverhältnis verkleinert werden durch:

  • möglichst kurze Rohrführung 
  • Erzwingen von Zwischen-Reflexionsstellen bei langen Leitungen (bspw. durch Wasserschloss am Hochpunkt, Standrohre an Zwischen- und Hochpunkten, Belüften der Leitung an Hochpunkten, Nachsaugbehälter)

tr ist vorgegeben und ts muss entsprechend dem Größenverhältnis vergrößert werden durch:

  • passende Wahl des Schließgesetzes der Armatur
  • Verlängerung des Pumpenauslaufs bei Abschaltung (bspw. durch Schwungmassen)
  • Nachliefern von Flüssigkeit aus einem Behälter (z. B. Druckbehälter, Standrohr, Nachsaugbehälter)
  • Abführen sich plötzlich stauender Flüssigkeitsmassen (bspw. über Nebenauslässe, Sicherheitsventile, Bypass)

Nach der JOUKOWSKY-Gleichung ist die Druckänderung gering, wenn die Geschwindigkeitsänderungen der Strömung (Δv) sowie Druckwellenfortpflanzung (a) klein bleiben. Dies gilt für leichte Flüssigkeiten, kleine Strömungs- und geringe Schallgeschwindigkeiten (z. B. durch weite Leitungen). 

Die Größen können meist aber nur geringfügig oder mit sehr großem Aufwand beeinflusst werden, wenn bei der Planung das Druckstoßproblem nicht schon berücksichtigt worden ist.
Unzulässig hohe oder niedere Drücke können oft nur mit geeigneten Druckstoßsicherungen vermieden werden. Die Auswahl und Bemessung der erforderlichen Druckstoßsicherung sind so komplex, dass sie per Computer berechnet werden müssen (siehe auch DVGW-Merkblatt W 303 „Dynamische Druckänderungen in Wasserversorgungsanlagen“).

Druckstufe

Druckstufen sind in Anlehnung an die Normzahlen gestufte Nenndrücke nach ISO 7268 (siehe PN-Stufe). Sie bilden die Grundlage zum Aufbau der Normen für Rohrleitungsteile.

Drucktauscher

Bei der Meerwasserentsalzung nach dem RO-Verfahren (engl. Reverse Osmosis (Umkehrosmose)) können zur Energierückgewinnung anstelle der herkömmlichen Turbinenlösungen Drucktauscher eingesetzt werden. Im Drucktauscher wird die hydraulische Energie der Sole (engl. brine) direkt auf das frische Meerwasser (engl. feedwater) übertragen (siehe auch Meerwasserentsalzungsanlage).
siehe Abb. 1 Drucktauscher

Arbeitsprinzip mit zwei Förderrohren 

  • Zum Drucktauscher gehören zwei Förderrohre, die gleichzeitig betrieben werden. An einem Ende der Förderrohre befindet sich der Rückschlagventilblock, am anderen der Drehschieber.
    siehe Abb. 2 Drucktauscher
  • Der Drehschieber ist zur Anlage hin mit der Rohrleitung verbunden, durch die die Sole fließt. Der Rückschlagventilblock ist mit Meerwasserverrohrung verbunden. Auf jeder Seite gibt es jeweils ein Hoch- und ein Niederdruckrohr für Meerwasser und Sole.
  • Der Drucktauscher arbeitet in Zyklen, wobei jeder Zyklus durch eine Drehung des Drehschiebers um 180° definiert ist. Jeder Zyklus besteht aus einer Niederdruck- (Strömung vom Rückschlagventilblock zum Drehschieber) und einer Hochdruckphase (Strömung vom Drehschieber in Richtung des Rückschlagventilblocks). In der Niederdruckphase werden die Förderrohre mit Meerwasser gefüllt, in der Hochdruckphase wird das Meerwasser in die Anlage gefördert. 
  • Der Drehschieber wird von einem Servomotor (Getriebe) angetrieben. Durch Drehen des Drehschiebers verändert sich der Druck in den Förderrohren, und die Strömung ändert die Richtung. Die Förderrohre arbeiten abwechselnd, ein Rohr mit Niederdruck und das andere mit Hochdruck. Die Strömungsrichtung in den Rohren ist stets entgegengesetzt. In jedem Förderrohr kann sich ein Kolben befinden, der die Flüssigkeiten Meerwasser und Sole voneinander trennt. 
  • Um Meerwasser zu entsalzen, werden Drücke zwischen 50 und 80 bar benötigt. Eine Hochdruckpumpe sorgt für den Vordruck, der für den Umkehrosmoseprozess erforderlich ist. Die verbleibende aufkonzentrierte Sole tritt mit hohem Druck aus dem Membran-Behälter aus und gibt diesen im Drucktauscher wieder an das frische Meerwasser ab. Eine Rezirkulationspumpe fördert dieses anschließend zu den Membranen.
  • Die Drucktauscher-Steuerung erfasst alle Betriebszustände der übergeordneten RO-Anlage und verarbeitet diese zu einer optimierten Fahrweise.So beschleunigt und verzögert sie die Wassersäulen in den Drucktauscherrohren so sanft, dass beim Schalten der Drehventile des Drucktauschers keine Pulsationen auftreten. Alle Komponenten einschließlich der Hochdruck- und Rezirkulationspumpen sind aus seewasserfesten Werkstoffen.

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Druckverlust

Der Druckverlust (pv) ist eine Druckdifferenz, die durch Wandreibung (in Rohrleitungen) und Widerstände (in Armaturen, Formstücken usw.) verursacht wird. Er wird aus dem von der Dichte (ρ) unabhängigen Druckhöhenverlust (Hv) nach folgender Gleichung berechnet:

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Druckwellenfortpflanzungsgeschwindigkeit

Die Druckwellenfortpflanzungsgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, mit der sich die Druckwelle in einem Medium bewegt und wird auch als Schallgeschwindigkeit bezeichnet. 

Sie liegt bei kaltem, gasfreiem Wasser in metallischen Rohren je nach Druckstufe der Rohre bei etwa 1.000 bis 1.400 m/s. Bei geringen Anteilen an ungelösten Gasen können die Werte um den Faktor 10 bis 20 kleiner sein.

Druckzahl

Die Druckzahl (ψ) ist eine Kennzahl, welche von der entsprechenden physikalischen Größe lt. Modellgesetze abgeleitet wird und zur Charakterisierung des Betriebsverhaltens dient. Sie kennzeichnet die Förderhöhe (H) der Pumpe:

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Bei Förderhöhenänderung mit einer konstanten Pumpendrehzahl ist ψ~ H. Die Druckzahl (ψ) bezeichnet daher in einer dimensionslosen Darstellung der Drosselkurve die Ordinate (analog zu H). Im Zusammenhang mit der spezifischen Förderarbeit (Y) ergibt sich mit: 

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Durchfluss

Der Durchfluss ist eine Größe zur Messung der Menge eines fließenden oder strömenden Mediums. Die Unterscheidung erfolgt dabei in den Volumen- (Volumendurchsatz) und Massenstrom (Gewichtsbestimmung).

Durchflussgeschwindigkeit

Die Durchflussgeschwindigkeit (v) bezeichnet die volumetrisch gemittelte Strömungsgeschwindigkeit in einem bestimmten Durchflussquerschnitt (z. B. Rohrquerschnitt). Die Einheit der Durchflussgeschwindigkeit ist m/s.

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Q      Förderstrom in m3/h

A      Querschnittsfläche in m2

Aus diesem Verhältnis ergeben sich übliche Anhaltswerte für Durchflussgeschwindigkeit in Rohren (siehe Rohrleitung).

Durchflussmessung

Die Durchflussmessung bezeichnet die Messung beim Durchfluss eines Fluides durch ein Rohr zum Zwecke der Überwachung (z. B. Bestimmung der Durchflussmenge) und Regelung (z. B. Förderstrombegrenzung) (siehe auch Messtechnik). 

Für die Durchflussmessung werden sowohl Messgeräte auf Wirkdruckbasis wie bei der Normblende, Normdüse, Normventuridüse oder Venturirohr eingesetzt als auch Geräte, die verschiedene elektrische Effekte ausnutzen wie die magnetisch-induktive Durchflussmessung, die Ultraschalldurchflussmessung u.a. 

In neuester Zeit werden auch optische Methoden auf Grund von Partikelgeschwindigkeits-Messungen eingesetzt, Laser Doppler Velocimetry (LDV) und Particle Image Velocimetry (PiV). 

Magnetisch-induktive Durchflussmessung (MID) 

  • Dies ist ein System, das nach dem FARADAYschen Induktionsprinzip arbeitet und ohne drosselnde Einbauten und bewegliche Teile auskommt, siehe Abb. 1 Durchflussmessung

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  • Voraussetzung für die Anwendung des MID ist mindestens ein elektrischer Leitwert von ca. 20 μS/cm für die gemessene Flüssigkeit. Normales Leitungswasser hat einen Leitwert von 400 μS/cm. Dabei ist 1 S (Siemens) der elektrische Leitwert eines Leiters vom elektrischen Widerstand 1 (Ohm). 
  • Im Messquerschnitt des MID wird der strömenden Flüssigkeit ein wechselndes Magnetfeld überlagert. Dadurch kann an den Messelektroden (3) eine Spannung induziert werden, die bei gegebener Geometrie (D) direkt proportional der Geschwindigkeit (v) und bei bekanntem Querschnitt dem Durchfluss (Q) ist. 
  • Da das Messprinzip nahezu unabhängig vom Strömungsprofil ist, können bei gleicher Systemgenauigkeit gegenüber dem Drosselgerät (z. B. Normblende, Normdüse) bedeutend kürzere Ein- und Auslaufstrecken gewählt werden. 

System der Ultraschalldurchflussmessung 

  • Das System der Ultraschalldurchflussmessung kann von außen ohne einen Eingriff in das (Rohr-)System an ein Rohr angebracht werden. 

Zur Messung der Fluidgeschwindigkeit wird meist das Laufzeitdifferenzverfahren verwendet.
siehe Abb. 2 Durchflussmessung

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  • Die Flüssigkeitseigenschaften können dabei breit variieren, lediglich mitschwimmende Blasen oder Festkörper sowie hohe Viskosität können zu Fehlern bei der Messung führen. Bei mitgeführten Feststoffen ist das Messen nach dem Dopplerprinzip bei gleicher Sensoranordnung erfolgreicher. 

Staudrucksonden

  • Zur Messung der örtlichen Geschwindigkeit in einer Strömung werden vor allem Staurohre wie das PRANDTL-Rohr verwendet. siehe Abb. 3 Durchflussmessung

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  • Bei den Stau-und Gesamtdrucksonden wie dem PITOT-Rohr wird sich auf den durch die BERNOULLI-Gleichung gegebenen Zusammenhang zwischen statischem und dynamischem Druck in einer stationären Strömung bezogen. 
  • Das Richtungsfeld einer Strömung wird mit richtungsempfindlichen zylindrischen, konischen oder keilförmigen Strömungssonden ausgemessen oder bei weniger hohen Genauigkeitsansprüchen auch mit Fadensonden, den wohl einfachsten und anschaulichsten Richtungsanzeigegeräten.

Durchflusswiderstand

Der Durchflusswiderstand wird auch als Strömungswiderstand bezeichnet und kennzeichnet jene Kraft, die dem Fördermedium einer Bewegung entgegengesetzt ist. Diese rührt von den Reibungs- und Umleitungskräften beim Durchströmen von Leitungen sowie Ventilen und macht sich in Form eines Druckabfalls (siehe Druckhöhenverlust) bemerkbar.

Durchflusszahl

Die Durchflusszahl (ϕ) ist ein dimensionsloser Ausdruck zur Beschreibung des Volumenstroms. Sie wird auch als Volumen- oder Lieferzahl bezeichnet und charakterisiert den Förderstrom (Q).

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Bei Förderstromänderungen mit einer konstanten Pumpendrehzahl ist mit vm ~ Q auch ϕ~ Q. Die Durchflusszahl (ϕ) bezeichnet daher bei Drosselkurven in einer dimensionslosen Darstellung die Abszisse (analog zu Q) und ist bezogen auf den: 

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Im Hinblick auf die Druckzahl ist die auf den Laufradaustritt bezogene Durchflusszahl zu bevorzugen.

Durchgangsdrehzahl

Die Durchgangsdrehzahl ist die höchste Drehzahl, die die Antriebsmaschine einer Kreiselpumpe erreichen kann. Sie kann nur bei Kesselspeisepumpen mit Dampfturbinenantrieb auftreten. 

Wenn Kreiselpumpen im Turbinenbetrieb arbeiten (als Antriebsmaschine oder bei Rückwärtsdurchströmung und -drehung infolge einer Betriebsstörung), ergibt sich die Durchgangsdrehzahl der Kreiselpumpe, wenn diese bei vorhandenem Druckgefälle ohne Lastmoment arbeitet.

Durchgangsventil

Das Durchgangsventil ist eine geometrische Unterscheidungsform des Ventils, bei welchem der Ein- und Austritt in einer Richtung liegen (siehe auch Armatur).

Dynamische Dichtung

Dynamische Dichtungen sind Berührungsdichtungen und werden nach der Art der Relativbewegung der gegeneinander abzudichtenden Teile unterschieden. Diese sind translatorisch (hin und her) und rotatorisch (drehend) (siehe auch Wellendichtung).

Dynamischer Druck

Der dynamische Druck ist eine Kurzbezeichnung für den hydrodynamischen Druck und resultiert aus der kinetischen Energie eines massebehafteten Körpers, der sich mit einer Geschwindigkeit (Fluidgeschwindigkeit) fortbewegt.