1. Suche
  2. von A-Z

Schallgeschwindigkeit

Die Schallgeschwindigkeit (a), physikalisch korrekt auch als Druckwellenausbreitungsgeschwindigkeit bezeichnet, ist die Geschwindigkeit, mit der sich eine schwache isentrope (gleiche Entropie) Druckstörung in einem Fluid oder Festkörper mit nachfolgender Beziehung ausbreitet:


Schallgeschwindigkeit_Formel_1

Die Schallgeschwindigkeit spielt in der Kreiselpumpentechnik besonders bei Druckstößen in Leitungssystemen, aber auch bei der Förderung eines Gemisches von Flüssigkeit und Dampf (bei Kavitation) eine wichtige Rolle. Im letztgenannten Fall kann eine sehr niedrige Schallgeschwindigkeit in der Größenordnung der Absolutgeschwindigkeit (v) auftreten (Schallgrenze v/a = 1, Verdichtungsstoß mit schlagartigem Verschwinden der Dampfblasen). 

Die niedrigen Schallgeschwindigkeiten im Flüssigkeits-Dampf-Gemisch sind damit zu erklären, dass sich im Verhältnis zur Druckänderung (dp) erhebliche Dichteänderungen (dρ) des Gemisches aufgrund von Verdampfung oder Kondensation ergeben. Dies ist besonders im Bereich mit kleinem Druck und geringem Dampfgehalt der Fall. 

Diese unerwartet niedrigen Schallgeschwindigkeiten treten auch in Gemischen von Flüssigkeit und Gas wie innerhalb der Schmutzwasser- oder Dickstoffpumpe auf. 

In flüssigkeitsgefüllten Rohrleitungen wird die Schallgeschwindigkeit auch durch den Werkstoff der Rohre sowie das Verhältnis von Rohrdurchmesser zur Wanddicke beeinflusst. So beträgt bspw. die Schallgeschwindigkeit bei Wasser in Leitungen aus Stahl, Gusseisen oder Beton etwa 1000 m/s.