Pneumatik Düse oder Drossel unterscheiden sich wie?
Eine Drossel verengt den Durchfluss eines Mediums und sorgt so für eine Abnahme des Druckes,eine Düse hingegen verengt ebenso den Durchfluss beschleunigt aber das Medium wie geht das?
2 Antworten
Beide vermindern den Druck, auch die Düse, siehe Bernoulli bzw. Venturi.
Der Unterschied liegt darin, in welche andere Energieform die Druckenergie umgewandelt wird.
Die Drossel sorgt für sehr starke Verwirbelungen innerhalb des Mediums und in den Wirbeln wird die Druckenergie durch die innere Reigung in innere Energie umgewandelt. Die Temperatur des Mediums steigt.
In der Düse werden keine künstlichen Wirbel erzeugt. Hier wird die Druckenergie in kinetische Energie des Fluids umgewandelt. Die Geschwindigkeit des Fluids steigt.
Ja, das scheint dir neu zu sein. Warum du gedanklich im Moment auf einem Holzweg bist, erläutere ich in der Antwort unten auf deinen Kommentar näher.
Eine Drossel verengt den Durchfluss eines Mediums und sorgt so für eine Abnahme des Druckes
Sie verengt den Durchfluss mit dem Resultat, dass der Volumenstrom qv gesenkt wird. Eine Abnahme des Druckes findet nicht statt. Wenn du den Druck reduzieren möchtest wäre ein Druckbegrenzungsventil für Hydraulik sinnvoll, aus Effizienzgründen wäre bei Pneumatik ein Druckminderventil sinnvoll.
eine Düse hingegen verengt ebenso den Durchfluss beschleunigt aber das Medium
Naja was soll man dazu sagen. Mit der Kraft eines Windes der dich anhaucht kannst du gebündelt vermutlich deinen Finger zerschneiden. Viel Druck der gebündelt wird hat zwar durch die Reibung einen kleineren Wirkungsgrad, dennoch sind damit andere Dinge möglich. Man muss abwegen.
Eine Abnahme des Druckes findet nicht statt.
Das ist schlichtweg falsch und wegen dieser falschen Grundannahme sind deine weitere Folgerungen ebenfalls falsch. Du hast jedenfalls Ursache und Wirkung noch nicht ganz verstanden.
Die primäre physikalische Wirkung einer Drossel liegt in der Tat darin, den Druck zu mindern. Es ergibt sich aus dem Energieerhaltungssatz, dass die Druckenergie in innere Energie U umgewandelt wird. Die Druckenergie wird an der Drossel dissipiert.
Fangen wir mit der grundlegenden Erkenntnis an:
In einem geschlossenen Rohr muss gemäß des Massenerhaltungssatzes der Massenstrom m_punkt an jedem Querschnitt gleich sein. Wäre das nicht so, würde sich das Rohr entweder ausbeulen oder es hätte ein Loch.
Aus dem Massenstrom m_punkt ergibt sich durch Multiplikation mit der Dichte ρ der Volumenstrom V_punkt.
Weiter im Text:
Der Volumenstrom V-Punkt berechnet sich zu:
V_punkt = m_punkt / ρ
Die weitere Betrachtung wird stark vereinfacht, wenn wir von einem inkompressiblen Fluid, z.B. von Wasser ausgehen. Dann ist nicht nur m_punkt vor und hinter der Drossel konstant, dann ist auch ρ vor und hinter der Drossel annähernd konstant. Die Veränderung von ρ durch die Temperaturzunahme kann vernachlässigt werden.
Wenn aber nun sowohl m_punkt als auch ρ vor und hinter der Drossel konstant sind, muss zwangsläufig bei einem inkompressiblen Fluid V_punkt vor und hinter der Drossel konstant sein. Die Drossel bewirkt also an sich innerhalb des Rohres keine Veränderung des Volumenstromes. Was man aber eindeutig messen kann ist, dass der Druck hinter der Drossel deutlich geringer ist als vor der Drossel.
Ein technisches Beispiel, dass an sich der Druckverlust an der Drossel die entscheidende Rolle spielt ist ein Kühlschrank. Würde an der Drossel kein Druckverlust erzeugt werden, könnte ein Kühlschrank nicht funktionieren. Zwischen Drossel und Kompressor herrscht der niedrige Druck und zwischen Kompressor und Drossel herrscht der hohe Druck.
Du wirst vermutlich durch das bekannte Durchflussgesetz der Drossel (in seiner vereinfachten Form) etwas in die Irre geleitet:
Q = K_D * Δp
Schon alleine am Δp erkenst du, dass der Druckunterschied vor und hinter der Drossel eine wesentliche Eingangsgröße in die Drosselformel ist. Der Druckunterschied ist die Ursache dafür, dass eine Drossel überhaupt funktioniert.
Die Änderung des Volumenstromes Q ist die Folge dieses Druckverlustes. Diese Änderung des Durchflusses beschreibt aber nicht den Volumenstrom vor und hinter der Drossel. Wäre das der Fall, wäre das korrekte Formelzeichen ΔV_punkt. Um das klar zu machen, dass sich eben nicht der Volumenstrom V-Punkt vor und hinter der Drossel ändert, sondern dass Q die Änderung des Durchflusses mit und ohne Drossel beschreibt, wird eben das Formelzeichen Q verwendet. Mit Q wird daher nicht, wie du offensichtlich vermutest, der physikalische Vorgang an der Drossel beschrieben, sondern es findet mit Q ein Vergleich zwischen zwei verschiedenen Konstruktionen, also mit oder ohne Drossel statt.
Zusammenfassung:
Die physikalische Wirkung einer Drossel besteht darin, dass sie den Druck reduziert ohne das Fluid dadurch zu beschleunigen. Bei inkompressiblen Fluids bedeutet dies, dass der Volimenstrom vor und hinter der Drossel gleich ist, der Druck aber unterschiedlich.
Der Druckabbau ist die Ursache dafür, dass der Volumenstrom mit einer Drossel abnimmt gegenüber einem Durchfluss ohne Drossel.
https://techseite.files.wordpress.com/2017/08/gauck-wahrheit.jpg?w=380&h=289
Fehler reproduziert. Hab extra nochmal in meinen Pneumatikunterlagen geschaut: da stand nichts davon drinnen was du erzählst. Jetzt hab ich eben nochmal im Hydrauliklehrgangsordner von mir nachgesehen, da stehts drin. Hab ich damals sogar selbst reproduzieren können. Nach 8h trockenen Lehrgang pro Tag innerbetrieblich raucht einem aber mittags schonmal die Birne ab. 136 DIN A 4 Seiten ohne Versuchsprotokolle etc.
Sorry, hab mich wohl geirrt >-<
Irren ist menschlich. Habe hier auch schon mal ohne Absicht falsches behauptet. Aber solange man das sachlich ausdiskutiert und letztlich zusammenkriegt, wies wirklich ist, ist die Welt für mich in Ordnung. ;-)
Eine Drossel vermindert den Druck..? sekundär ja, primär nein. Wäre mir zumindest neu.