Wasserleitungen
Druckleitung
Für Druckleitungen sind häufig keine Besonderheiten zu beachten. Mitunter kann für kurze Leitungen auch eine Strömungsgeschwindigkeit ≤ 5 m/s akzeptiert werden, wenn die Gefahr von Wasserschlägen durch andere Maßnahmen ausgeschlossen werden kann.
|
Wasserschläge Wasserschläge treten insbesondere beim Schließen von Armaturen in flüssigkeitsführenden Rohrleitungen auf. Durch das Abbremsen der sich bewegenden Wassersäule und der geringen Kompressibilität von Flüssigkeiten kommt es zu Druckspitzen durch den sogenannten Joukowskistoß. Starke Wasserschläge können durch die Erhöhung der Ventilschließzeit und Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit abgeschwächt bzw. vermieden werden. Werden Ventile mit elektrischen Stellantrieben genutzt (Schließzeit üblicherweise > 30 Sekunden) und die empfohlenen Rohrleitungsgeschwindigkeiten eingehalten treten keine unzulässig hohen Druckspitzen durch Wasserschläge auf. |
Saugleitung
Als Saugleitungen werden Rohrleitungen auf der Eintrittsseite von Pumpen bezeichnet. Hier ist vor allem auf einen geringen Druckverlust zu achten, um mögliche Kavitation an der Pumpe zu vermeiden. Besonders trifft dies für Leitungen zu, in denen heißes Wasser knapp unterhalb der Siedegrenze gefördert wird (z. B. Wasser aus Speisewasser- oder Kondensatbehältern). Diese Rohrleitungen werden mit einer niedrigen Strömungsgeschwindigkeit dimensioniert und möglichst kurz (wenige Meter) gehalten um die Druckverluste niedrig zu halten.
|
Kavitation Kavitation (lat. cavitare „aushöhlen“) entsteht durch die Bildung und den Zusammenfall kleiner Dampfblasen in Flüssigkeiten. Die Dampfblasen entstehen dabei an Orten niedrigen statischen Drucks, wie sie z. B. auf der Rückseite von Pumpenlaufrädern in Kreiselpumpen auftreten. Unterschreitet der statische Druck den Dampfdruck der Flüssigkeit bilden sich Blasen welche kurz darauf implodieren. Bei der Implosion entsteht ein Wasserstrahl der mit sehr hohen Geschwindigkeiten auf die Pumpenschaufel trifft. Durch die hohen Druckbeanspruchungen verfestigt sich zunächst der Werkstoff, was letztendlich zu kraterförmigen Abplatzungen führt, welche sich immer weiter durch die Schaufel fressen bis diese völlig zerstört ist. Der sogenannte NPSH-Wert (Net Positive Suction Head) einer Kreiselpumpe gibt die erforderliche Zulaufhöhe von siedendem Wasser an bei welcher es noch nicht zur Kavitation an den Laufrädern kommt. Speisepumpen von Industriedampfkesseln werden i.d.R. mit „Low-NPSH“-Pumpen ausgestatten, welche im Arbeitsbereich lediglich eine Zulaufhöhe von etwa 0,4 ... 1,2 m benötigen. |
Außerdem sollte für jede Pumpe eine eigene Leitung genutzt werden, um eine gegenseitige Beeinflussung zu verhindern.
Kavitation – Strömung entlang der Pumpenschaufel und Kollabieren von Gasblasen
|
|
Laufrad |
|
Saugseite Laufrad |
|
Drehrichtung |
||
|
|
Leitrad |
|
Druckseite Laufrad |
||||
|
A |
Einzelblase |
C |
Kollabierende Gasblase |
E |
Kollabierte Gasblase |
||
|
B |
Beginnende Abflachung |
D |
Mikrostrahl |
