Luftvolumen- und -massenstrom
Definition, Berechnung und Umrechnungen
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| Abschnittszusammenfassung |
|---|
| 1. Definition des Luftstroms |
| 2. Berechnung des Luftvolumen- und -massenstroms |
| 3. Anwendung - Nutzen |
1. Definition des Luftstroms
Der Luftstrom ist eine grundlegende Größe in pneumatischen Fördersystemen. Aus dem Luftstrom können die Luftgeschwindigkeit, das Feststoffbeladungsverhältnis, der Druckverlust... berechnet werden. Es ist jedoch zu beachten, dass der Luftstrom in der Regel unter Normbedingungen (Nm³/h) angegeben wird, die nicht zwangsläufig die tatsächlichen Bedingungen in der Förderleitung widerspiegeln, da Luft kompressibel ist.3/h) nicht unbedingt repräsentativ für die Bedingungen in der Förderleitung sind, da die Luft kompressibel ist. Ziel dieser Seite ist es, zu zeigen, wie der Luftvolumenstrom unter verschiedenen Bedingungen berechnet wird und zudem der Massenstrom ermittelt wird.
2. Berechnung des Luftvolumen- und -massenstroms
Wie berechnet man den volumetrischen Luftstrom? Wie berechnet man den Luftmassenstrom?
Ausgehend vom Luftvolumenstrom unter den Bedingungen 1 (häufig Normbedingungen, 101325 Pa und 20°C) kann der Volumenstrom unter den Bedingungen 2 berechnet werden. Bedingungen 2 sollten entweder der Anfang oder das Ende der Förderleitung sein.
Der Druck in der Förderleitung ist nicht sehr hoch, maximal wenige bar (absolut), daher lässt sich das ideale Gasgesetz gut anwenden.
Entlang der Leitung bleibt die Molmenge der Luft pro Stunde konstant, daher kann folgende Gleichheit aufgestellt werden:
Gleichung 1: Berechnung des Luftvolumenstroms unter verschiedenen Bedingungen
Mit:
- Q1 = Luftvolumenstrom unter (bekannten) Bedingungen 1 (m³/h)- Q2 = zu bestimmender Luftvolumenstrom unter Bedingungen 2 (m³/h)
- P1 = Druck unter Bedingungen 1 (Pa)
- P2 = Druck unter Bedingungen 2 (Pa)
- T1 = Temperatur unter Bedingungen 1 (K)
- T2 = Temperatur unter Bedingungen 2 (K)
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Zur Berechnung des Luftmassenstroms ist es erforderlich, die volumetrische Masse der Luft unter den untersuchten Bedingungen zu berechnen.Diese kann ebenfalls mithilfe des idealen Gasgesetzes definiert werden.
Mit:
- ρLuft = volumetrische Masse der Luft unter den betrachteten Bedingungen (kg/m3)
- P = Druck unter den betrachteten Bedingungen (Pa)
- T = Temperatur unter den betrachteten Bedingungen (K)
- MLuft = Molmasse der Luft (0,029 kg/mol)
Die volumetrische Masse kann somit mit dem Volumenstrom multipliziert werden, um den Luftmassenstrom in der pneumatischen Förderleitung zu erhalten:
Mit:
- mLuft = Luftmassenstrom (kg/h)
- QLuft = Luftvolumenstrom unter den Bedingungen, für die die volumetrische Masse berechnet wurde (m3/h)
ρLuft = volumetrische Masse der Luft unter den betrachteten Bedingungen (kg/m3)
3. Anwendung
Folgende Daten können aus dem Luftvolumenstrom und dem Luftmassenstrom berechnet werden:
- Förderluftgeschwindigkeit an beliebiger Stelle der Leitung
- Luft-Feststoff-Verhältnis
- Druckverlust in Rohrleitungen
Beispiele für Berechnungen und Umrechnungen finden Sie auf der Seite zum Kurzverfahren (Shortcut-Methode) für die Auslegung von pneumatischen Förderleitungen in der verdünnten Phase (Dilute-Phase).