Was ist das Prinzip des Gasflusses und wie treibt es industrielle Systeme an?

Probleme mit dem Gasfluss kosten die Hersteller jährlich Milliarden an Energieverschwendung und Systemausfällen. Ingenieure wenden häufig die Prinzipien der Flüssigkeitsströmung auf Gassysteme an, was zu katastrophalen Fehlberechnungen führt. Ein Verständnis der Gasströmungsprinzipien verhindert kostspielige Konstruktionsfehler und Sicherheitsrisiken.

Der Grundsatz der Gasströmung wird durch die Kontinuitätsgleichung, die Impulserhaltung und die Energieerhaltung bestimmt, wobei Gasgeschwindigkeit, Druck, Dichte und Temperatur durch kompressible Strömung¹ Gleichungen, die sich grundlegend von inkompressiblen Flüssigkeitsströmungen unterscheiden.

Vor zwei Jahren arbeitete ich mit einer britischen Chemieingenieurin namens Sarah Thompson zusammen, deren Erdgasverteilungssystem gefährliche Druckschwankungen aufwies. Ihr Team hatte inkompressible Strömungsberechnungen für kompressible Gasströme verwendet. Nachdem wir die richtigen Gasströmungsprinzipien eingeführt hatten, konnten wir die Druckschwankungen beseitigen und den Energieverbrauch um 35% senken.

Inhaltsübersicht

• Was sind die grundlegenden Prinzipien der Gasströmung?
• Wie unterscheiden sich die Gleichungen für kompressible Strömungen von denen für Flüssigkeitsströmungen?
• Welche Faktoren beeinflussen das Verhalten von Gasströmen in industriellen Systemen?
• Wie wirken Druck, Temperatur und Geschwindigkeit bei der Gasströmung zusammen?
• Was sind die verschiedenen Arten von Gasflussregimen?
• Wie berechnet und optimiert man den Gasfluss in industriellen Anwendungen?
• Schlussfolgerung
• FAQs über Gasflussprinzipien

Was sind die grundlegenden Prinzipien der Gasströmung?

Die Gasströmung unterliegt drei grundlegenden Erhaltungsgesetzen, die für alle Flüssigkeitsbewegungen gelten, jedoch aufgrund der Komprimierbarkeit des Gases und der Dichtevariationen besondere Merkmale aufweisen.

Die Prinzipien der Gasströmung beruhen auf der Erhaltung der Masse (Kontinuitätsgleichung), der Erhaltung des Impulses (Newtons zweiter Hauptsatz) und der Erhaltung der Energie (erster Hauptsatz der Thermodynamik), modifiziert für das Verhalten kompressibler Flüssigkeiten.

Massenerhaltungssatz (Kontinuitätsgleichung)

Die Kontinuitätsgleichung für Gasströmungen berücksichtigt Dichteänderungen, die aufgrund von Druck- und Temperaturschwankungen auftreten, im Gegensatz zu inkompressiblen Flüssigkeiten.

Kontinuitätsgleichung der Gasströmung:

∂ρ/∂t + ∇-(ρV) = 0

Für einen gleichmäßigen Fluss: ρ₁A₁V₁ = ρ₂A₂V₂

Wo:

• ρ = Gasdichte (variiert mit Druck und Temperatur)
• A = Querschnittsfläche
• V = Gasgeschwindigkeit
• t = Zeit

Wichtige Auswirkungen:

• Die Gasdichte ändert sich mit dem Druck und der Temperatur
• Der Massendurchsatz bleibt bei konstantem Durchfluss konstant
• Die Geschwindigkeit nimmt mit abnehmender Dichte zu
• Flächenänderungen wirken sich sowohl auf die Geschwindigkeit als auch auf die Dichte aus.

Impulserhaltung

Die Impulserhaltung in der Gasströmung berücksichtigt Druckkräfte, viskose Kräfte und Körperkräfte, die auf die kompressible Flüssigkeit wirken.

Momentum-Gleichung (Navier-Stokes²):

ρ(∂V/∂t + V-∇V) = -∇p + μ∇²V + ρg

Für Gasflussanwendungen:

• Druckgradiententerm dominiert bei Hochgeschwindigkeitsströmung
• Viskositätseffekte in Wandnähe und bei laminarer Strömung
• Kompressibilitätseffekte werden oberhalb von Mach 0,3 signifikant

Erhaltung der Energie

Die Energieerhaltung bei der Gasströmung umfasst die kinetische Energie, die potenzielle Energie, die innere Energie und die Strömungsarbeit unter Berücksichtigung der Temperaturänderungen durch Kompression und Expansion.

Energiegleichung:

h + V²/2 + gz = konstant (entlang der Stromlinie)

Wo:

• h = Spezifische Enthalpie (beinhaltet innere Energie und Fließarbeit)
• V²/2 = Kinetische Energie pro Masseneinheit
• gz = Potentielle Energie pro Masseneinheit

Energietechnische Überlegungen:

Zustandsgleichung

Für die Gasströmung ist eine Zustandsgleichung erforderlich, um Druck, Dichte und Temperatur in Beziehung zueinander zu setzen. Für die meisten industriellen Anwendungen gilt das ideale Gasgesetz.

Ideales Gasgesetz:

p = ρRT

Wo:

• p = Absoluter Druck
• ρ = Gasdichte  
• R = Spezifische Gaskonstante
• T = Absolute Temperatur

Für reale Gase können komplexere Zustandsgleichungen erforderlich sein, wie die van-der-Waals- oder die Redlich-Kwong-Gleichung.

Wie unterscheiden sich die Gleichungen für kompressible Strömungen von denen für Flüssigkeitsströmungen?

Die kompressible Gasströmung unterscheidet sich grundlegend von der inkompressiblen Flüssigkeitsströmung und erfordert spezielle Analysemethoden und Konstruktionsüberlegungen.

Komprimierbare Strömungen unterscheiden sich durch Dichteschwankungen, Schallgeschwindigkeitsbegrenzungen, Stoßwellenbildung und Temperatur-Druck-Kopplung, die in inkompressiblen Flüssigkeitsströmungen nicht auftreten.

Auswirkungen der Dichteschwankung

Die Gasdichte ändert sich erheblich mit dem Druck und der Temperatur, was sich auf Strömungsmuster, Geschwindigkeitsverteilungen und Systemanforderungen auswirkt.

Auswirkungen der Dichteveränderung:

• Geschwindigkeit Beschleunigung: Gas beschleunigt sich bei der Ausdehnung
• Druckabfall: Nichtlineare Druck-Fluss-Beziehungen
• Auswirkungen der Temperatur: Die Dichte ist umgekehrt proportional zur Temperatur
• Gedrosselter Fluss: Begrenzung der maximalen Durchflussmenge

Schallgeschwindigkeit und Machzahl

Das Strömungsverhalten von Gasen ändert sich dramatisch, wenn sich die Geschwindigkeit der Schallgeschwindigkeit nähert, was zu kritischen Konstruktionseinschränkungen führt, die bei Flüssigkeitssystemen nicht vorhanden sind.

Schallgeschwindigkeitsberechnung:

a = √(γRT)

Wo:

• a = Schallgeschwindigkeit in Gas
• γ = Spezifisches Wärmeverhältnis (Cp/Cv)
• R = Spezifische Gaskonstante
• T = Absolute Temperatur

Mach-Zahl³ Bedeutsamkeit:

M = V/a (Geschwindigkeitsverhältnis zur Schallgeschwindigkeit)

Phänomen der gedrosselten Strömung

Abgedrosselter Fluss⁴ tritt auf, wenn die Gasgeschwindigkeit Schallbedingungen erreicht, wodurch die maximale Durchflussmenge unabhängig von der Druckreduzierung am Ausgang begrenzt wird.

Gedrosselte Strömungsbedingungen:

• Erreichter maximaler Massendurchsatz
• Änderungen des Drucks im Abwärtsfluss haben keinen Einfluss auf den Durchfluss im Aufwärtsfluss
• Kritisches Druckverhältnis: p₂/p₁ ≈ 0,53 für Luft
• Häufig in Düsen, Öffnungen und Regelventilen

Temperatur-Druck-Kopplung

Der Gasstrom ist aufgrund von Expansion und Kompression mit erheblichen Temperaturänderungen verbunden, die sich auf die Systemleistung und -auslegung auswirken.

Thermodynamische Prozesse:

• Isentrope Strömung: Umkehrbarer, adiabatischer Prozess
• Isotherme Strömung: Konstante Temperatur (langsamer Fluss mit Wärmeübertragung)
• Adiabatische Strömung: Keine Wärmeübertragung (schnelle Strömung)
• Polytrope Strömung: Allgemeiner Fall mit Wärmeübertragung

Welche Faktoren beeinflussen das Verhalten von Gasströmen in industriellen Systemen?

Zahlreiche Faktoren beeinflussen das Verhalten von Gasströmen in industriellen Anwendungen und erfordern eine umfassende Analyse für die richtige Systemauslegung und den Betrieb.

Zu den Schlüsselfaktoren gehören die Gaseigenschaften, die Systemgeometrie, die Betriebsbedingungen, die Wärmeübertragungseffekte und die Wandreibung, die zusammengenommen die Strömungsmuster, die Druckverluste und die Systemleistung bestimmen.

Gaseigenschaften Auswirkungen

Verschiedene Gase weisen aufgrund ihrer molekularen Eigenschaften, ihres spezifischen Wärmeverhältnisses und ihres thermodynamischen Verhaltens unterschiedliche Strömungseigenschaften auf.

Kritische Gaseigenschaften:

Auswirkungen der Systemgeometrie

Änderungen des Rohrdurchmessers, der Länge, der Armaturen und des Durchflussbereichs haben einen erheblichen Einfluss auf die Gasströmungsmuster und Druckverluste.

Geometrische Überlegungen:

• Rohr-Durchmesser: Beeinflusst Geschwindigkeit und Reibungsverluste
• Länge: Bestimmt den gesamten Reibungsdruckverlust
• Bereich Änderungen: Beschleunigungs-/Verzögerungseffekte erzeugen
• Beschläge: Verursacht lokale Druckverluste
• Oberflächenrauhigkeit: Beeinflusst den Reibungsfaktor

Betriebsdruck und Temperatur

Die Betriebsbedingungen des Systems wirken sich über thermodynamische Beziehungen direkt auf die Gasdichte, die Viskosität und das Strömungsverhalten aus.

Auswirkungen der Betriebsbedingungen:

• Hoher Druck: Erhöht die Dichte, reduziert die Kompressibilitätseffekte
• Niederdruck: Verringert die Dichte, erhöht die Geschwindigkeit
• Hohe Temperatur: Reduziert die Dichte, erhöht die Schallgeschwindigkeit
• Niedrige Temperatur: Erhöht die Dichte, kann Kondensation verursachen

Auswirkungen der Wärmeübertragung

Die Wärmezufuhr oder -abfuhr während des Gasflusses beeinflusst die Temperatur-, Dichte- und Druckverteilungen erheblich.

Szenarien der Wärmeübertragung:

• Heizung: Erhöht die Temperatur, verringert die Dichte, beschleunigt den Fluss
• Kühlung: Verringert die Temperatur, erhöht die Dichte, verlangsamt den Fluss
• Adiabatisch: Keine Wärmeübertragung, Temperaturänderungen aufgrund von Ausdehnung/Kompression
• Isotherme: Konstante Temperatur durch Wärmeübertragung

Wand-Reibung Aufprall

Die Reibung zwischen Gas und Rohrwänden führt zu Druckverlusten und wirkt sich auf die Geschwindigkeitsprofile aus, was besonders bei langen Rohrleitungen wichtig ist.

Berechnung des Reibungsverlustes:

Δp = f × (L/D) × (ρV²/2)

Wo:

• f = Reibungsfaktor (Funktion von Reynoldszahl und Rauheit)
• L = Länge des Rohrs
• D = Rohrdurchmesser
• ρ = Gasdichte
• V = Gasgeschwindigkeit

Wie wirken Druck, Temperatur und Geschwindigkeit bei der Gasströmung zusammen?

Die Wechselwirkung zwischen Druck, Temperatur und Geschwindigkeit in der Gasströmung führt zu komplexen Zusammenhängen, die für die richtige Systemauslegung und -analyse verstanden werden müssen.

Die Wechselwirkungen zwischen Gasströmungen folgen thermodynamischen Beziehungen, bei denen sich Druckänderungen auf Temperatur und Dichte auswirken, Geschwindigkeitsänderungen über Impulseffekte den Druck beeinflussen und Temperaturänderungen über die Zustandsgleichung alle anderen Eigenschaften beeinflussen.

Druck-Geschwindigkeits-Beziehungen

Die Geschwindigkeit und der Druck von Gasen sind durch die Bernoulli-Gleichung, die für kompressible Strömungen modifiziert wurde, umgekehrt proportional zueinander, was eine besondere Herausforderung für die Konstruktion darstellt.

Modifizierte Bernoulli-Gleichung für Gasströmungen:

∫dp/ρ + V²/2 + gz = konstant

Für ideales Gas: γ/(γ-1) × (p/ρ) + V²/2 = konstant

Druck-Geschwindigkeits-Effekte:

• Druckabfall: Verursacht einen Geschwindigkeitsanstieg durch Gasausdehnung
• Geschwindigkeitssteigerung: Kann durch Impulseffekte zusätzlichen Druckabfall verursachen
• Beschleunigung: Entsteht auf natürliche Weise, wenn sich Gas im System ausdehnt
• Verzögerung: Erfordert Druckerhöhung oder Flächenausdehnung

Temperatur-Geschwindigkeits-Kopplung

Die Temperatur und die Geschwindigkeit des Gases sind durch die Energieerhaltung gekoppelt, wobei sich Temperaturänderungen auf die Gaseigenschaften und das Strömungsverhalten auswirken.

Temperatur-Geschwindigkeits-Beziehungen:

T₀ = T + V²/(2Cp)

Wo:

• T₀ = Stagnationstemperatur (insgesamt)
• T = Statische Temperatur
• V = Gasgeschwindigkeit
• Cp = Spezifische Wärme bei konstantem Druck

Praktische Implikationen:

• Hochgeschwindigkeits-Gasstrom reduziert statische Temperatur
• Stagnationstemperatur bleibt bei adiabatischer Strömung konstant
• Temperaturänderungen beeinflussen die Gasdichte und Viskosität
• Kühlung kann bei einigen Gasen zur Kondensation führen

Druck-Temperatur-Effekte

Druck und Temperatur interagieren über die Zustandsgleichung und thermodynamische Prozesse und beeinflussen die Gasdichte und die Strömungseigenschaften.

Thermodynamische Prozesszusammenhänge:

Schwankungen der Dichte

Die Gasdichte variiert gemäß dem idealen Gasgesetz sowohl mit dem Druck als auch mit der Temperatur, was zu einem komplexen Strömungsverhalten führt.

Berechnung der Dichte:

ρ = p/(RT)

Auswirkungen der Dichte auf den Fluss:

• Hohe Dichte: Geringere Geschwindigkeit bei gegebenem Massendurchsatz
• Niedrige Dichte: Höhere Geschwindigkeit, mögliche Kompressibilitätseffekte
• Dichtegradienten: Auftriebs- und Mischeffekte erzeugen
• Änderungen der Dichte: Impuls- und Energieübertragung beeinflussen

Vor kurzem habe ich einem amerikanischen Erdgasingenieur namens Robert Chen in Texas geholfen, sein Pipelinesystem zu optimieren. Indem wir die Wechselwirkungen zwischen Temperatur, Druck und Geschwindigkeit richtig berücksichtigten, konnten wir die Pumpenergie um 28% senken und gleichzeitig die Durchsatzkapazität um 15% erhöhen.

Was sind die verschiedenen Arten von Gasflussregimen?

Die Gasströmung weist je nach Geschwindigkeit, Druckbedingungen und Systemgeometrie unterschiedliche Regime auf, die jeweils spezifische Analysemethoden und Konstruktionsüberlegungen erfordern.

Zu den Gasströmungsregimen gehören laminare, turbulente, Unterschall-, Schall- und Überschallströmungen, die jeweils durch unterschiedliche Geschwindigkeitsprofile, Druckverhältnisse und Wärmeübertragungseigenschaften gekennzeichnet sind.

Laminare vs. turbulente Strömung

Übergänge von laminarer zu turbulenter Gasströmung aufgrund von Reynoldszahl⁵die sich auf die Druckverluste, die Wärmeübertragung und die Mischeigenschaften auswirken.

Reynoldszahl für Gasströmungen:

Re = ρVD/μ

Wo:

• ρ = Gasdichte (variiert mit Druck und Temperatur)
• V = Durchschnittliche Geschwindigkeit
• D = Rohrdurchmesser
• μ = Dynamische Viskosität

Klassifizierung der Abflussregime:

Unterschallströmungsregime

Eine Unterschallströmung liegt vor, wenn die Gasgeschwindigkeit geringer ist als die lokale Schallgeschwindigkeit, so dass sich Druckstörungen stromaufwärts ausbreiten können.

Unterschallströmungseigenschaften:

• Mach-Zahl: M < 1.0
• Druckausbreitung: Störungen wandern flussaufwärts
• Durchflusskontrolle: Nachgelagerte Bedingungen beeinflussen das gesamte System
• Änderungen der Dichte: Mäßige, vorhersehbare Schwankungen
• Flexibilität bei der Gestaltung: Mehrere Lösungen möglich

Anwendungen für Unterschallströmungen:

• Die meisten industriellen Gasverteilungssysteme
• HLK- und Lüftungssysteme
• Pneumatische Niederdrucksysteme
• Chemische Prozessausrüstung
• Handhabung von Kraftwerksgas

Sonic Flow (Drosselströmung)

Schallströmung tritt auf, wenn die Gasgeschwindigkeit gleich der lokalen Schallgeschwindigkeit ist, wodurch kritische Strömungsbedingungen mit einzigartigen Eigenschaften entstehen.

Sonic Flow Eigenschaften:

• Mach-Zahl: M = 1,0 genau
• Maximaler Massendurchfluss: Kann nicht überschritten werden
• Druckunabhängigkeit: Der Druck im Abfluss hat keinen Einfluss auf den Durchfluss
• Kritisches Druckverhältnis: Normalerweise etwa 0,53 für Luft
• Auswirkungen der Temperatur: Erheblicher Temperaturabfall

Sonic Flow Anwendungen:

• Gasturbinendüsen
• Sicherheitsventile
• Geräte zur Durchflussmessung
• Düsen für Raketentriebwerke
• Hochdruck-Gasdruckregler

Überschallströmungsregime

Überschallströmungen treten auf, wenn die Gasgeschwindigkeit die Schallgeschwindigkeit übersteigt, was zu Schockwellen und einzigartigen Strömungsphänomenen führt.

Eigenschaften der Überschallströmung:

• Mach-Zahl: M > 1.0
• Schockwellen: Plötzliche Druck- und Temperaturschwankungen
• Durchflussrichtung: Informationen können nicht flussaufwärts reisen
• Expansionswellen: Sanfte Druckreduzierung
• Entwurfskomplexität: Erfordert eine spezielle Analyse

Stosswellen-Typen:

Hyperschallströmung

Hyperschallströmungen treten bei sehr hohen Machzahlen (typischerweise M > 5) auf, wo zusätzliche Effekte wichtig werden.

Hyperschall-Effekte:

• Echte Gas-Effekte: Das ideale Gasgesetz bricht zusammen
• Chemische Reaktionen: Dissoziation und Ionisation
• Wärmeübertragung: Extreme Erhitzungseffekte
• Viskose Effekte: Wechselwirkungen der Grenzschicht

Wie berechnet und optimiert man den Gasfluss in industriellen Anwendungen?

Für die Berechnung des Gasflusses sind spezielle Methoden erforderlich, die die Kompressibilitätseffekte berücksichtigen, während sich die Optimierung auf die Minimierung des Energieverbrauchs und die Maximierung der Systemleistung konzentriert.

Bei der Berechnung des Gasflusses werden kompressible Strömungsgleichungen, Reibungsfaktor-Korrelationen und thermodynamische Beziehungen verwendet, während die Optimierung die Dimensionierung der Rohre, die Wahl des Druckniveaus und die Systemkonfiguration zur Minimierung der Energiekosten umfasst.

Grundlegende Gasflussberechnungen

Gasströmungsberechnungen beginnen mit grundlegenden Gleichungen, die für kompressible Strömungseffekte und reale Gaseigenschaften modifiziert wurden.

Berechnung des Massendurchsatzes:

ṁ = ρAV = (p/RT)AV

Für den gedrosselten Durchfluss durch eine Blende:
ṁ = CdA√(γρp)[2/(γ+1)]^((γ+1)/(2(γ-1)))

Wo:

• Cd = Entladungskoeffizient
• A = Fläche der Blende
• γ = Spezifisches Wärmeverhältnis
• ρ = Stromaufwärts gerichtete Dichte
• p = Vordruck

Berechnungen des Druckabfalls

Bei der Berechnung des Druckabfalls für die Gasströmung müssen neben den Reibungsverlusten auch Beschleunigungseffekte aufgrund der Gasausdehnung berücksichtigt werden.

Komponenten des Gesamtdruckabfalls:

1. Reibung Druckabfall: Aufgrund von Wandschubspannungen
2. Beschleunigung Druckabfall: Durch die Erhöhung der Geschwindigkeit
3. Elevation Druckabfall: Aufgrund von Gravitationseinflüssen
4. Fitting Druckabfall: Aufgrund von Strömungsstörungen

Formel für Reibungsdruckverlust:

Δpf = f(L/D)(ρV²/2)

Beschleunigung Druckabfall:

Δpa = ρ₂V₂² - ρ₁V₁² (für Gebietsänderungen)

Analyse des Pipelineflusses

Die Analyse langer Pipelines erfordert iterative Berechnungen, da sich die Gaseigenschaften entlang der Pipelines ändern.

Pipeline-Berechnungsschritte:

1. Pipeline aufteilen: In Segmente mit konstanten Eigenschaften
2. Berechnen von Segmenteigenschaften: Druck, Temperatur, Dichte
3. Strömungsregime bestimmen: Laminar oder turbulent
4. Druckabfall berechnen: Für jedes Segment
5. Eigenschaften aktualisieren: Für das nächste Segment
6. Iterieren: Bis zum Erreichen der Konvergenz

Vereinfachte Rohrleitungsgleichung:

p₁² - p₂² = (fLṁ²RT)/(A²Dρ₀)

Wo:

• p₁, p₂ = Einlass- und Auslassdrücke
• f = durchschnittlicher Reibungsfaktor
• L = Länge der Rohrleitung
• ṁ = Massendurchsatz
• R = Gaskonstante
• T = Durchschnittliche Temperatur
• A = Fläche des Rohres
• D = Rohrdurchmesser
• ρ₀ = Bezugsdichte

System-Optimierungs-Strategien

Bei der Optimierung von Gasflusssystemen werden Kapitalkosten, Betriebskosten und Leistungsanforderungen abgewogen, um minimale Lebenszykluskosten zu erreichen.

Optimierungsparameter:

Wirtschaftliche Rohrdimensionierung

Bei der wirtschaftlichen Rohrdimensionierung werden die Investitionskosten für die Rohre gegen die Energiekosten für das Pumpen über die gesamte Lebensdauer des Systems abgewogen.

Formel für den wirtschaftlichen Durchmesser:

D_wirtschaftlich = K(ṁ/ρ)^0,37

Wovon K abhängt:

• Energiekosten
• Kosten für Rohre
• Lebensdauer des Systems
• Zinssatz
• Betriebsstunden pro Jahr

Durchflussmessung und -kontrolle

Die genaue Messung und Regelung von Gasströmen erfordert ein Verständnis der Auswirkungen kompressibler Strömungen auf Messgeräte.

Überlegungen zur Durchflussmessung:

• Blenden: Kompressibilitätskorrekturen sind erforderlich
• Venturi-Messgeräte: Weniger empfindlich gegenüber Komprimierbarkeit
• Turbinenradzähler: Beeinflusst durch Änderungen der Gasdichte
• Ultraschallmessgeräte: Erfordert Temperaturkompensation
• Coriolis-Messgeräte: Direkte Massendurchflussmessung

Computergestützte Strömungsmechanik (CFD)

Komplexe Gasströmungssysteme profitieren von der CFD-Analyse, um die Leistung zu optimieren und das Verhalten unter verschiedenen Betriebsbedingungen vorherzusagen.

CFD-Anwendungen:

• Komplexe Geometrien: Unregelmäßige Formen und Beschläge
• Wärmeübertragung: Kombinierte Strömungs- und Thermoanalyse
• Analyse der Vermischung: Variationen der Gaszusammensetzung
• Optimierung: Studien über Konstruktionsparameter
• Fehlersuche: Identifizieren Sie Strömungsprobleme

Vor kurzem habe ich mit einem kanadischen Petrochemie-Ingenieur namens David Wilson in Alberta zusammengearbeitet, dessen Gasverarbeitungsanlage Effizienzprobleme aufwies. Mithilfe von CFD-Analysen in Kombination mit geeigneten Gasflussberechnungen konnten wir Rezirkulationszonen identifizieren, die 20% Energieverschwendung verursachten. Nach der Umsetzung von Konstruktionsänderungen sank der Energieverbrauch um 18% bei gleichzeitiger Erhöhung der Verarbeitungskapazität.

Schlussfolgerung

Gasströmungsprinzipien regeln das Verhalten kompressibler Flüssigkeiten durch Erhaltungssätze, die für Dichtevariationen modifiziert wurden. Dies erfordert spezielle Analysemethoden, die Druck-Temperatur-Geschwindigkeits-Wechselwirkungen und Kompressibilitätseffekte berücksichtigen, die sich grundlegend von denen flüssiger Strömungssysteme unterscheiden.

FAQs über Gasflussprinzipien