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Strömungslehre - Äquivalente Sandrauigkeit

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Strömungslehre

Äquivalente Sandrauigkeit

Die äquivalente Sandrauigkeit $k$ fließt in den Term $\frac{k}{d}$ mit ein und gibt die Rohrrauigkeit wieder. Diese wird benötigt, um die Rohrreibungszahl $\lambda$ aus dem Moody-Diagramm zu bestimmen. Die äquivalente Sandrauigkeit wird verwendet, um verschiedene Oberflächen in ihrer Qualität hinsichtlich Strömungsvorgängen zu vergleichen.

Damit verschiedene Rohroberflächen miteinander verglichen werden können, wurden Rohre hergestellt, die über eine bestimmte Länge eine exakt gleiche und definierbare Oberflächengüte besitzen. Diese Rohre wurden dann mittels gesiebten Sand beschichtet. Mithilfe der Korngröße des Sandes konnten den Rohren dann unterschiedliche Rauigkeitswerte zugeordnet werden. Es wurden also die exakt gleichen Rohre mit unterschiedlichen Beschichtungen versehen (Variation der Korngröße des Sandes) und damit künstlich verschiedene Oberflächen erzeugt. Da es problematisch ist verschiedene Oberflächen wie z. B. in Holzrohren, sauberen Metallrohren und verschmutzten Abflussrohren miteinander zu vergleichen, wurde um 1900 diese Vergleichsmöglichkeit herangezogen. Es wurden umfangreiche Versuche vorgenommen, mit welchen dann die Strömungseigenschaften unterschiedlich beschichteter Rohre ermittelt wurden.

Äquivalente Sandrauigkeit für unterschiedliche Werkstoffe

  Werkstoff Beschaffenheit Äquivalente Sandrauigkeit $k$
in [mm]

Rohr

Stahl

glatt 0,01 - 0,20
angerostet 0,40
stark verkrustet 3,00

Gusseisen

glatt 0,12 - 1,00
angerostet 1,00 - 1,50
stark verkrustet 1,50 - 3,00

Beton

geschliffen, verputzt 0,01 - 0,16
alte Einzelrohre 1,00 - 3,00
schalungsrauh 10,00