Rohrreibungsverlust-Rechner (Darcy-Weisbach)

Calcola la perdita di carico distribuita ΔH_f in una tubazione con la formula di Darcy-Weisbach. Fattore di attrito da Colebrook-White/Swamee-Jain, numero di Reynolds, regime laminare/turbolento. Gratis, in 5 lingue.

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Was ist der Rohrreibungsverlust

Wenn ein Fluid durch ein Rohr strömt, wandeln Wandreibung und Turbulenz mechanische Energie in Wärme um. Diese Dissipation zeigt sich als Druckabfall zwischen Ein- und Auslass: der Druckhöhenverlust, bezeichnet als ΔH_f (m Fluidsäule) oder ΔP_f (Pa). Es ist der Schlüsselparameter für die Dimensionierung von Wassernetzen, Heizungsanlagen, Öl- und Gasleitungen und für die Pumpenauswahl. Referenzformel: Darcy-Weisbach (1857).

Die Darcy-Weisbach-Formel

ΔH_f = f · (L/D) · v² / (2g) [m Fluidsäule]. f Darcy-Reibungsbeiwert, L Rohrlänge (m), D Innendurchmesser (m), v mittlere Geschwindigkeit (m/s = Q/A mit A = π·D²/4), g = 9,81 m/s². Beispiel: Wasser DN100, L=200 m, Q=10 L/s → v = 1,27 m/s, f ≈ 0,020 → ΔH_f ≈ 3,3 m.

Reynolds-Zahl und Strömungsformen

Re = v·D/ν. Drei Regime: laminar (Re < 2300, f=64/Re), Übergang (2300-4000, instabil), turbulent (Re > 4000, f abhängig von Re und ε/D).

Reibungsbeiwert: von Colebrook zu Swamee-Jain

Colebrook-White (1939) implizit. Swamee-Jain (1976) explizit: f = 0,25/[log₁₀(ε/(3,7·D) + 5,74/Re^0,9)]². Rauhigkeiten: Kupfer 0,0015; PVC 0,007; Stahl neu 0,046; Guss 0,25 mm.

Das Moody-Diagramm

Das Moody-Diagramm (1944) zeigt f vs Re mit parametrischen Kurven für ε/D. Vier Zonen: laminar, Übergang, turbulent glatt (Blasius), voll turbulent rauh (Kármán-Nikuradse).

Empfohlene Geschwindigkeiten

  • Trinkwassernetze: 0,5-1,5 m/s.
  • Pumpenansaugung: 0,5-1,5 m/s.
  • Pumpendruck: 1,5-3 m/s.
  • WW: 0,5-1,5 m/s.
  • Heizung: 0,5-1,2 m/s.
  • Dampf: 15-40 m/s.

Örtliche Verluste und Pumpenförderhöhe

ΔH_örtl = ζ · v²/(2g). 90°-Bogen kurz ζ=0,9; lang 0,3; Kugelhahn offen 0,05. Gesamt-Pumpenförderhöhe: H = ΔH_geo + Σ ΔH_f + Σ ΔH_örtl + ΔH_Nutzung.

So verwenden Sie den Rechner

Geben Sie D innen (mm), L (m), Q (L/s), ε (mm), ρ (kg/m³) und ν (m²/s) ein. Der Rechner liefert v, Re, f, ΔH_f, ΔP_f, dissipierte Leistung und Bewertung.

Häufig gestellte Fragen

Unterschied zwischen Darcy- und Fanning-Reibungsbeiwert?

Fanning f_F = f_D/4. Fanning in USA in Chemie/Öl; Darcy in europäischer Bauingenieurwesen. Moody nutzt Darcy. Laminar: f_D = 64/Re vs f_F = 16/Re.

Warum ist die Colebrook-Gleichung implizit?

Weil f auf beiden Seiten erscheint. Wird durch Iteration oder explizite Näherungen gelöst: Swamee-Jain 1976 (hier verwendet), Haaland 1983, Chen 1979.

Gilt der Rechner für Gase?

Ja, bei niedrigen Geschwindigkeiten (Mach < 0,3). Gasdichte ρ und Viskosität ν verwenden. Für Hochdruck: Weymouth oder Panhandle.

Wie mit Hazen-Williams vergleichen?

Hazen-Williams (1902) empirisch, nur Wasser bei Umgebung. Abweichungen ±5-15% gegenüber Darcy-Weisbach. Manning für offene Kanäle. Darcy-Weisbach universell, empfohlen von ISO/IWA.

Wie berücksichtige ich örtliche Verluste?

ΔH_örtl = ζ·v²/(2g) mit ζ tabelliert. Äquivalente Länge L_äq = ζ·D/f zum Addieren zur Linearlänge.

Was passiert im Übergangsbereich?

Instabile Zone, zu vermeiden. Der Rechner interpoliert zwischen laminar (Re=2300) und turbulent (Re=4000), realer Wert kann ±20-30% schwanken.

Wie mit EPANET/WaterCAD vergleichen?

EPANET (EPA kostenlos) und WaterCAD lösen komplexe Netze iterativ. Einzelrohr gibt gleiches Ergebnis wie dieser Rechner (±1%). Signifikante Unterschiede bei vermaschten Netzen, Transienten (Druckstoß), kompressiblen Fluiden.

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