Berechne den Normvolumenstrom eines Pneumatikbauteils aus Schallleitwert C, kritischem Rückdruckverhältnis b, unterkritischem Index m und Druckverhältnis.
C, b und m stammen aus dem Prüfbericht oder Katalog des konkreten Ventils. Das Ergebnis ist eine stationäre Bauteilkennzahl, kein Ersatz für eine komplette Netzwerk- oder Dynamiksimulation.
C, b und m aus dem ISO-6358-Prüfwert des Bauteils eingeben.
Berechne Massen- und Normvolumenstrom eines Bauteils aus dessen bereits bekannten Prüfkennwerten C, b und m und erkenne den Übergang zwischen kritischer und unterkritischer Strömung.
Vordruck p₁, Nachdruck p₂ (jeweils als Überdruck), Schallleitwert C, kritisches Druckverhältnis b und Exponent m aus dem Bauteil-Prüfprotokoll, sowie die Lufttemperatur.
C und b stammen aus der standardisierten Bauteilprüfung und sind keine universellen Ventilkonstanten. Das Druckverhältnis entscheidet, ob eine weitere Absenkung des Nachdrucks den Massenstrom noch erhöht; Temperatur verändert die Dichte und damit den Durchfluss.
Ist p₂/p₁ ≤ b, liegt Schallgeschwindigkeit am Engpass an und der Normvolumenstrom ist auf qn = C·p1 gesättigt (choked). Oberhalb von b sinkt der Durchfluss nach der ISO-6358-Näherung qn = C·p1·[1−((p₂/p₁−b)/(1−b))²]^m mit steigendem Nachdruck.
C = 1 dm³/(s·bar), b = 0,5, m = 0,5, p₁ = 6 bar(g), p₂ = 0 bar(g), T = 20 °C: Absolutdruck p1 = 7,013 bar, Druckverhältnis p₂/p₁ = 0,145 liegt unter b = 0,5 → Strömung ist choked. Normvolumenstrom qn = C·p1 = 7,013 dm³/s = 420,8 Nl/min, Massenstrom ≈ 8,44 g/s.
Quellen und Grenzen: ISO 6358-1:2013 (stationäre Kennwerte und Durchflussgleichung). Dieser Rechner wendet bereits bekannte Prüfkennwerte C, b und m an; er bestimmt sie nicht aus Messdaten – das wäre eine Parameteridentifikation nach dem in ISO 6358-1/-2 beschriebenen Prüfverfahren.
Berechne Massen- und Normvolumenstrom eines Bauteils aus dessen bereits bekannten Prüfkennwerten C, b und m und erkenne den Übergang zwischen kritischer und unterkritischer Strömung.
ISO 6358 besteht aus mehreren Teilen mit unterschiedlichem Zweck: Teil 1 legt die stationären Kenngrößen (Schallleitwert C, kritisches Druckverhältnis b) und die Durchflussgleichung fest, Teil 2 beschreibt alternative Prüfverfahren (Charge-/Discharge-Methode) zur Ermittlung dieser Kenngrößen, Teil 3 behandelt die Berechnung von Systemeigenschaften aus bekannten Komponentenkennwerten mehrerer in Reihe geschalteter Bauteile. Dieser Rechner wendet ausschließlich die Durchflussgleichung aus Teil 1 auf ein einzelnes Bauteil mit bereits bekannten C-, b- und m-Werten an. Er bestimmt diese Kennwerte nicht aus Rohmessdaten – das wäre eine Parameteridentifikation nach dem in Teil 1 oder Teil 2 beschriebenen Prüfverfahren und ein eigenständiger Rechenschritt.
qn = C · p1 (choked, wenn p₂/p₁ ≤ b)
qn = C · p1 · [1 − ((p₂/p₁ − b)/(1 − b))²]^m (subsonic, wenn p₂/p₁ > b)p1 = p1,g + 1,01325 (Absolutdruck aus Überdruck)| Symbol / Eingabe | Bedeutung |
|---|---|
| C | Schallleitwert des Bauteils in dm³/(s·bar), Prüfkennwert nach ISO 6358-1. |
| b | Kritisches Druckverhältnis, unterhalb dessen die Strömung choked ist. |
| m | Exponent der Unterkritik-Kennlinie, Prüfkennwert (häufig um 0,5, aber nicht pauschal). |
| p1, p2 | Absolutdruck vor und nach dem Bauteil. |
| qn | Normvolumenstrom bei Referenzbedingungen. |
Vordruck p₁, Nachdruck p₂ (jeweils als Überdruck), Schallleitwert C, kritisches Druckverhältnis b und Exponent m aus dem Bauteil-Prüfprotokoll, sowie die Lufttemperatur. C und b stammen aus der standardisierten Bauteilprüfung und sind keine universellen Ventilkonstanten. Das Druckverhältnis entscheidet, ob eine weitere Absenkung des Nachdrucks den Massenstrom noch erhöht; Temperatur verändert die Dichte und damit den Durchfluss.
Trage Vordruck, Nachdruck, den Schallleitwert C, das kritische Druckverhältnis b und den Exponenten m des Bauteils (aus dem Prüfprotokoll oder Herstellerdatenblatt) sowie die Lufttemperatur ein. Der Rechner erkennt automatisch, ob die Strömung unterkritisch oder überkritisch (choked) ist.
C = 1 dm³/(s·bar), b = 0,5, m = 0,5, p₁ = 6 bar(g), p₂ = 0 bar(g), T = 20 °C: Absolutdruck p1 = 7,013 bar, Druckverhältnis p₂/p₁ = 0,145 liegt unter b = 0,5 → Strömung ist choked. Normvolumenstrom qn = C·p1 = 7,013 dm³/s = 420,8 Nl/min, Massenstrom ≈ 8,44 g/s.
Solange p₂/p₁ unter dem kritischen Druckverhältnis b bleibt, herrscht am engsten Querschnitt Schallgeschwindigkeit – der Normvolumenstrom ist dann allein durch p₁, C und die Temperatur bestimmt und reagiert nicht mehr auf eine weitere Absenkung von p₂. Oberhalb von b sinkt der Durchfluss mit steigendem p₂/p₁ nach der Näherungsgleichung, bis bei p₂ = p₁ kein Durchfluss mehr stattfindet. Diese Unterscheidung ist keine Nebensache: Wird ein Ventil im Betrieb versehentlich im unterkritischen Bereich betrieben, obwohl die Auslegung von choked-Strömung ausgeht, liefert es spürbar weniger Durchfluss als erwartet.
Drücke in bar(g) als Eingabe, intern in bar(a) umgerechnet; Schallleitwert C in dm³/(s·bar); Massenstrom in g/s, Normvolumenstrom in Nl/min.
Prüfen, ob ein Ventil mit gegebenem C-Wert den benötigten Massenstrom bei den vorgesehenen Druckverhältnissen liefert, Vergleichen mehrerer Ventile anhand ihrer Herstellerkennwerte, Abschätzen des Luftverbrauchs eines bekannten Bauteils im Betriebspunkt.
ISO 6358-1:2013 (stationäre Kennwerte und Durchflussgleichung). Dieser Rechner wendet bereits bekannte Prüfkennwerte C, b und m an; er bestimmt sie nicht aus Messdaten – das wäre eine Parameteridentifikation nach dem in ISO 6358-1/-2 beschriebenen Prüfverfahren.
Typischer Fehler: C, b und m nicht pauschal von einem anderen Ventil oder einer anderen Baugröße übernehmen – alle drei Werte stammen aus einer genormten Prüfung nach ISO 6358-1 oder -2 und gelten nur für das konkret geprüfte Bauteil. Aus einem einzelnen Wertepaar (nur Gesamtdurchfluss und Gesamtdruckdifferenz) lassen sich C, b und m nicht eindeutig zurückrechnen – dafür ist eine Messreihe über mehrere Druckverhältnisse nötig.
C beschreibt den maximal möglichen Normvolumenstrom eines Bauteils je bar Absolutdruck bei choked-Strömung – ein Kennwert der Bauteilgeometrie, ermittelt in einer genormten Prüfung nach ISO 6358-1, keine universelle Konstante.
Das Druckverhältnis p₂/p₁, unterhalb dessen die Strömung am engsten Querschnitt Schallgeschwindigkeit erreicht und der Durchfluss nicht mehr von einer weiteren Absenkung von p₂ abhängt (choked flow).
Strömung mit Schallgeschwindigkeit am engsten Querschnitt: Der Massenstrom ist dann allein durch den Vordruck bestimmt, eine weitere Absenkung des Nachdrucks bringt keinen zusätzlichen Durchfluss mehr.
Ein einzelner Messpunkt liefert nur ein Wertepaar aus Druckverhältnis und Durchfluss; C, b und m beschreiben aber eine ganze Kennlinie über den gesamten Druckbereich. Erst mehrere Messungen bei unterschiedlichen p₂/p₁ legen alle drei Parameter eindeutig fest – dieser Rechner setzt diese Kennwerte bereits als bekannt voraus.
Teil 1 definiert die stationären Kenngrößen und die Durchflussgleichung für ein einzelnes Bauteil (Basis dieses Rechners). Teil 2 beschreibt ein alternatives Prüfverfahren (Charge-/Discharge-Methode) zur Ermittlung derselben Kenngrößen. Teil 3 behandelt die Berechnung von Systemeigenschaften aus den bekannten Kennwerten mehrerer in Reihe geschalteter Komponenten.
Für Bauteile ohne gültige ISO-6358-Prüfwerte, für stark instationäre oder pulsierende Betriebsbedingungen sowie für Netzwerke mehrerer Komponenten – Letzteres behandelt ISO 6358-3 mit eigenen Kombinationsregeln, nicht dieser Einzelbauteil-Rechner.
Alle wesentlichen Einflussgrößen werden als Eingabe oder Zwischenergebnis gezeigt. Prüfen Sie Faktoren, Werkstoffwerte und Randbedingungen gegen die vollständige Norm.
Die lokalen Normblätter liefern Begriffe und Reihenwerte. Dieses Tool kennzeichnet bewusst den vereinfachten Umfang und behauptet keine Konformität.
Ergebnis als Startpunkt für Auswahl und Plausibilisierung verwenden; Herstellerdaten, Lastkollektive und Sicherheitsanforderungen anschließend nachweisen.