Druckänderung messen - Volumenstrom (Leckage) ausgeben

zur Übersicht - Weiter - Zurück

Um den Gesamtzusammenhang richtig zu verstehen, muss zunächst geklärt werden, was Volumenstrom ist bzw. wie er definiert wird. Der Volumenstrom, auch als Durchflussrate bezeichnet, gibt an, wieviel Volumen eines Mediums sich innerhalb einer bestimmten Zeitspanne durch einen festgelegten Querschnitt bewegt. Die Kontinuitätsgleichung besagt in diesem Kontext, dass der Volumenstrom innerhalb einer Leitung immer konstant ist. Dies gilt auch, wenn sich der Querschnitt der Leitung verändert. Um den Volumenstrom zu bestimmen, werden Durchflussmessgeräte verwendet.

Druckänderungen einfach ermitteln mit unserer Online-Berechnungshilfe

In den beiden Gleichungen von Gay-Lussac und Boyle-Mariotte ist jeweils eine Variable konstant: Druck bzw. Temperatur. Um den Volumenstrom uneingeschränkt berechnen zu können, wird eine Gleichung benötigt, die den Zusammenhang zwischen allen drei Größen (Temperatur, Druck, Volumen) herstellt. Hierzu müssen die beiden Gesetze zusammengefasst werden.

Bei dem unteren Formelfenster (schwarzer Rahmen) kann durch Klicken auf das Formelfenster die entsprechende On-Line-Berechnungshilfe geöffnet werden.

Grundlage der Dichtheitsprüfung mit Druckluft ist das "Allgemeine Gasgesetz":

Gasgesetz

Durch eine entsprechende Herleitung gelangt man schließlich zu der Formel zur Ermittlung des Volumenstroms aus dem gemessenen Druckabfall bzw. Druckanstieg. Hierbei wird angenommen, dass während der Prüfung die Masse und die Temperatur konstant bleiben. In diesem Fall wird beim Ergebnis von Volumenstrom gesprochen.

In der resultierenden Formel ist das Prüfvolumen des gesamten Prüfaufbaus und der Druck gegen den die Leckage wirkt enthalten. Nur so kann die Leckage als Volumenstrom präzise ermittelt werden:

Volumenstrom-Berechnung

Wie man an dieser Formel erkennt, ist der Prüfdruck und die Gastemperatur hier nicht enthalten. Dieser Zusammenhang muss gesondert hergestellt werden. Alle Geräte mit einer Druckdifferenz-Messung arbeiten nach diesem Prinzip.

Rechenbeispiele für Druckänderungen

Beispiel 1:

Berechnung einer Leckage aus einem Druckverlust

Druckverlust dP = 100 Pa; Prüfvolumen V = 2000 cm3; Messzeit dt = 5 sek

QV = (100 * 60 * 2000) / (5 * 101325) = 23,69 cm3/min

Beispiel 2:

Berechnung der Mindest-Messzeit bei gegebener Streuung

Druckverlust dP (=minimale Streuung) = 5 Pa; Prüfvolumen V = 5000 cm3; Volumenstrom QV = 10 cm3/min

dt = (5 * 60 * 5000) / (10 * 101325) = 1,48 sek

Anwendungsbeispiele und Drucksensoren zur Leckageprüfung

Sie wollen einen Volumenstrom bzw. eine Leckage korrekt bestimmen oder Druckänderungen messen? Als qualifizierter Lecktestgerätehersteller in Deutschland verfügt APT über ein umfassendes Sortiment verschiedener Dichtheitsprüfgeräte sowie passendes Zubehör. Die Lecktestgeräte der Modellreihe PMD02 können zum Beispiel sowohl für das Massestrom- als auch Differenzdruckverfahren oder eine Kombination beider Prüfverfahren verwendet werden. Das Dichtheitsprüfgerät lässt sich aufgrund des hohen Funktionsumfanges problemlos an verschiedenste Prüfaufgaben anpassen. Durchflussprüfgeräte der Serie PMF01 bestehen wie alle Durchflussmesser aus zwei Komponenten: Sensor und Transmitter. Während der Sensor die stoffliche Beschaffenheit seiner Umgebung erfasst wandelt der Transmitter die aufgezeichneten Werte zur Weiterverarbeitung in elektrische Signale um. Wenn Sie Fragen zur APT-Prüftechnik haben stehen wir Ihnen gerne beratend zur Seite. Sprechen Sie uns an!