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SimuPipe

Druckverlust-Rechner für Rohrleitungen

Berechnen Sie Druckverlust, Höhenverlust, Strömungsgeschwindigkeit und Reibungsfaktor für die Rohrströmung mit Darcy-Weisbach (Colebrook-White) oder Hazen-Williams.

Rohr & Durchfluss
Fluideigenschaften
Dichte:998.21 kg/m³
Dynamische Viskosität:1.002 cP
Formstücke (Äquivalentlänge)Anzeigen
Ergebnisse
Druckverlust
1.4931
Höhenverlust
0.15252
Geschwindigkeit
0.3537
Reynolds-Zahl
35243
Reibungsfaktor (f)
0.023915
Strömungsregime
Turbulent
Druckverlust in Rohrleitungen verstehen

Der Druckverlust ist der Druckabfall, der durch ein Fluid beim Strömen durch eine Rohrleitung entsteht. Er hängt vom Rohrdurchmesser, der Länge, der inneren Rauigkeit, der Strömungsgeschwindigkeit sowie der Dichte und Viskosität des Fluids ab. Eine genaue Berechnung des Druckverlusts ist entscheidend für die Auslegung von Pumpen, die Wahl des Rohrdurchmessers und die Sicherstellung ausreichenden Drucks an den nachgeschalteten Anlagen.

Darcy-Weisbach-Methode

Die Darcy-Weisbach-Gleichung ist der allgemeinste und theoretisch fundierteste Ansatz zur Berechnung von Druckverlusten. Sie funktioniert für jedes Newtonsche Fluid (Wasser, Öl, Gas, Kältemittel), jedes Strömungsregime (laminar, Übergang, turbulent) und jede Rohrgröße.

hf=f⋅LD⋅V22gh_f = f \cdot \frac{L}{D} \cdot \frac{V^2}{2g}
  • hfh_f — Höhenverlust durch Reibung (m)
  • ff — Reibungsfaktor nach Darcy (aus der Colebrook-White-Gleichung)
  • LL — Rohrlänge
  • DD — Innendurchmesser
  • VV — Strömungsgeschwindigkeit
  • gg — Erdbeschleunigung

Der Reibungsfaktor f wird iterativ aus der Colebrook-White-Gleichung bestimmt, die f mit der Reynolds-Zahl und der relativen Rohrrauigkeit (ε/D) verknüpft. Dieser Rechner löst die Gleichung automatisch.

Hazen-Williams-Methode

Die Hazen-Williams-Formel ist eine empirische Gleichung, die in der Auslegung von Wasserverteilungsnetzen weit verbreitet ist. Sie ersetzt Viskosität und Rauigkeit durch einen einzigen C-Faktor (Rauigkeitskoeffizient) und ist dadurch einfacher, aber weniger allgemein gültig.

hf=10.67⋅L⋅Q1.852C1.852⋅D4.8704h_f = \frac{10.67 \cdot L \cdot Q^{1.852}}{C^{1.852} \cdot D^{4.8704}}
  • hfh_f — Höhenverlust durch Reibung (m)
  • CC — Hazen-Williams-Koeffizient (typischerweise 100-150)
  • QQ — Volumenstrom
  • DD — Innendurchmesser
  • LL — Rohrlänge

Hazen-Williams ist nur zuverlässig für Wasser bei Raumtemperatur (5-25 °C) in turbulenter Strömung durch Rohre mit einem Durchmesser von mehr als etwa 50 mm. Für Gase, Öle oder Kältemittel ist sie nicht anwendbar.

Welche Methode sollten Sie verwenden?

Darcy-Weisbach ist die empfohlene Standardmethode für allgemeine ingenieurtechnische Berechnungen. Sie ist genauer und für alle Fluide und Strömungsbedingungen anwendbar.

Hazen-Williams ist geeignet, wenn Sie kommunale Wasserverteilungsnetze auslegen, EPANET-Modelle importieren oder wenn die Projektspezifikation direkt C-Faktoren vorgibt.

Eine ausführlichere Gegenüberstellung finden Sie in unserem Blogbeitrag: Darcy-Weisbach vs. Hazen-Williams.

Formstücke und Äquivalentlänge

Rohrformstücke (Bögen, T-Stücke, Ventile, Reduzierungen) erzeugen zusätzliche Druckverluste über die reine Rohrreibung hinaus. Dieser Rechner verwendet die Äquivalentlängen-Methode (Crane TP-410 L/D-Verhältnisse), um jedes Formstück als äquivalente Länge eines geraden Rohrs auszudrücken. Diese Länge wird zur Gesamtrohrlänge addiert, bevor der Druckverlust berechnet wird.

Häufig gestellte Fragen

Was ist der Unterschied zwischen Darcy-Weisbach und Hazen-Williams?
Darcy-Weisbach ist eine universelle Gleichung, die für jedes Newtonsche Fluid und jedes Strömungsregime funktioniert. Sie nutzt die Rohrrauigkeit und den Reibungsfaktor nach Colebrook-White. Hazen-Williams ist eine empirische Formel, die auf Wasser (oder ähnliche Flüssigkeiten) in turbulenter Strömung beschränkt ist und einen dimensionslosen C-Faktor verwendet. Darcy-Weisbach ist genauer, erfordert aber die Fluidviskosität; Hazen-Williams ist einfacher und wird in der Wasserverteilungsplanung häufig eingesetzt.
Welchen Wert für die Rohrrauigkeit sollte ich verwenden?
Die Rauigkeit hängt vom Material und Zustand ab. Typische Werte: Handelsstahl 0,045 mm, Edelstahl 0,015 mm, Kupfer 0,0015 mm, PVC/HDPE 0,0015 mm, Gusseisen 0,26 mm, Beton 0,3-3 mm. Gealterte oder korrodierte Rohre haben eine höhere Rauigkeit. Im Zweifelsfall verwenden Sie Herstellerangaben oder runden Sie konservativ auf, um den Druckverlust nicht zu unterschätzen.
Wie berücksichtige ich Formstücke und Ventile beim Druckverlust?
Formstücke werden üblicherweise als äquivalente Längen geraden Rohrs dargestellt (L/D-Methode aus Crane TP-410). Ein 90°-Standardbogen entspricht beispielsweise etwa 30 Rohrdurchmessern. Dieser Rechner enthält ein Eingabefeld für die äquivalente Länge der Formstücke, die zur geraden Rohrlänge addiert wird, bevor der gesamte Druckverlust berechnet wird.
Was ist der Unterschied zwischen Überdruck und Absolutdruck?
Der Überdruck (Manometerdruck) wird relativ zum atmosphärischen Druck gemessen (0 psig = 1 atm). Der Absolutdruck schließt den atmosphärischen Druck ein (0 psia = absolutes Vakuum). Bei Druckverlustberechnungen ist der Druckabfall (Δp) in beiden Systemen gleich, aber Eintritts- und Austrittsdrücke müssen konsistent sein. Dieser Rechner gibt den Druckabfall aus, der unabhängig vom Bezugssystem ist.
Kann ich diesen Rechner für Gas- oder Dampfleitungen verwenden?
Ja, bei moderatem Druckverlust (unter etwa 10 % des Eintrittsdrucks) liefert die inkompressible Darcy-Weisbach-Gleichung für Gase brauchbare Ergebnisse. Bei größerem Druckverlust oder kompressibler Strömung benötigen Sie eine kompressible Strömungsgleichung, die die Gasausdehnung entlang der Leitung berücksichtigt. Die Simulationsengine von SimuPipe enthält dafür einen isothermen kompressiblen Solver.

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