Druckstoß nach Joukowsky Beim schnellen Schließen einer Armatur oder bei Pumpenausfall läuft eine Druckwelle durch die Leitung. Joukowsky liefert den Größtwert; die Schließzeit entscheidet, ob er voll wirksam wird.

Eingaben (Fachbuch Kap. 3.7.2)
GPa
GPa
mm
mm
m/s
Angesetzte Wellenfortpflanzungsgeschwindigkeit a – m/s
m/s
m
s
kg/m³
Methodik (PDF) Excel-Vorlage
Ergebnis
Druckänderung nach Joukowsky Δp
– bar
Druckhöhenänderung Δh – m WS
Reflexionszeit TR – s
Kritische Schließzeit 20 · TR – s
Abgeminderter Druckstoß nach Michaud – bar
–
Δp = ρ · a · Δv  (Joukowsky)
TR = 2 · L / a  (Reflexionszeit)
Δp ≈ 2 · ρ · L · Δv / ts  (Michaud, ts > TR)
a = √( K / ( ρ · (1 + K · dm / (ER · s)) ) )  (Korteweg)
Fundstelle Fachbuch Kap. 3.7.2 · Physikalische Grundlagen
Beurteilung Kap. 3.7.5 · Sicherheitsrelevanter Druckstoß zu erwarten, wenn t_s < 20 · T_R
Grenzen Näherung für den schnellen Schließvorgang. Ersetzt keine Druckstoßsimulation für die Ausführungsplanung. Pumpenausfall, Luftkessel, Rückschlagklappen, Hochpunkte und Teilfüllung erfordern eine genauere Betrachtung. Bei Kavitation (Säulentrennung) kann der Druckstoß den Joukowsky-Wert deutlich überschreiten.
Richtwerte Wellengeschwindigkeit je Rohrwerkstoff (Tab. 3.7-2)
Rohrwerkstoffa [m/s]
Stahl1000 – 1200
Duktiler Guss1000 – 1100
Beton / Stahlbeton900 – 1200
PE-HD300 – 400
PVC400 – 500
GFK400 – 600
Einfluss des Gasgehalts (Tab. 3.7-3)
Gasgehalt [Vol.-%]a [m/s]
0 (reines Wasser)ca. 1250
0,2ca. 450
0,4ca. 300
1,0ca. 240
Gelöste und ungelöste Gase im Abwasser senken a deutlich (Werte bei ca. 3 bar). Da der Gasgehalt im Betrieb schwankt, ist für die Auslegung der ungünstigste Fall anzusetzen: minimaler Gasgehalt, höchste Wellengeschwindigkeit, größter Druckstoß. Der Rechner verwendet deshalb den Wert ohne Gasabminderung.
Weitere Berechnungshilfen
Spezifische Drehzahl NPSH-Check Affinitätsgesetze Schaltvolumen & Schalthäufigkeit
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