@phdthesis{Koch2006, author = {Koch, Thomas}, title = {Zur empirisch / analytischen Bestimmung von Verlustbeiwerten selbstorganisierender Rauheitsstrukturen in Druckrohrleitungen}, isbn = {3-394294-19-7}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus-456}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2006}, abstract = {Beim Transport von Fl{\"u}ssigkeiten durch Rohrleitungssysteme werden sowohl die Fl{\"u}ssigkeitss{\"a}ule als auch echt gel{\"o}ste, kolloidale oder suspendierte Inhaltsstoffe bewegt. Str{\"o}mungsvorg{\"a}nge im wandnahen Bereich sind durch starke Geschwindigkeitsgradienten charakterisiert. Hier kommt es zu Wechselwirkungen zwischen dem Wandmaterial, der Fl{\"u}ssigkeit und den in der Fl{\"u}ssigkeit transportierten Inhaltsstoffen. Entsprechend differenzierter Foulingmechanismen entwickeln sich Rohrwandbel{\"a}ge, welche selbstorganisierende Strukturen aufbauen k{\"o}nnen. Die Wechselwirkung zwischen wandnahen Strukturen, der bewegten Fl{\"u}ssigkeit, Adh{\"a}sionsvorg{\"a}ngen von Inhaltsstoffen bzw. Strukturver{\"a}nderungen der Wandoberfl{\"a}che und der Erh{\"o}hung des Str{\"o}mungswiderstandes wurde bislang nur in Ans{\"a}tzen analysiert. Diese Vorg{\"a}nge k{\"o}nnen zu extremen Leistungsminimierungen der Rohrleitungssysteme bei sehr geringen Ablagerungsh{\"o}hen f{\"u}hren. Sie k{\"o}nnen selbstorganisierende Rauheitsstrukturen generieren, welche sich als riffelartige Formationen eines d{\"u}nnen Films auf der Rohrwand ausbilden. Riffelartige Ablagerungsstrukturen wurden in verschiedenen Druckrohrleitungen beobachtet. WIEDERHOLD (1949), SEIFERT und KR{\"U}GER (1950) untersuchten in diesem Zusammenhang eine Druckrohrleitung (Fernwasserleitung der Eckertalsperre), die nach kurzer Betriebsdauer eine extreme Reduktion der Durchflussleistung zeigte. In einer Betriebszeit von 3 Jahren verringerte sich die Leistungsf{\"a}higkeit der Druckrohrleitung DN 500 auf 57,1\% der urspr{\"u}nglichen Leistung. Die Vermessung des Wandbelages ergab eine durchschnittliche Riffelh{\"o}he von 0,7 mm und einen mittleren Riffelabstand von 5 mm. Unter Annahme der G{\"u}ltigkeit der Sandrauheitstheorie nach NIKURADSE kann eine {\"a}quivalente Sandrauheit von 14,6 mm bei einer tats{\"a}chlich gemessenen Riffelh{\"o}he von 0,7 mm bestimmt werden. Gegenstand der vorliegenden Untersuchungen ist es, die bislang durch Berechnungsans{\"a}tze unber{\"u}cksichtigten Formen der selbstorganisierenden Rauheiten in Druckrohrleitungen, auch bekannt als Rauheitsanomalie, zu beschreiben. Es wird eine Theorie entwickelt, die bei auftretenden selbstorganisierenden Rauheitsstrukturen die Berechnung der festzustellenden Verlusth{\"o}hen in Druckrohrleitungen zur Sicherung der dimensionierten Leistungsf{\"a}higkeit erm{\"o}glicht. Auf Basis des vorhandenen Datenmaterials wurde der durch SEIFERT und KR{\"U}GER postulierte Ansatz, von Resonanzerscheinungen zwischen Schwingungen der riffelartigen Wandbel{\"a}ge und den turbulenten Schwankungsgeschwindigkeiten, weiterentwickelt.. Diese These wurde auf Basis der durch B{\"U}NGER prognostizierten Frequenzen f{\"u}r Str{\"o}mungsvorg{\"a}nge verifiziert. Es wird ein analytisches / empirisches Modell zur Bestimmung von Widerstandsbeiwerten bei selbstorganisierender Rauheit in Druckrohrleitungen vorgeschlagen. Das Modell wurde auf der Grundlage vorhandener Messreihen validiert.}, subject = {Druckrohrleitung; Rauigkeit; Widerstandsbeiwert; Verlust; Druckrohrleitung; Verluste; Widerstandsbeiwert; Widerstandsph{\"a}nomene; Rauheiten; Flow resistance; Pressure pipelines; Self-organising roughness structure; Ripple structure roughness; Friction coefficient}, language = {de} }