Auslegung von Blenden und Drosselstrecken

Blenden (auch: Lochscheiben / Drosselscheiben) sowie Drosselstrecken werden insbesondere auch zur Mengenstrom-Begrenzung eingesetzt.

In Zufuhrleitungen, die Flüssigkeiten oder Gase aus Versorgungsnetzen in einzelne Anlagenteile führen, werden oft Blenden eingesetzt, die im Fall des Versagens eines Regelventils den zuführbaren Mengenstrom auf den über das dort installierte Sicherheitsventil abführbaren Mengenstrom begrenzen. In diesem Fall ist die Blende sicherheitsrelevant und muss als solche gekennzeichnet und in einen Prüfzyklus überführt werden.

Häufig werden Blenden auch in Heizdampf-Zufuhrleitungen zu Behältermänteln eingesetzt, um mit der Begrenzung des maximalen Heizdampf-Mengenstroms in den Mantel auch die maximale Heizleistung in den Behälterinnenraum zu begrenzen. Wenn die Begrenzung der Heizleistung notwendig ist, damit das Sicherheitsventil auf dem Innenraum des Behälters für den Auslegungsfall „Dampfdruckanstieg von Lösemitteln“ ausreichend dimensioniert ist, wird die Blende ebenfalls zu einem sicherheitsrelevanten Bauteil.

Insbesondere bei kompressiblen Medien ist die Bestimmung des Massenstroms über eine Blende nicht trivial. Der Mengenstrom über eine Blende ist nicht nur von den Drücken und dem Durchmesser der Blende sondern auch von der Form der Blende, vom Verhältnis des Blendendurchmessers zum Rohrleitungsinnendurchmesser und der Geometrie der Leitung abhängig. Zur Mengenstrombegrenzung sollten möglichst scharfkantige Blenden verwendet werden, da bei kritischer Strömung die Ausbildung der Vena Contracta am deutlichsten ist und der Mengenstrom insbesondere bei Schallgeschwindigkeit deutlich mehr begrenzt wird als über eine ideale Düse. Eine Blende kann also nicht einfach mit der Gleichung für Düsenströmung und konstanter Ausflussziffer berechnet werden.

Vorteile von Blenden gegenüber Drosselstrecken sind vor Allem die einfache und kostengünstige Nachrüstung, der geringe Platzbedarf und dass sie schnell und einfach ausgetauscht werden können. Nachteile sind, dass sich der Durchmesser einer Blende durch Korrosion oder Erosion verändern kann und dass sie im Gegensatz zu einer Drosselstrecke von außen nicht sichtbar ist. Die Strömung durch eine Drosselstrecke ist in der Regel auch wesentlich leiser als über eine Blende.

Häufig muss der optimale Blendendurchmesser iterativ ermittelt werden, weil für den Prozess, bei kleinerem Vordruck ein bestimmter Mengenstrom für den Normalbetrieb benötigt wird, der mindestens über die Blende strömen soll, andererseits der maximale Mengenstrom bei erhöhtem Vordruck nicht größer sein darf als der über das Sicherheitsventil abführbare.

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