Flow rate measurement of pneumatic resistors

Zur Parametrierung von pneumatischen Widerständen in der Simulation wird oft auf das kritische Druckverhältnis b und den pneumatischen Leitwert C zurückgegriffen. Eine theoretische Ermittlung dieser Werte ist bei realen Komponenten jedoch nahezu unmöglich, da sie fast immer aus einer Kombination von Einzelwiderständen bestehen und sich schon unterschiedliche Strömungsumlen-kungen auf die Größe des Durchflusses auswirken. Als Folge davon müssen die Kennwerte messtechnisch erfasst werden. Die Definition des kritischen Druckverhältnisses und des pneumatischen Leitwertes sind ebenso wie die Methodik der Messung in der ISO 6358 festgelegt. Das kritische Druckverhältnis b bezeichnet das Verhältnis vom Auslass- zum Einlassdruck, bei dem im engsten Querschnitt des Widerstandes gerade Schallgeschwindigkeit erreicht wird. Der Leitwert C ist ein Maß für den auf den technischen Normzustand der Luft bezogenen überkritischen Durchfluss.

Prüfstand

Der Prüfstand, zur Kennwertermittlung verschiedenster pneumatischer Widerstände erfüllt verschiedene Bedingungen. Zum sind Sensoren mit entsprechenden Messbereichen für unterschiedliche Nenngrößen von Komponenten vorhanden, zum anderen ist der Prüfablauf weitestgehend automatisiert, um eine möglichst gute Reproduzierbarkeit zu erreichen.

Methode 1: Durchflussfunktion in Abhängigkeit vom Druckverhältnis

Bei dieser Methode wird bei konstantem Vordruck der Gegendruck soweit abgesenkt, bis sich der Volumenstrom nicht mehr erhöht. Dies bedeutet, dass ein überkritischer Durchfluss vorliegt, wobei an der engsten Stelle des Prüflings Schallgeschwindigkeit erreicht wird.

Methode 2: Durchflusscharakteristik bei ansteigendem Vordruck

Diese Methode eignet sich für Prüflinge, bei denen es nicht möglich ist, den Gegendruck zu variieren. Hier wird der Vordruck solange schrittweise erhöht, bis der Massenstrom proportional zum Vordruck steigt. Der Massenstrom lässt sich bei konstantem Volumenstrom (überkritische Durchströmung) nur noch durch Vergrößerung des Vordruckes erhöhen.

Technische Daten

• Volumenstrom von 10 Nl/min bis 47.000 Nl/min
• Systemdruck von 0 bar bis 16 bar