2 Fragen zu Rohrnetz

Im Trinkwasserrohrnetz kann auf verschiedene Weise viel Luft entstehen oder eingetragen werden: 1. **Rohrleitungsarbeiten und Reparaturen:** Bei Wartungsarbeiten, Rohrbrüchen oder dem Austausch von Leitungsabschnitten wird das Rohrnetz häufig entleert und anschließend wieder befüllt. Beim Wiederbefüllen gelangt Luft in die Leitungen, die sich als Luftpolster ansammeln kann. 2. **Undichte Stellen:** Durch undichte Stellen, insbesondere an Saugleitungen von Pumpen, kann Luft ins System gezogen werden, wenn der Druck im Rohrnetz unter den Umgebungsdruck fällt. 3. **Luft in der Wasserquelle:** In manchen Fällen enthält das Rohwasser selbst gelöste Gase (z. B. Sauerstoff, Stickstoff, Kohlendioxid), die bei Druckabfall im Netz ausperlen und als Luftblasen auftreten. 4. **Schnelle Druckänderungen:** Bei plötzlichen Druckänderungen (z. B. durch schnelles Öffnen oder Schließen von Armaturen) kann es zur sogenannten Kavitation kommen, wobei sich Gasblasen bilden. 5. **Fehlende oder defekte Entlüftungseinrichtungen:** Wenn automatische oder manuelle Entlüfter fehlen oder nicht funktionieren, kann sich Luft im System ansammeln und nicht entweichen. 6. **Pumpenbetrieb:** Bei unsachgemäßem Betrieb von Pumpen, insbesondere bei Trockenlauf oder unvollständiger Befüllung, kann Luft angesaugt und ins Netz gedrückt werden. Luft im Trinkwasserrohrnetz kann zu Problemen wie Druckstößen, Geräuschen, ungleichmäßiger Wasserverteilung oder sogar zu Unterbrechungen der Wasserversorgung führen. Daher sind regelmäßige Wartung und der Einbau von Entlüftungseinrichtungen wichtig.

Das Hardy-Cross-Verfahren ist ein iteratives Rechenverfahren, das vor allem zur Berechnung von Strömungen in verzweigten Rohrleitungsnetzen (z. B. Wasserversorgungsnetzen) verwendet wird. Es wurde von Hardy Cross in den 1930er Jahren entwickelt. **Funktionsweise im Überblick:** 1. **Netzaufteilung in Schleifen:** Das Rohrnetz wird in einzelne, geschlossene Schleifen (Kreise) unterteilt. 2. **Anfangsschätzung:** Für jede Rohrleitung im Netz wird ein Anfangswert für die Durchflussmenge angenommen. Diese Werte müssen die Kontinuitätsbedingung (Massenbilanz an jedem Knoten) erfüllen, aber nicht unbedingt die Energiegleichung (Druckverluste in den Schleifen). 3. **Berechnung der Druckverluste:** Für jede Schleife wird die Summe der Druckverluste (z. B. nach der Darcy-Weisbach-Gleichung oder Hazen-Williams-Formel) berechnet. Die Summe der Druckverluste in einer geschlossenen Schleife sollte null sein (Energieerhaltung). 4. **Korrektur der Durchflüsse:** Für jede Schleife wird eine Korrekturgröße ΔQ berechnet, mit der die Durchflüsse in den Leitungen der Schleife angepasst werden. Die Korrektur erfolgt so, dass die Summe der Druckverluste in der Schleife näher an null kommt. Die Korrektur ΔQ wird typischerweise nach folgender Formel berechnet: \[ \Delta Q = -\frac{\sum h}{n \cdot \sum \frac{|h|}{Q}} \] wobei - \(\sum h\) die Summe der Druckverluste in der Schleife ist, - \(n\) die Anzahl der Leitungen in der Schleife, - \(\sum \frac{|h|}{Q}\) die Summe der Beträge der Druckverluste geteilt durch die jeweilige Durchflussmenge ist. 5. **Wiederholung:** Die Schritte 3 und 4 werden für alle Schleifen wiederholt, bis die Korrekturen ΔQ so klein sind, dass die Druckverluste in allen Schleifen praktisch null sind. **Zusammengefasst:** Das Hardy-Cross-Verfahren ist ein iteratives Ausgleichsverfahren, das auf der Energieerhaltung in geschlossenen Kreisen eines Netzes basiert. Es wird so lange gerechnet, bis die Durchflüsse so angepasst sind, dass in jeder Schleife die Summe der Druckverluste verschwindet. **Weitere Informationen:** - [Wikipedia: Hardy-Cross-Verfahren](https://de.wikipedia.org/wiki/Hardy-Cross-Verfahren) - [Rohrnetzberechnung – Grundlagen und Beispiele](https://www.tib.eu/de/suchen/id/TIBKAT:168497960/)