Carman-Kozeny-Gleichung

Die Kozeny-Carman-Gleichung, oder Carman-Kozeny'sche Gleichung, beschreibt im Bereich der Strömungsdynamik eine Relation, um den Druckverlust eines Fluids zu berechnen, der durch eine feinkörnige[1] Schüttung von Festkörpern verursacht wird. Sie ist benannt nach Josef Kozeny und Philip C. Carman. Die Gleichung gilt nur für laminare Strömungen. Sie besagt, dass sich der Volumenstrom $ \frac{\mathrm dV}{\mathrm dt} $ durch die Druckdifferenz und den Eigenschaften der Schüttung und des Fluides berechnen lässt:

$ \frac{\mathrm dV}{\mathrm dt}={\varepsilon^3 \cdot \Delta p \cdot A \cdot d_\mathrm p^2 \over{(1- \varepsilon)^2 \cdot \eta_L \cdot H\cdot K}} $
  • $ \varepsilon $ = Porosität
  • $ \Delta p $ = Druckdifferenz oberhalb und unterhalb der Substanzsäule
  • $ A $ = Anströmfläche bzw. Querschnitt der durchströmten Substanzsäule
  • $ \eta_L $ = Viskosität des durchströmenden Fluids
  • $ H $ = Höhe der Schüttung
  • $ d_\mathrm p $ = Partikeldurchmesser

Die Konstante $ K $ ist messtechnisch zu bestimmen.[1] Fasst man die materialspezifischen Faktoren zu einem hydraulischen Widerstand $ R $ zusammen, so erhält man mit

$ \frac{\mathrm dV}{\mathrm dt}={\Delta p \cdot A \over{ \eta_L \cdot R}} $

die Darcy-Gleichung.[1]

Einzelnachweise

  1. 1,0 1,1 1,2 Walter Müller: Mechanische Grundoperationen und ihre Gesetzmäßigkeiten. Oldenbourg Verlag, 2008, ISBN 3-486-57842-1, S. 117 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).

News Meldungen



Das könnte dich auch interessieren