Druckänderung durch Höhenunterschied in der Gasleitung
Erdgas ist leichter als Luft: In einer steigenden Leitung nimmt sein Überdruck nach oben zu. Flüssiggas ist schwerer als Luft und verliert nach oben Druck.
- ΔpH
- Druckänderung nach oben (+ Gewinn, − Verlust) mbar · Pa · hPa
- h
- Höhenunterschied (Leitung steigt um h) m
- ρL
- Dichte der Luft kg/m³
- ρG
- Dichte des Gases kg/m³
- g
- Fallbeschleunigung = 9,81 m/s²
Die Formel umgestellt
- nach ΔpH Druckänderung nach oben (+ Gewinn, − Verlust)ΔpH=h·g·(ρL−ρG)
- nach h Höhenunterschied (Leitung steigt um h)h=ΔpHg·(ρL−ρG)
- nach ρL Dichte der LuftρL=ΔpHg·h+ρG
- nach ρG Dichte des GasesρG=ρL−ΔpHg·h
Größen und Einheiten
| Zeichen | Größe | Einheiten |
|---|---|---|
| ΔpH | Druckänderung nach oben (+ Gewinn, − Verlust) | mbar, Pa, hPa |
| h | Höhenunterschied (Leitung steigt um h) | m |
| ρL | Dichte der Luft | kg/m³ |
| ρG | Dichte des Gases | kg/m³ |
| g | Fallbeschleunigung = 9,81 m/s² (Konstante) | m/s² |
Merke
Δp_H = h · g · (ρ_L − ρ_G). Innen und außen drücken je eine Säule von h Metern; der Unterschied der Säulengewichte ist die Druckänderung. Erdgas H gewinnt im Normzustand rund 0,05 mbar je Meter Steigung, Propan verliert rund 0,07 mbar je Meter.
In der Praxis
In hohen Gebäuden kann der Druckgewinn bei Erdgas den Anschlussdruck oben spürbar erhöhen; bei Flüssiggas fehlt er oben. In der Rohrnetzberechnung nach TRGI (DVGW G 600, Stand 2018, sinngemäß) wird die Druckänderung durch Höhenunterschiede zum Reibungsverlust gerechnet. Fällt die Leitung, kehrt sich das Vorzeichen um. Beide Dichten im gleichen Zustand einsetzen (z. B. beide im Normzustand).
Beispiel
Eine Erdgas-Steigleitung (ρ_G = 0,78 kg/m³) führt 30 m nach oben, die Luft hat 1,29 kg/m³. Um wie viel ändert sich der Gasdruck oben?
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