Rohrleitungsberechnung für
effiziente und belastbare Systeme
Strömung und Festigkeit von Anfang an zusammen denken
Rohrleitungssysteme müssen Medien zuverlässig transportieren und gleichzeitig den auftretenden Drücken, Temperaturen und Betriebszuständen standhalten. Entscheidend ist deshalb nicht nur ein geringer Druckverlust, sondern auch der belastbare Nachweis, dass Leitungen und Komponenten den vorgesehenen Einsatzbedingungen entsprechen.
Mit MDESIGN lassen sich Rohrleitungen normgerecht berechnen, analysieren und dokumentieren – von der hydraulischen Auslegung bis zum Festigkeitsnachweis nach DIN EN 13480-3. So entsteht eine nachvollziehbare Berechnungsgrundlage für Konstruktion, technische Prüfung und Abnahme und damit mehr Sicherheit über den gesamten Auslegungsprozess hinweg.
Standards schaffen, Engineering beschleunigen
MDESIGN schafft eine einheitliche Grundlage für Berechnungen im gesamten Team. Strukturierte Eingaben, zentral gepflegte Berechnungsgrundlagen und eine durchgängige Dokumentation sorgen dafür, dass Ergebnisse nachvollziehbar und über Projekte hinweg vergleichbar bleiben.
Seit über 40 Jahren unterstützt MDESIGN Unternehmen bei der Berechnung und Auslegung technischer Komponenten – heute mit mehr als 35.000 Anwendern weltweit.
Druckverluste und erforderliche Pumpenleistung ermitteln
Jeder Bogen, jede Armatur und jede Querschnittsänderung beeinflusst den Strömungswiderstand. Über das gesamte Leitungsnetz summieren sich diese Verluste und bestimmen, welche Förderleistung tatsächlich benötigt wird. MDESIGN process ermittelt unter anderem den Gesamtdruckverlust, die Strömungsgeschwindigkeit, Reynolds-Zahlen und Rohrreibungsverluste. Daraus lässt sich die erforderliche Pumpenleistung direkt ableiten. So können Rohrdurchmesser und Fördertechnik besser aufeinander abgestimmt werden. Unnötige Leistungsreserven lassen sich vermeiden, während gleichzeitig früh sichtbar wird, an welchen Stellen im System besonders hohe Verluste entstehen.
Das Leitungsnetz aus realen Komponenten abbilden
Gerade Leitungsabschnitte sind nur ein Teil des Gesamtsystems. Bögen, Reduzierungen, Abzweige, Ventile und weitere Armaturen verändern Strömungsverlauf und Widerstand zum Teil deutlich.
In MDESIGN lassen sich diese Elemente innerhalb eines zusammenhängenden Modells kombinieren. Geometrien, Anschlussformen und Richtungsänderungen können passend zur tatsächlichen Konstruktion aufgebaut werden.
Dadurch wird nachvollziehbar, welchen Einfluss einzelne Komponenten auf das Gesamtsystem haben. Varianten im Leitungsverlauf lassen sich früher vergleichen und ungünstige Strömungswege bereits während der Planung erkennen.
Betriebs-, Prüf- und Temperaturzustände gegenüberstellen
Normalbetrieb, Druckprüfung oder veränderte Temperaturen beanspruchen ein Leitungssystem auf unterschiedliche Weise. Je nach Fall kann deshalb eine andere Größe für die Dimensionierung maßgebend werden.
Der direkte Vergleich dieser Zustände zeigt, ob die gewählte Ausführung nur im regulären Betrieb funktioniert oder auch Prüf- und Sonderbedingungen ausreichend abdeckt.
Damit lassen sich kritische Lastfälle früh erkennen und bereits vor Freigabe oder Abnahme in der Konstruktion berücksichtigen.
Wasser & Sole
Wasser, MgCl2-Sole
Kraftstoffe & Brennstoffe
Benzin, Dieselkraftstoff, Heizöl, Spiritus
Öle
Erdöl, Spindelöl
Lebensmittel & Getränke
Bier, Wein, Milch
Technische Flüssigkeiten
Glyzerin, Frigen
Zusätzlich können eigene Medien, Stoffwerte wie Dichte oder Viskosität und unternehmensspezifische Datensätze angelegt und für wiederkehrende Rohrleitungsberechnungen genutzt werden.
Werkstoffkennwerte passend zur Temperatur verwenden
Die zulässige Beanspruchung eines Werkstoffs bleibt über den gesamten Temperaturbereich nicht konstant. Gerade bei thermisch belasteten Leitungen kann derselbe Werkstoff je nach Betriebszustand deutlich unterschiedliche Reserven besitzen.
Temperaturabhängige Spannungswerte, Elastizitätsmodule und weitere relevante Kennwerte sind für zahlreiche Rohrwerkstoffe hinterlegt und können direkt für den jeweiligen Lastfall genutzt werden.
Auch firmeneigene Materialien und interne Kennwerte lassen sich ergänzen. Wiederkehrende Berechnungen greifen dadurch auf dieselbe Datenbasis zurück, ohne Werte mehrfach zusammensuchen oder übertragen zu müssen.
Ergebnisse in konkrete Systementscheidungen übersetzen
Nach der Berechnung stehen alle relevanten Ergebnisse strukturiert und nachvollziehbar zur Verfügung. Dazu zählen unter anderem Druckverluste, Pumpenleistungen, Reynolds-Zahlen, Strömungsgeschwindigkeiten, Wanddicken, Spannungen und maximal zulässige Drücke.
Grafische Darstellungen erleichtern die schnelle Bewertung des Rohrleitungssystems und unterstützen die gezielte Optimierung bereits während der Auslegung.
01
Geführte Eingabe und strukturierte Auswertung
Die Oberfläche unterstützt bei der Berechnung und fasst hydraulische sowie mechanische Kennwerte übersichtlich zusammen. Druckverluste, Strömungsgeschwindigkeiten, Reynolds-Zahlen und Pumpenleistung lassen sich dadurch schnell erfassen, vergleichen und nachweisen.
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02
Rohrleitungssysteme im 3D-Modell aufbauen
Mit dem integrierten 3D-Assistenten werden Leitungsverlauf, Komponenten und Richtungsänderungen direkt sichtbar. Auch komplexere Netze lassen sich so übersichtlich aufbauen und geometrische Anpassungen unmittelbar nachvollziehen.
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Dokumentation und Nachweis auf Knopfdruck
Technische Dokumentation automatisch erstellen.
Alle Eingaben, Normen, Randbedingungen, Ergebnisse und Grafiken werden automatisch zu einer vollständigen Dokumentation zusammengeführt. So entstehen nachvollziehbare Nachweise für interne Entwicklung, Kunden, Prüforganisationen oder Fertigung.
STEP-Export direkt aus der Berechnung
Bauteile werden in MDESIGN modelliert, berechnet und bewertet. Die validierten Ergebnisse können anschließend direkt als STEP-Datei exportiert und in CAD-Systeme überführt werden. So bleibt der gesamte Entwicklungsprozess konsistent – ohne Medienbruch und ohne manuelle Übertragung von Geometrien.
Funktionsumfang der MDESIGN Rohrleitungsberechnung
Die Funktionen sind kompakt nach Normen, Rohrleitungssystem, Druckverlust, Festigkeitsnachweis, Medium, Werkstoffen und Ergebnissen gegliedert.
-
Normen & Berechnungsgrundlagen
- DIN EN 13480-3
- Literaturbasierte Berechnung
-
Rohrleitungssystem & Elemente
- Rohr
- Rohrbogen
- Gusskrümmer 90°
- Reduzierstück, stetig
- Reduzierstück, plötzlich
- Abzweig
- Rohreinlauf
- Rohrauslauf
- Durchgangsventil
- Eckventil
- Schieber ohne Leitrohr
- Rückschlagklappe
- Hahn mit vollem Durchgang
-
Druckverlustberechnung
Eingabewerte
- Rohrleitungselemente
- Außen- und Innendurchmesser
- Wanddicke und Länge
- Mittlere Rauheit
- Dichte des Mediums
- Kinematische Viskosität
- Volumenstrom oder Massenstrom
- Wirkungsgrad der Pumpe
- Geodätischer Höhenunterschied
Ausgabewerte
- Strömungsgeschwindigkeit
- Reynolds-Zahl
- Rohrreibungszahl
- Widerstandszahl
- Summe der Widerstandszahlen
- Länge der Rohrleitung
- Gesamter Druckverlust
- Erforderliche Pumpenleistung
- Endposition der Rohrleitung
-
Festigkeitsnachweis nach EN 13480-3
Eingabewerte
- Außen- und Innendurchmesser
- Bestellte Wanddicke
- Nennwanddicke
- Korrosionszuschlag
- Herstellungstoleranz
- Biegetoleranz
- Berechnungsdruck
- Temperatur
- Schweißnahtfaktor
- Krümmungsradius und Krümmungswinkel
- Öffnungswinkel
Ausgabewerte
- Berechnungswanddicke
- Geforderte Mindestwanddicke
- Geforderte Mindestwanddicke an Bogeninnen- und Bogenaußenseite
- Geforderte Mindestwanddicke inklusive Zuschläge und Toleranzen
- Zulässige Spannung
- Mittlere Spannung an Bogeninnen- und Bogenaußenseite
- Sicherheitsbeiwert
- Maximal zulässiger Druck
- Bedingung erfüllt
Rohrleitungselemente im Festigkeitsnachweis
- Gerade Rohre
- Rohrbögen
- Reduzierstücke
- Abzweige
-
Medium & Lastdaten
- Medium
- Dichte
- Kinematische Viskosität
- Innendruck im Betrieb
- Innendruck bei Prüfung
- Außendruck im Betrieb
- Außendruck bei Prüfung
- Temperatur im Betrieb
- Temperatur bei Prüfung
- Volumenstrom
- Massenstrom
- Wirkungsgrad der Pumpe
- Schweißnahtfaktor
-
Werkstoffe & Kennwerte
- Zugfestigkeit
- 0,2-%-Dehngrenze
- 1,0-%-Dehngrenze
- Mindestbruchdehnung
- Elastizitätsmodul
- Dichte
- Temperaturabhängige Werkstoffkennwerte
- Zulässige Spannung
-
Ergebnisse & Auswertungen
- Strömungsgeschwindigkeit
- Reynolds-Zahl
- Rohrreibungszahl
- Widerstandszahlen
- Gesamter Druckverlust
- Erforderliche Pumpenleistung
- Berechnungswanddicke
- Geforderte Mindestwanddicke
- Maximal zulässiger Druck
- Zulässige Spannung
- Sicherheitsbeiwert
- Bedingung erfüllt
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