Strömungsabbruch

Strömungsabbruch bezeichnet das plötzliche oder geplante Beenden eines Fluidflusses in einem System, etwa in Rohrleitungen, Kanälen oder Gehäusen. Er kann durch das Schließen einer Ventilöffnung, durch das Abbrechen einer Pumpe, durch Verblocksung oder durch gravierende Änderung der treibenden Druckdifferenz ausgelöst werden. Charakteristisch ist eine Transientensituation, bei der sich der Fluss verringert oder stoppt und Druckwellen durch das System laufen können.

Ursachen und Mechanismen umfassen schnelles oder ungleichmäßiges Schließen von Armaturen, Störungen der Pumpe, teilweise oder vollständige Blockaden, Leckagen oder Änderungen der Prozessbedingungen, die den Fluss in Grenzbereichen (z. B. Totleitungen, Sackgassen) unfähig machen, sich fortzubewegen. In kompressiblen Medien können sich bei Abbruch Druckwellen (Wasserhammer) bilden; in gasförmigen Systemen können sich Gas- bzw. Dampfblasen bilden, was den Abbruch weiter beeinflusst. Stagnation, Strömungsabriss und Strömungsabrisszonen führen zu ineffizienter Wärmeübertragung, Korrosion oder Kontamination an Toträumen.

Bedeutung und Folgen umfassen potenzielle Schäden an Rohrleitungen, Armaturen und Messgeräten, erhöhten Druckbelastungen oder Unterbrechungen der Produktion. Sicherheitsrelevante Aspekte entstehen insbesondere bei Hochdrucksystemen oder chemisch aggressive Medien. Zur Analyse dienen transiente hydraulische Berechnungen, CFD-Simulationen und Messungen von Druck- sowie Durchflussverläufen.

Maßnahmen zur Vermeidung oder Minderung von Strömungsabbrüchen umfassen sequentielle oder langsame Armaturenbetätigung, Einsatz von Stau- bzw. Dampfabsperrungen, Rückschlag- oder Membrankombinationen, Dämpfer und Sperrventile sowie ein fachgerechtes Shutdown-Management und Systemenschutz.