Lochrasterkanal


Eine häufige Aufgabenstellung in der Strömungstechnik ist die gleichmäßige Verteilung eines Fluids über eine Fläche, z.B. zur Erwärmung. Kühlung oder Trocknung. Wenn im Folgenden die Rede von „Trockengut“ ist, dann ist das synonym zu „Heizgut“, „Kühlgut“ oder anderweitig zu beaufschlagender Fläche zu verstehen.

Zunächst ist dafür zu sorgen, daß die gesamte Oberfläche des Trockenguts gleichmäßig überströmt wird. Dabei muß die Trockenluft nicht nur gleichmäßig über die Oberfläche des Trockengutes verteilt werden, sondern sie muß auch ungehindert wieder abströmen können. Das hier vorgestellte Design stellt beides durch eine Reihe von Rechteckrohren sicher, die auf von den Seiten mit Luft versorgt werden und diese über das Trockengut verteilen.

Der Kanalquerschnitt beträgt ein mehrfaches der Summe der Lochquerschnitte. Das stellt annähernd gleichen statischen Druck und damit gleichen Volumenstrom an allen Löchern sicher.


Die in der Literatur gängigen Faustformeln folgen aus den Grundgleichungen der Strömungsmechanik, für die man weder höhere mathematische Kenntnisse, noch Simulationsmöglichkeiten benötigt.

Der Versatz der Löcher um eine halbe Rasterabstand dient dazu, einer Streifenbildung auf dem Trockengut vorzubeugen.

Die Praxis hält aber eine ganz andere Überraschung bereit:

Am Ende des Kanals strömt die Luft wie erwartet fast in Achsrichtung der Bohrungen aus. Die Geschwindigkeit der anströmenden Luft im Kanal ist fast gleich null. Im Lochquerschnitt wird der statische Druck im Kanal vollständig in kinetische Energie des ausströmenden Strahls umgewandelt.


Am Anfang des Kanals gelten annähernd gleiche Druckverhältnisse und damit strömt pro Loch der gleiche Volumenstrom aus. Hier überlagert sich aber die Strömungsgeschwindigkeit im Kanal und führt zu Schrägausströmung. Das bedeutet, daß der Luftstrahl an einer ganz anderen Stelle das Trockengut erreicht, als es nach Design des Lochbildes geplant war.


  • Statt Streifen auf dem Trockengut zu kompensieren, bewirkt die versetzte Lochanordnung genau das Gegenteil – sie verstärkt die Streifenbildung.
  • Was in den Bildern auf den ersten Blick zu sehen ist, ist in der Praxis leider sehr aufwendig zu messen. Im vorliegenden Fall wurden erst nach der Inbetriebnahme der Trockenstrecke Streifen im Trockengut festgestellt.
  • Mit einem einfachen Simulationsprojekt wäre das Problem rechtzeitig erkannt worden und es wäre mit einfachen Gegenmaßnahmen zu beheben gewesen.