Absolutdruck versus Relativdruck
Im Apparatebau für die thermische und mechanische Verfahrenstechnik spielen Druckangaben eine zentrale Rolle. Verfahrensapparaten ist bauartbedingt häufig ein maximal zulässiger Überdruck zugeordnet. Ebenso wichtig ist die Frage, ob ein Apparat ein Vakuum im Inneren sicher ertragen kann.
Nicht alle Behälter sind vakuumfest. Ein Flüssigkeitsbehälter oder ein Silo für pulvrige Produkte kann bei Unterdruck beispielsweise durch Beulen oder eine instabile Wandung sehr schnell beschädigt werden. Umgekehrt kann auch ein unzulässiger Überdruck einen Apparat irreparabel beschädigen. Deshalb muss immer eindeutig definiert sein, ob sich eine Druckangabe auf den Atmosphärendruck oder das Vakuum bezieht. Der Relativdruck ist die Druckdifferenz zum jeweils herrschenden Atmosphärendruck. In der Praxis wird er häufig als Überdruck angegeben und kann positiv oder negativ sein. Der Absolutdruck bezieht sich dagegen auf den Druck Null im absoluten Vakuum.
Die Formel für die Umrechnung lautet:
- p_(abs) = p_(rel) + p_(atmos)
- p_(rel) = p_(abs) - p_(atmos)
Der Luftdruck auf Meereshöhe schwankt je nach Wetterlage und Standort. Dadurch ändern sich Relativdruckangaben leicht, während Absolutdruckangaben davon unabhängig sind. Für technische und wissenschaftliche Berechnungen werden deshalb meist Absolutdruckwerte verwendet.
In der Vakuumtechnik werden grob verschiedene Druckbereiche unterschieden:
- Grobvakuum: 1 bar bis 1 mbar
- Feinvakuum: 1 mbar bis 10^(−3) mbar
- Hochvakuum: 10^(−3) bis 10^(−7) mbar
- Ultrahochvakuum: kleiner als 10⁻⁷ mbar.
Bei Synthesereaktoren und Vakuum-Mischtrocknern gibt es häufig zwei Druckräume. Der Prozessraum ist der Raum, in dem die Produkte gemischt oder getrocknet werden. Dazu gehört oft auch der aufgesetzte Filter. Der Doppelmantelraum ist der Bereich, in dem das Wärmeträgermedium, zum Beispiel Thermoöl, Wasser oder Wasserdampf, zirkuliert. Der jeweils zulässige Überdruck hat großen Einfluss auf die Bauart, die Wandstärke, das Dichtkonzept und den Preis eines Apparats. Drucktragende Ausrüstungsteile können im Versagensfall erhebliche Gefahren verursachen und müssen daher nach den jeweils geltenden Normen und Richtlinien ausgelegt, gefertigt und zugelassen werden.