Volumenstrom
Der Volumenstrom ist das Volumen eines Mediums, das einen definierten Querschnitt pro Zeiteinheit passiert. Die Maßzahl stammt aus der Fluidmechanik, etwas ungenauere Bezeichnungen sind Durchflussrate oder -menge. Für die Konstruktion von Anlagen müssen Ingenieure den gewünschten Volumenstrom berechnen, wofür es eine Volumenstrom Formel gibt.
Bei welchen Fluiden ist der Volumenstrom wichtig?
Es handelt sich um Flüssigkeiten, darunter auch Hydrauliköl, oder Gase. Ihr Volumenstrom wird in der SI-Einheit m³/s, m³/h oder bei kleineren Mengen ml/min angegeben. Die Messung des Volumenstroms erfolgt mit Durchflussmessern. Abhängig ist der Volumenstrom a) von der Energie, mit der das Fluid durch die Anlage gepumpt wird und b) von der mittleren Strömungsgeschwindigkeit des Fluids, die wiederum durch die Querschnittsfläche der Rohre bestimmt wird. Hierbei ist zu beachten, dass Fluide in sogenannten Stromfäden fließen. Diese Stromfäden haben über den Querschnitt eines Rohres unterschiedliche und inkonstante Strömungsgeschwindigkeiten. Das spielt aber nur bei Abzweigungen und Umlenkungen des Flusses etwa an Mehrwegeventilen eine Rolle. Dennoch müssen Konstrukteure wissen, dass die Strömungsgeschwindigkeit an der Rohrwand theoretisch bei 0 liegt und in der Mitte der Strömung bei ungestörtem Fluss ihren maximalen Wert erreicht. Jedes Strömungsprofil hat eine individuelle Form, die von der Reynolds-Zahl abhängt. Sie wird in die Volumenstrom Formel integriert und erlaubt es, bei bekannter Querschnittsfläche von Rohren oder Kanälen den Volumenstrom zu berechnen. Hierfür muss die Fließgeschwindigkeit des Fluids am durchströmten Querschnitt, für den Berechnung erfolgt, bekannt sein.
Volumenstrom berechnen
Die Volumenstrom Formel lautet:
- Q (V) = A x v
Es bedeuten:
- Q oder V: Volumenstrom
- A: Rohrschnittsquerfläche an der Berechnungsstelle
- v: mittlere Strömungsgeschwindigkeit
Die Volumenstrom Formel kommt überall da zum Einsatz, wo es gilt, den theoretisch möglichen und tatsächlichen Volumenstrom zu berechnen, also in hydraulischen Systemen, bei Gasversorgern oder auch in Heizungssystemen und Anlagen für Wasser und Abwasser.