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Strömungslehre & Hydraulik

Hydraulische Leistung

Welche Leistung steckt in einem Volumenstrom, der gegen eine Druckdifferenz gefördert wird?

Umstellen nach

Die hydraulische Leistung ist die Leistung, die eine Pumpe oder ein Ventilator tatsächlich an das Fluid abgibt: das Produkt aus Volumenstrom und erzeugter Druckdifferenz. Sie ist die Nutzleistung der Strömungsmaschine – ohne Verluste in Laufrad, Lager und Motor. Umgekehrt ist sie die Leistung, die ein Fluid beim Durchströmen eines Widerstands als Wärme verliert.

Der Rechner verwendet den Volumenstrom in m³/h und die Druckdifferenz in Pascal, wie sie aus der Rohrnetzberechnung kommen, und liefert die Leistung in Watt. Sie ist der Ausgangspunkt für die Pumpenauswahl und für die Bewertung von Energieeffizienz: Hohe Druckverluste bei großem Volumenstrom bedeuten hohe Pumpenleistung über tausende Betriebsstunden im Jahr.

Größen und Einheiten

SymbolBedeutungEinheit
hydraulische Leistungan das Fluid abgegebene Leistung (1 kW = 1 000 W)W
Volumenstromgeförderter Volumenstromm³/h
Druckdifferenzvon der Pumpe erzeugte Druckerhöhung = Druckverlust des Netzes (1 bar = 100 000 Pa)Pa

Rechner

W
m³/h
typisch: Heizkreis 0,5 … 10 · Kühlwasser 10 … 200
Pa
typisch: Heizkreis 10 000 … 60 000 (0,1 … 0,6 bar)

Ergebnis

Rechenweg

  1. Werte eintragen, eine Größe leer lassen, „Lösen“ drücken.

Ergebnis ohne Gewähr – ersetzt keine Fachplanung.

Beispiel

Eine Heizkreispumpe fördert 2,5 m³/h gegen einen Netzdruckverlust von 0,3 bar. Welche hydraulische Leistung gibt sie an das Wasser ab?

  1. Gegeben: V̇ = 2,5 m³/h = 2,5 ÷ 3 600 m³/s = 6,944 · 10⁻⁴ m³/s, Δp = 0,3 bar = 30 000 Pa. Gesucht: P.
  2. Formel: P = V̇ · Δp (mit V̇ in m³/s und Δp in Pa = N/m² ergibt sich N·m/s = W).
  3. Einsetzen: P = 6,944 · 10⁻⁴ m³/s · 30 000 Pa ≈ 20,8 W.
  4. Bewertung: Die reine Förderarbeit ist klein; die elektrische Leistungsaufnahme der Pumpe liegt wegen des Wirkungsgrads deutlich höher (siehe Pumpen-Antriebsleistung).

Ergebnis: ≈ 20,8 W

Gültigkeit & Hinweise

  • Gilt für inkompressible Fluide; bei Ventilatoren mit kleinen Druckerhöhungen (bis einige kPa) ebenfalls anwendbar.
  • Einheitenkontrolle: m³/s · Pa = m³/s · N/m² = N·m/s = W. Der Rechner teilt den Volumenstrom in m³/h intern durch 3 600.
  • Die hydraulische Leistung ist die Nutzleistung; die Antriebsleistung ist um den Gesamtwirkungsgrad größer.

Typische Fehler

  • Druckdifferenz in bar statt Pa eingesetzt (0,3 bar = 30 000 Pa).
  • Volumenstrom in m³/h direkt mit Pa multipliziert, ohne durch 3 600 zu teilen – Ergebnis 3 600-fach zu groß.
Verwandte Formeln:Quelle: Grundlagen Strömungsmaschinen (z. B. Bohl/Elmendorf: Strömungsmaschinen; Recknagel/Sprenger)