Massenstrom aus Volumenstrom
Wie viel Masse strömt pro Stunde, wenn Volumenstrom und Dichte bekannt sind?
Der Massenstrom ṁ (gesprochen „m Punkt“) ist die je Zeiteinheit durch einen Querschnitt fließende Masse. Er ergibt sich aus dem Volumenstrom und der Dichte des Fluids. Während der Volumenstrom von Temperatur und Druck abhängt, bleibt der Massenstrom in einer geschlossenen Leitung konstant – deshalb rechnen Energiebilanzen mit Massenströmen: Q̇ = ṁ · c · ΔT.
Der Rechner verwendet die anlagentechnischen Einheiten m³/h und kg/h. Für Wasser bei Raumtemperatur ist der Massenstrom in kg/h zahlenmäßig fast gleich dem Volumenstrom in l/h; bei Heizwasser über 60 °C, bei Glykolgemischen, Ölen oder Luft muss die tatsächliche Dichte eingesetzt werden (siehe Tabelle „Dichte von Wasser“).
Größen und Einheiten
| Symbol | Bedeutung | Einheit |
|---|---|---|
| Massenstromdurchströmende Masse je Stunde (kg/h ÷ 3 600 = kg/s) | kg/h | |
| Dichte des Fluidsbei Betriebstemperatur; Wasser 20 °C ≈ 998, 60 °C ≈ 983 | kg/m³ | |
| VolumenstromVolumenstrom bei Betriebstemperatur | m³/h |
Rechenweg
- Werte eintragen, eine Größe leer lassen, „Lösen“ drücken.
Ergebnis ohne Gewähr – ersetzt keine Fachplanung.
Beispiel
Ein Heizkreis mit Vorlauf 70 °C und Rücklauf 50 °C führt 2,5 m³/h. Welcher Massenstrom fließt, wenn mit der Dichte bei der mittleren Temperatur 60 °C (ρ ≈ 983 kg/m³) gerechnet wird?
- Gegeben: ρ = 983 kg/m³ (Wasser, 60 °C), V̇ = 2,5 m³/h. Gesucht: ṁ.
- Formel: ṁ = ρ · V̇.
- Einsetzen: ṁ = 983 kg/m³ · 2,5 m³/h = 2 457,5 kg/h.
- Umrechnen: 2 457,5 kg/h ÷ 3 600 s/h ≈ 0,683 kg/s. Mit c = 4,19 kJ/(kg·K) und ΔT = 20 K überträgt dieser Kreis Q̇ = 0,683 · 4,19 · 20 ≈ 57 kW.
Ergebnis: 2 457,5 kg/h ≈ 0,683 kg/s
Gültigkeit & Hinweise
- Die Dichte bei Betriebstemperatur einsetzen: Wasser hat bei 60 °C rund 2 % weniger Dichte als bei 4 °C.
- Bei Gasen hängt die Dichte stark von Druck und Temperatur ab; Volumenstrom und Dichte müssen sich auf denselben Zustand beziehen (Betriebs- oder Normzustand).
- Umrechnung: 1 kg/s = 3 600 kg/h; 1 m³/h Wasser ≈ 1 000 kg/h.
Typische Fehler
- Volumenstrom in l/h mit Dichte in kg/m³ multipliziert – das Ergebnis wäre 1 000-fach zu groß.