Zum Inhalt springen

Strömungslehre & Hydraulik

Volumenstrom aus Querschnitt und Geschwindigkeit

Wie viel Volumen strömt pro Sekunde durch eine Fläche A mit der Geschwindigkeit v?

Umstellen nach

Der Volumenstrom V̇ (gesprochen „V Punkt“) ist das Fluidvolumen, das je Zeiteinheit durch einen Querschnitt fließt. Er ergibt sich aus der durchströmten Fläche A und der mittleren Strömungsgeschwindigkeit v. Die Formel ist die Grundgleichung jeder Durchfluss- und Lüftungsrechnung und gilt für jeden Querschnitt – Rohr, Rechteckkanal oder offenes Gerinne –, solange die Fläche senkrecht zur Strömungsrichtung gemessen wird.

Der Rechner arbeitet in SI-Einheiten (m², m/s, m³/s). In der Anlagentechnik werden Volumenströme meist in m³/h (Lüftung, Heizkreise) oder l/min (Sanitär, Hydraulik) angegeben; die Umrechnung zeigt das Beispiel. Für Rohre mit Kreisquerschnitt gibt es den eigenen Rechner „Volumenstrom im Rohr“, der direkt mit dem Innendurchmesser rechnet.

Größen und Einheiten

SymbolBedeutungEinheit
Volumenstromdurchströmtes Volumen je Sekunde (1 m³/s = 3 600 m³/h = 60 000 l/min)m³/s
durchströmte Querschnittsflächefreier Querschnitt senkrecht zur Strömungsrichtungm²
mittlere Strömungsgeschwindigkeitüber den Querschnitt gemittelte Geschwindigkeitm/s

Rechner

m³/s
m²
typisch: Rohr DN 50 ≈ 0,002 · Kanal 500 × 300 mm = 0,15
m/s
typisch: Wasser 0,3 … 3 · Luft 2 … 10

Ergebnis

Rechenweg

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

Ergebnis ohne Gewähr – ersetzt keine Fachplanung.

Beispiel

Durch eine Kühlwasserleitung mit einem freien Querschnitt von 0,002 m² (entspricht etwa DN 50) strömt Wasser mit 1,5 m/s. Welcher Volumenstrom fließt – in m³/s, m³/h und l/min?

  1. Gegeben: A = 0,002 m², v = 1,5 m/s. Gesucht: V̇.
  2. Formel: V̇ = A · v.
  3. Einsetzen: V̇ = 0,002 m² · 1,5 m/s = 0,003 m³/s.
  4. Umrechnen in m³/h: 0,003 m³/s · 3 600 s/h = 10,8 m³/h.
  5. Umrechnen in l/min: 0,003 m³/s · 1 000 l/m³ · 60 s/min = 180 l/min.

Ergebnis: 0,003 m³/s = 10,8 m³/h = 180 l/min

Gültigkeit & Hinweise

  • v ist die mittlere Geschwindigkeit über den Querschnitt; die Geschwindigkeit in Rohrmitte ist höher als am Rand (laminar bis zum Doppelten).
  • Umrechnungen: 1 m³/s = 3 600 m³/h; 1 m³/h = 16,67 l/min; 1 l/s = 3,6 m³/h.
  • Gilt für inkompressible Fluide; bei Gasen unter Druck ändert sich der Volumenstrom mit dem Druck (Normvolumenstrom beachten).

Typische Fehler

  • Fläche in cm² oder mm² statt m² eingesetzt (1 m² = 10 000 cm² = 1 000 000 mm²).
  • Bei Rohren den Innendurchmesser, nicht den Außendurchmesser oder die Nennweite für die Fläche verwenden.
Verwandte Formeln:Quelle: Grundlagen Strömungslehre (z. B. Tabellenbuch Metall; Bohl/Elmendorf)