Volumenstrom aus Querschnitt und Geschwindigkeit
Wie viel Volumen strömt pro Sekunde durch eine Fläche A mit der Geschwindigkeit v?
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
| Symbol | Bedeutung | Einheit |
|---|---|---|
| Volumenstromdurchströmtes Volumen je Sekunde (1 m³/s = 3 600 m³/h = 60 000 l/min) | m³/s | |
| durchströmte Querschnittsflächefreier Querschnitt senkrecht zur Strömungsrichtung | m² | |
| mittlere Strömungsgeschwindigkeitüber den Querschnitt gemittelte Geschwindigkeit | m/s |
Rechenweg
- 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?
- Gegeben: A = 0,002 m², v = 1,5 m/s. Gesucht: V̇.
- Formel: V̇ = A · v.
- Einsetzen: V̇ = 0,002 m² · 1,5 m/s = 0,003 m³/s.
- Umrechnen in m³/h: 0,003 m³/s · 3 600 s/h = 10,8 m³/h.
- 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.