Volumenstrom berechnen

Volumenstrom (Q) ist das Volumen, das pro Zeiteinheit durch einen Querschnitt fließt. Formel: Q = A × v (Fläche × Geschwindigkeit). Einheiten: m³/h, l/min, l/s. Beispiel: Rohr Ø 50 mm, Geschwindigkeit 2 m/s: Q = 0,00196 m² × 2 m/s = 0,00393 m³/s = 14,1 m³/h.

1 m³/h = 16,67 l/min = 0,278 l/s. Umrechnung: m³/h × 16,67 = l/min, l/min ÷ 60 = l/s, l/s × 3600 = m³/h. Beispiel: 5 m³/h = 83,3 l/min = 1,39 l/s. Bei Pumpen wird oft l/min angegeben, bei größeren Anlagen m³/h.

v = Q / A (Geschwindigkeit = Volumenstrom / Querschnittsfläche). Beispiel: 10 m³/h durch DN 50 (A = 0,00196 m²): v = 10/3600/0,00196 = 1,42 m/s. Richtwerte: Trinkwasser 0,5-2 m/s, Heizung 0,5-1 m/s, Druckluft 6-15 m/s.

Richtwerte: Trinkwasser Hauptleitung 0,5-2,0 m/s, Warmwasser 0,5-1,5 m/s, Heizungswasser 0,3-1,0 m/s, Druckluft 6-15 m/s, Abwasser Freispiegelleitung 0,7-2,5 m/s, Öl/viskose Medien 0,5-1,0 m/s. Zu hohe Geschwindigkeiten verursachen Lärm und Verschleiß.

Rohrdurchmesser = √(4 × Q / (π × v)). Bei bekanntem Volumenstrom und gewünschter Geschwindigkeit. Beispiel: 20 m³/h bei 1 m/s: d = √(4 × 0,00556 / (π × 1)) = 0,084 m = 84 mm → nächste Nennweite DN 100. Immer auf Standardgröße aufrunden.

Druckverlust entsteht durch Rohrreibung und Formstücke (Bögen, Ventile). Formel: Δp = λ × (L/d) × (ρ × v²/2). λ = Rohrreibungsbeiwert, abhängig von Reynolds-Zahl und Rauheit. Faustregel: 100-500 Pa/m für Wasser bei 1 m/s. Pumpe muss Druckverlust überwinden.

Messmethoden: Induktive Durchflussmesser (genau, für leitfähige Flüssigkeiten), Ultraschall-Clamp-On (nicht-invasiv), Schwebekörper-Durchflussmesser (einfach, günstig), Turbinen-Durchflussmesser, Woltmann-Zähler (Wasserzähler), Blenden/Venturi (Differenzdruck). Genauigkeit 1-5 % je nach Methode.

Normvolumenstrom (Nm³/h) bezieht sich auf Normzustand (0°C, 1 bar). Betriebsvolumenstrom (m³/h) auf tatsächliche Bedingungen. Bei Gasen wichtig: Bei 20°C und 2 bar ist der Betriebsvolumenstrom etwa halb so groß wie der Normvolumenstrom. Umrechnung über ideales Gasgesetz.

Pumpenleistung: P = Q × Δp × ρ × g / η. Oder vereinfacht: P = Q × H × ρ × g / η mit Förderhöhe H. Beispiel: 10 m³/h, 20 m Förderhöhe, η = 0,6: P = 10/3600 × 20 × 1000 × 9,81 / 0,6 = 908 W. Bei der Pumpenauswahl Betriebspunkt beachten (Q-H-Kennlinie).

Reynolds-Zahl Re = v × d / ν beschreibt das Strömungsverhalten. Re < 2300: laminar (geordnet), Re > 4000: turbulent (verwirbelt). Turbulente Strömung hat höheren Druckverlust aber besseren Wärmeübergang. Für Wasser bei 20°C in DN 50 bei 1 m/s: Re ≈ 50.000 (turbulent).

Die Berechnungen basieren auf aktuellen mathematischen Formeln und Standards. Die Genauigkeit hängt von der Qualität der eingegebenen Daten ab. Für rechtlich bindende Berechnungen solltest du einen Fachexperten konsultieren.

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