Der Volumenstrom ist eine wichtige Größe in vielen Branchen – sei es in der Klimatechnik, im Maschinenbau oder in der Umwelttechnik. Aber was genau ist der Volumenstrom und wie kann er bestimmt werden? In diesem Artikel erläutern wir Ihnen die Grundlagen des Volumenstroms, seine Berechnung sowie den Zusammenhang mit Querschnittsfläche und Strömungsgeschwindigkeit. Zusätzlich stellen wir Ihnen unseren neuen Volumenstrom-Rechner vor, der Ihnen die Berechnung noch einfacher macht.
Was ist Volumenstrom?
Der Volumenstrom ist das Volumen einer Flüssigkeit oder eines Gases, das innerhalb einer bestimmten Zeit durch einen Querschnitt strömt. Er wird in Kubikmetern pro Sekunde (m³/s), Liter pro Minute (l/min) oder in anderen ähnlichen Einheiten gemessen. Diese Größe ist entscheidend, um zu verstehen, wie Fluide – also Gase oder Flüssigkeiten – in Systemen bewegt werden und wie Maschinen oder Anlagen konzipiert werden müssen, um eine bestimmte Menge an Fluid zu transportieren.
Zur Vereinfachungen gehen wir hierbei von idealisierten, d. h. inkompressiblen, Fluiden aus – wie beispielsweise Wasser.
Die Volumenstrom-Formel
Die gängigste Formel zur Berechnung des Volumenstroms lautet:
Q = A x v
Hierbei steht Q für den Volumenstrom, A für die Querschnittsfläche des Rohres oder Kanals und v für die mittlere Strömungsgeschwindigkeit des Fluids. Diese Formel zeigt den direkten Zusammenhang zwischen der Querschnittsfläche, durch die das Fluid fließt, der Geschwindigkeit des Fluids und dem resultierenden Volumenstrom. Der Volumenstrom ist dabei direkt proportional zur Querschnittsfläche und zur Strömungsgeschwindigkeit: Ist die Fläche größer oder die Geschwindigkeit höher, so erhöht sich auch der Volumenstrom.
Eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit kann jedoch auch zu erhöhten Reibungsverlusten führen und somit eine leistungsstärkere Pump- oder Antriebstechnik erfordern. Hier gilt es, einen idealen Mittelweg zu finden, um Energieeffizienz und Materialbeanspruchung zu optimieren.
Hierbei ist wichtig, dass die Volumenstrom-Formel auf der Annahme der mittleren Strömungsgeschwindigkeit basiert. Die Strömungsgeschwindigkeit innerhalb eines Rohres oder Kanals ist nämlich nicht überall konstant. Näher am Rand, dort wo das Fluid in Kontakt mit der Wand ist, ist die Geschwindigkeit aufgrund der Reibung geringer als in der Mitte. Diese Variation der Geschwindigkeit über den Querschnitt ist bei turbulenten oder nicht-laminaren Strömungen noch ausgeprägter.
Laminare Strömungen, bei denen sich das Fluid in parallelen Schichten ohne Vermischung bewegt, treten typischerweise nur bei niedrigen Geschwindigkeiten und in kleinen Rohren oder bei sehr viskosen Fluiden auf. In den meisten realen Anwendungen, besonders bei höheren Geschwindigkeiten oder in größeren Rohren, wird die Strömung jedoch überwiegend turbulent sein. Bei einer turbulenten Strömung mischen sich die verschiedenen Fluidschichten, was zu einer gleichmäßigeren Geschwindigkeitsverteilung im Querschnitt führt.
Wenn es also um die Berechnung des Volumenstroms geht, wird auf die mittlere Strömungsgeschwindigkeit abgestellt, welche die durchschnittliche Geschwindigkeit des Fluids über den gesamten Querschnitt angibt.
Einheiten des Volumenstroms
Der Volumenstrom, der angibt, wie viel Volumen eines Fluids pro Zeiteinheit durch einen bestimmten Querschnitt fließt, wird international in einer Vielzahl von Einheiten ausgedrückt. Die Standard-SI-Einheit des Volumenstroms ist Kubikmeter pro Sekunde (m³/s), eine Maßeinheit, die für große industrielle Anwendungen gebräuchlich ist. In technischen Anwendungen und im Alltagsgebrauch findet man häufig auch die Angabe in Litern pro Minute (l/min) oder in Kubikmetern pro Stunde (m³/h). Diese sind besonders in der Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik sowie in der Hydraulik relevant, da sie dem Anwendungskontext besser entsprechen und leichter zu handhaben sind.
Nutzen Sie unseren Volumenstrom-Rechner
Mit unserem neuen Volumenstrom-Rechner können Sie Volumenstrom, Strömungsgeschwindigkeit bzw. Rohrinnendurchmesser schnell und unkompliziert berechnen. Geben Sie einfach die bekannten Variablen ein und unser Rechner liefert Ihnen den Volumenstrom in der gewünschten Einheit. Dieses Werkzeug spart Ihnen Zeit und reduziert die Fehlerquote bei der Berechnung manuell.
Ob Sie in der Heizungs- und Lüftungstechnik tätig sind, im Bereich der Wasseraufbereitung arbeiten oder in anderen industriellen Anwendungen mit Fluidströmungen zu tun haben – unser Volumenstrom-Rechner wird zu einem einfachen Werkzeug für Ihren Arbeitsalltag.
Messung des Volumenstroms mit den Volumenstrommessgeräten von SEIKOM Electronic
Für eine genaue Bestimmung des Volumenstroms oder der Strömungsgeschwindigkeit in Rohrleitungssystemen bieten die Volumenstrommessgeräte RLSW®8 und das demnächst erscheinende Modell RLSW®9 von SEIKOM Electronic zuverlässige Lösungen, optional sogar zur Volumenstrommessung in Umgebungen bis 350°C. Diese präzisen Instrumente sind speziell entwickelt worden, um Anwendern aus Industrie und Technik eine zuverlässige und benutzerfreundliche Messung zu ermöglichen.
Das Messprinzip des Volumenstrommessgeräts RLSW®8 basiert auf der Durchflussmessung mittels Hitzedraht-Anemometrie oder auch kalorimetrische Messmethode genannt, die selbst geringste Geschwindigkeiten und Volumenströme erfassen können. Anwender können das Gerät einfach in das Rohrleitungssystem einbringen und die Strömungsgeschwindigkeit direkt und unkompliziert messen. Das Gerät wandelt diese Messdaten automatisch in den Volumenstrom um und zeigt diesen auf einem übersichtlichen Display und stellt ein lineares Analogsignal zur Weiterverarbeitung in der SPS zur Verfügung.
Ob für Wartungsarbeiten oder zur Kontrolle von Heizungs-, Klima- und Lüftungssystemen – mit den Volumenstrommessgeräten RLSW®8 und RLSW®9 erhalten Fachleute präzise Werkzeuge an die Hand, um die Leistungsparameter ihrer Systeme optimal zu überwachen und zu regulieren. Die Messgeräte sind so konzipiert, dass sie eine einfache Handhabung ermöglichen und zugleich robust genug für den täglichen Einsatz sind. Durch die digitale Anzeige können Nutzer Messwerte präzise ablesen und für die Überwachung und Optimierung ihrer Prozesse nutzen. Dies ist insbesondere bei der Implementierung von Effizienzsteigerungsmaßnahmen oder bei der Fehleranalyse von entscheidender Bedeutung.
Unser Team unterstützt Sie gerne bei der Auswahl des geeigneten Messgeräts für Ihre Anwendung. Schauen Sie sich gern unsere unterschiedlichen Lösungen im Bereich der Strömungsüberwachung und -messung an, um mehr über unsere Geräte zur Messung und Regelung von Fluidströmungen in Ihren Anwendungen zu erfahren.
