Volumenstrom

Physikalische Größe
Name Volumenstrom
Formelzeichen der Größe Q
Größen- und
Einheiten-
system
Einheit Dimension
SI m3·s−1 L3·T−1
Siehe auch: Fluss (Physik), Massenstrom, Abfluss
Strömungs- geschwindigkeit in einem Rohr

Unter einem Volumenstrom versteht man das Volumen eines Mediums, das sich innerhalb einer Zeiteinheit durch einen Querschnitt bewegt.

Q= \dot V= \frac{dV}{dt}
Q: Volumenstrom in m³/s, l/min oder m³/h
V: Volumen in cm³, dm³ oder m³
t: Zeit in s, min oder h

Des Weiteren gilt für Fluide (z. B. Gase und Flüssigkeiten) die Beziehung:

\dot V=c\cdot A
\dot V: Volumenstrom in m³/s
c: mittlere Strömungsgeschwindigkeit in m/s
A: Querschnittsfläche an der Stelle in m²

Mit dieser Formel lässt sich bei bekannter Querschnittsfläche (Rohre, Kanäle) der Volumenstrom errechnen, wenn die Fließgeschwindigkeit an einem Ort gemessen wird.

Da die Strömungsgeschwindigkeit in einem Querschnitt nicht konstant ist (siehe Darstellung), wird die mittlere Strömungsgeschwindigkeit c durch Integration bestimmt:

c=\frac{1}{A}\cdot\int_{A} c\, \cdot \mathrm{d}A
c: Geschwindigkeit an einer Stelle des Querschnitts (Eine Funktion des Ortes f(x,y), mit Strömungsrichtung z)

Zur Messung des Volumenstromes gibt es verschiedene Durchflusssensoren (Durchflussmesser).

Benötigt man den Massenstrom \dot m in [kg/s], so gilt bei inkompressibler Strömung:

\dot m = \frac{dm}{dt} = \rho\cdot \dot V

Bei sich änderndem Querschnitt A gilt für den Volumenstrom bei konstanter Dichte wegen der Massenerhaltung:

Q = A_1 \cdot c_1 = A_2 \cdot c_2

Bezeichnungen

  • Während in der Hydrologie die Abflussmenge als Durchfluss bezeichnet wird, werden in den Natur- und Ingenieurwissenschaften beide Begriffe verwendet. (Durchflussmessung, Brennstoffdurchsatz)
  • Üblich in der Technik auch: Wassermenge, Luftmenge

Siehe auch


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