What is the difference between volumetric and mass flow rate?

Volumetric flow rate measures the volume of fluid per unit time (liters/second), while mass flow rate measures the mass per unit time (kg/second). For compressible fluids like gases, mass flow rate is more meaningful because volume changes with pressure and temperature.

What is laminar versus turbulent flow?

Laminar flow is smooth and orderly, with fluid moving in parallel layers. Turbulent flow is chaotic with eddies and mixing. The transition occurs at a Reynolds number of about 2300 for pipe flow. Most practical systems operate in turbulent flow.

How does pipe diameter affect flow rate?

Flow rate is proportional to the square of the diameter (since area = pi × r^2). Doubling the pipe diameter quadruples the cross-sectional area and thus the flow rate at the same velocity.

What is the continuity equation?

The continuity equation (A1 × v1 = A2 × v2) states that in an incompressible fluid, the product of area and velocity is constant. When a pipe narrows, the fluid speeds up, and when it widens, the fluid slows down.

How do I convert between flow rate units?

Common conversions: 1 m^3/s = 1000 L/s = 15,850 US gallons per minute. 1 liter per minute = 0.264 gallons per minute. For gas flows, always specify the reference temperature and pressure.

Flow Rate Calculator

Calculate volumetric flow rate (Q = A x v)

Flow Rate

Enter cross-sectional area and velocity

Area (m2)

Velocity (m/s)

Formula

Q = A x v

Was ist der Durchfluss?

Der Durchfluss (oder Volumenstrom) misst, wie viel Volumen eines Fluids pro Zeiteinheit einen Querschnitt passiert. Er ist grundlegend in der Strömungsmechanik und kommt in der Sanitärtechnik, Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik (HLK), Hydraulik, Verfahrenstechnik und Medizin vor. Die SI-Einheit ist Kubikmeter pro Sekunde (m³/s), obwohl Liter pro Minute (L/min) und Gallonen pro Minute (GPM) in der Praxis weit verbreitet sind.

Die Beziehung zwischen Volumenstrom, Querschnittsfläche und Fluidgeschwindigkeit wird durch die Kontinuitätsgleichung Q = A × v ausgedrückt. Das bedeutet: Bei gegebenem Volumenstrom führt ein engeres Rohr zu höherer Geschwindigkeit, ein weiteres Rohr zu niedrigerer Geschwindigkeit. Dieses Prinzip erklärt, warum Wasser an einer Düse schneller wird und warum Flüsse durch enge Schluchten schneller fließen.

So verwenden Sie diesen Rechner

Wählen Sie die gesuchte Größe: Volumenstrom (Q), Querschnittsfläche (A) oder Geschwindigkeit (v).
Geben Sie die zwei bekannten Werte mit geeigneten Einheiten ein (m³/s, m² oder m/s).
Klicken Sie auf Berechnen, um das Ergebnis sofort zu sehen.
Nutzen Sie Zurücksetzen, um die Eingaben zu leeren und neu zu beginnen.

Formel und Erläuterung

Q = A × v
A = Q / v
v = Q / A

Für Kreisrohre: A = π × (d/2)²

Q = Volumenstrom (m³/s), A = Querschnittsfläche (m²), v = mittlere Fluidgeschwindigkeit (m/s), d = Rohrdurchmesser (m). Für ein Kreisrohr gilt A = π × r². Multiplizieren Sie m³/s mit 1.000 für L/s.

Rechenbeispiele

Beispiel 1 — Wasserrohr

Ein Rohr mit 100 mm Durchmesser führt Wasser mit 2 m/s. A = π × (0,05)² = 0,00785 m². Q = 0,00785 × 2 = 0,0157 m³/s = 15,7 L/s.

Beispiel 2 — Lüftungskanal

Ein rechteckiger Kanal (0,4 m × 0,3 m) führt Luft mit 3 m/s. A = 0,4 × 0,3 = 0,12 m². Q = 0,12 × 3 = 0,36 m³/s.

Beispiel 3 — Geschwindigkeit berechnen

Ein 50-mm-Rohr soll 500 L/min = 0,00833 m³/s liefern. A = π × (0,025)² = 0,00196 m². v = Q/A = 0,00833/0,00196 = 4,25 m/s.

Häufig gestellte Fragen

Was ist der Unterschied zwischen Volumenstrom und Strömungsgeschwindigkeit?▾

Die Geschwindigkeit (v) gibt an, wie schnell das Fluid strömt (m/s). Der Volumenstrom (Q) ist das Gesamtvolumen, das pro Sekunde einen Punkt passiert (m³/s). Ein Fluss kann hohe Geschwindigkeit aber geringen Volumenstrom haben (schmal und schnell) oder niedrige Geschwindigkeit bei hohem Volumenstrom (breit und langsam).

Was ist die Kontinuitätsgleichung?▾

Die Kontinuitätsgleichung besagt, dass für ein inkompressibles Fluid bei stationärer Strömung A₁v₁ = A₂v₂ gilt. Verengt sich ein Rohr (A₂ < A₁), muss die Geschwindigkeit steigen (v₂ > v₁), um denselben Volumenstrom aufrechtzuerhalten. Das ist der Venturi-Effekt.

Was ist die Reynolds-Zahl und warum ist sie wichtig?▾

Die Reynolds-Zahl (Re = ρvD/μ) prognostiziert, ob die Strömung laminar (glatt, Re < 2.300) oder turbulent (chaotisch, Re > 4.000) ist. Laminare Strömung ist effizient und vorhersehbar; turbulente Strömung verursacht mehr Druckverlust und Energieverlust.

Wie rechne ich zwischen Durchflusseinheiten um?▾

1 m³/s = 1.000 L/s = 60.000 L/min = 35,3 ft³/s = 264,2 US GPM. Für Gasströme hängt der Volumenstrom von Temperatur und Druck ab — Normzustand (0°C, 1 atm) wird oft für den Vergleich angegeben.

Was ist der Unterschied zwischen Massenstrom und Volumenstrom?▾

Volumenstrom (Q) misst Volumen pro Zeit (m³/s). Massenstrom (ṁ) misst Masse pro Zeit (kg/s). Sie hängen zusammen über ṁ = ρ × Q, wobei ρ die Fluiddichte ist. Für kompressible Fluide wie Gas ist der Massenstrom nützlicher, da die Dichte mit Druck und Temperatur variiert.