Rechner für Blendendurchfluss

Berechnen Sie den Durchfluss eines inkompressiblen Fluids und die ideale Strahlgeschwindigkeit durch eine kreisförmige Öffnung aus Druckdifferenz, Dichte und Durchflusskoeffizient.

Durchfluss durch eine Blende berechnen
Verwenden Sie eine kreisförmige Öffnung, eine konstante Druckdifferenz und konsistente SI-Einheiten.

Über die Strömung durch Blenden

Eine Blende begrenzt einen Fluidstrom, indem sie ihn durch eine kleinere Öffnung als das umgebende Rohr oder Gefäß zwingt. Die Druckdifferenz an dieser Engstelle wandelt Druckenergie in Bewegungsenergie um und erzeugt einen schnellen Strahl. Dieser Rechner verwendet die Standardgleichung für inkompressible Blendenströmung: Der Volumenstrom ist der Durchflusskoeffizient mal Öffnungsfläche mal der Quadratwurzel aus der doppelten Druckdifferenz geteilt durch die Fluiddichte. Bei einer kreisförmigen Öffnung ist die Fläche gleich Pi mal Durchmesser zum Quadrat geteilt durch vier. Der Durchflusskoeffizient korrigiert das ideale Bernoulli-Ergebnis um Strahlkontraktion und Energieverluste. Eine dünne, scharfkantige Blende hat häufig einen Koeffizienten von etwa 0.60 bis 0.65; bei einer glatt gerundeten Düse kann er näher bei eins liegen. Der passende Wert hängt von Öffnungsgeometrie, Plattendicke, Reynolds-Zahl, Einbau und Druckentnahmestellen ab. Die separat angezeigte ideale Strahlgeschwindigkeit enthält den Koeffizienten nicht. Mit ihm multipliziert lässt sich die tatsächliche mittlere Ausflussgeschwindigkeit bezogen auf die Öffnungsfläche darstellen. Geben Sie den Durchmesser in Millimetern, die Druckdifferenz in Pascal, die Dichte in Kilogramm pro Kubikmeter und einen dimensionslosen Durchflusskoeffizienten ein. Der Rechner wandelt den Durchmesser vor der Flächenberechnung in Meter um und gibt den Durchfluss in Kubikmetern pro Sekunde sowie Litern pro Sekunde aus. Die Druckdifferenz muss dem statischen Druck vor der Blende minus dem statischen Druck dahinter entsprechen. Die Dichte sollte für die Betriebstemperatur und den Betriebsdruck gelten. Wasser hat nahe Raumtemperatur etwa 998 Kilogramm pro Kubikmeter; Gase sind deutlich weniger dicht und können bei gleicher Druckdifferenz stark beschleunigen. Diese einfache Gleichung eignet sich am besten für stationäre, inkompressible Strömung mit bekanntem Koeffizienten. Große Druckabfälle bei Gasen erfordern kompressible Strömungsmodelle, da sich die Dichte in der Engstelle ändert und eine kritische Strömung bei Schallgeschwindigkeit auftreten kann. Auch Kavitation kann eine Flüssigkeitsberechnung ungültig machen, wenn der lokale Druck unter den Dampfdruck fällt. Bei einer kalibrierten Messblende sind Rohrdurchmesser und Beta-Verhältnis wichtig; professionelle Messnormen ergänzen Expansions-, Anströmgeschwindigkeits- und Reynolds-Korrekturen. Nutzen Sie das Ergebnis zur Vorbemessung, für Laborprüfungen, Bewässerungsauslässe, Tankabläufe bei bekanntem Druck und überschlägige hydraulische Berechnungen. Bestätigen Sie kritische Auslegungen anhand einer geeigneten Norm oder von Herstellerdaten. Genaue Messungen erfordern kalibrierte Drucksensoren, korrekt platzierte Druckentnahmen, stabile Strömung und einen zur realen Geometrie passenden Durchflusskoeffizienten statt eines pauschalen Schätzwerts.

Beispiele für Blendendurchfluss

Diese Fälle verwenden die inkompressible Gleichung für scharfkantige Öffnungen.

EingabenDurchflussAnwendung
25.4 mm, 50 kPa, Wasser, Cd 0.613.096 L/sEine scharfkantige Ein-Zoll-Öffnung für Wasser.
6.35 mm, 300 kPa, Öl mit 850 kg/m³, Cd 0.650.547 L/sEine hydraulische Dosierdrossel.
10 mm, 10 kPa, Wasser, Cd 0.620.217 L/sEin kleiner Wasserauslass bei niedrigem Druck.

So berechnen Sie den Blendendurchfluss

  1. Messen Sie den freien Durchmesser der kreisförmigen Öffnung und geben Sie ihn in Millimetern ein.
  2. Geben Sie die Druckdifferenz von der Vor- zur Nachseite in Pascal ein.
  3. Geben Sie Fluiddichte und einen zur Öffnung passenden Durchflusskoeffizienten ein.
  4. Wählen Sie Durchfluss berechnen und prüfen Sie beide SI-Durchflusseinheiten sowie die ideale Geschwindigkeit.

Häufige Fragen zum Blendendurchfluss

Welchen Durchflusskoeffizienten sollte ich verwenden?

Bei einer dünnen, scharfkantigen Öffnung wird häufig etwa 0.61 verwendet. Geometrie und Reynolds-Zahl beeinflussen den Wert jedoch. Nutzen Sie für wichtige Messungen kalibrierte oder normbasierte Daten.

Kann der Rechner Luft oder Dampf berechnen?

Nur wenn die Dichteänderung bei einem kleinen Druckabfall vernachlässigbar ist. Größere Druckverhältnisse bei Gasen erfordern eine kompressible und gegebenenfalls kritische Strömungsgleichung.

Warum liegt der reale Durchfluss unter dem idealen?

Der Strahl zieht sich nach der Kante zusammen und verliert durch Turbulenz und Viskosität Energie. Der Durchflusskoeffizient berücksichtigt diese kombinierten Effekte.

Beeinflusst der Rohrdurchmesser das Ergebnis?

Bei einer im Rohr eingebauten Blende ja, da Anströmgeschwindigkeit und Beta-Verhältnis das Messverhalten beeinflussen. Dieses vereinfachte Modell einer freien Öffnung fragt den Rohrdurchmesser nicht ab.

Was unterscheidet Durchfluss und Geschwindigkeit?

Die Geschwindigkeit beschreibt, wie schnell sich der Strahl bewegt. Der Volumenstrom berücksichtigt zusätzlich die Öffnungsfläche. Eine größere Öffnung lässt bei gleicher Geschwindigkeit mehr Volumen passieren.