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Rohrströmungsgeschwindigkeitsrechner
Berechnen Sie die Strömungsgeschwindigkeit v = 4Q/(πd²), die Reynolds-Zahl und vergleichen Sie diese mit den empfohlenen Geschwindigkeitsgrenzen für Hydraulik- und Wassersysteme.
Ergebnisse
Formel für die Fließgeschwindigkeit
Die mittlere Strömungsgeschwindigkeit in einem kreisförmigen Rohr wird aus der Kontinuitätsgleichung Q = v × A abgeleitet:
- v — mittlere Strömungsgeschwindigkeit (m/s)
- Q — Volumenstrom (m³/s)
- D — Rohrinnendurchmesser (m)
- A — Rohrquerschnittsfläche (m²)
Reynolds-Zahl
Die Reynolds-Zahl bestimmt das Strömungsregime – laminar, Übergangsströmung oder turbulent:
- Re < 2300 — Laminare Strömung (glatt, geordnet)
- 2300 ≤ Re ≤ 4000 — Übergangszustand (instabil)
- Re > 4000 — Turbulente Strömung (chaotisch, höhere Reibung)
Empfohlene Geschwindigkeitsgrenzen
| Linientyp | Geschwindigkeit (m/s) | Geschwindigkeit (ft/s) | Anmerkungen |
|---|---|---|---|
| Hydraulische Saugkraft | 0,5 – 1,5 | 1,6 – 4,9 | Vermeiden Sie Kavitation am Pumpeneinlass. |
| Hydraulischer Druck | 3,0 – 6,0 | 9,8 – 19,7 | Bis zu 7 m/s für kurze Läufe |
| Hydraulischer Rücklauf | 2,0 – 4,0 | 6,6 – 13,1 | Niederdruck, größere Rohre zulässig |
| Wasserversorgung | 1,0 – 3,0 | 3,3 – 9,8 | Lärmgrenzwert ~2,5 m/s in Gebäuden |
| Dampf (gesättigt) | 20 – 40 | 66 – 131 | Hohe Geschwindigkeit, typisch für Dampf |
| Druckluft | 6 – 15 | 20 – 49 | Höhere Geschwindigkeit = größerer Druckabfall |
Rohrplanreferenz – Innendurchmesser aus Außendurchmesser und Wandstärke
Gängige Stahlrohrgrößen (Schedule 40) mit Außendurchmesser, Wandstärke und Innendurchmesser:
| Nominal | Außendurchmesser (mm) | Wandstärke (mm) | Innendurchmesser (mm) |
|---|---|---|---|
| DN15 (½″) | 21.3 | 2.77 | 15.8 |
| DN20 (¾″) | 26.7 | 2.87 | 20.9 |
| DN25 (1″) | 33.4 | 3.38 | 26.6 |
| DN32 (1¼″) | 42.2 | 3.56 | 35.1 |
| DN40 (1½″) | 48.3 | 3.68 | 40.9 |
| DN50 (2″) | 60.3 | 3.91 | 52.5 |
| DN65 (2½″) | 73.0 | 5.16 | 62.7 |
| DN80 (3″) | 88.9 | 5.49 | 77.9 |
| DN100 (4″) | 114.3 | 6.02 | 102.3 |
| DN150 (6″) | 168.3 | 7.11 | 154.1 |
| DN200 (8″) | 219.1 | 8.18 | 202.7 |
Praktisches Beispiel
Gegeben: Q = 60 l/min, Rohr-ID = 25 mm, Ölviskosität = 32 cSt
Umrechnung: Q = 60 / 60000 = 0,001 m³/s, d = 0,025 m
A = π/4 × 0,025² = 4,909 × 10⁻⁴ m²
v = 0,001 / 4,909×10⁻⁴ = 2,04 m/s
Re = 2,04 × 0,025 / (32 × 10⁻⁶) = 1,592 → Laminar
Eine Strömungsgeschwindigkeit von 2,04 m/s liegt im empfohlenen Bereich für Druckleitungen (3–6 m/s sind optimal, aber 2 m/s sind akzeptabel).
⚠️ Hinweis: Die berechnete Geschwindigkeit ist die mittlere Geschwindigkeit über den Rohrquerschnitt. Die tatsächliche Geschwindigkeit variiert von null an der Wand bis zum Maximum in der Mitte (parabolisches Profil bei laminarer Strömung).
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