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Institut für Bildungsanalysen Baden-Württemberg (IBBW) ─ Landesbildungsserver ─ Heilbronner Straße 172 D-70191 Stuttgart Rechtliche Auskünfte dürfen vom Landesbildungsserver nicht erteilt werden. Bitte wenden Sie sich bei rechtlichen Fragen an das Ministerium für Kultus, Jugend und Sport, Baden-Württemberg oder das für Sie zuständige Regierungspräsidium bzw. Staatliche Schulamt. Physikalisch-Astronomische-Fakultät Jena. Bitte wenden Sie sich bei Fragen, die Barrierefreiheit, einzelne Fächer, Schularten oder Fachportale betreffen, an die jeweilige Fachredaktion. Vielen Dank für Ihre Mithilfe!
Physikalische Größe Name Volumenstrom (Durchfluss) Formelzeichen $ Q $ Größen- und Einheitensystem Einheit Dimension SI m 3 · s −1 L 3 · T −1 Siehe auch: Fluss (Physik), Massenstrom, Abfluss Der Volumenstrom (oder ungenauer Durchflussrate und Durchflussmenge) ist eine physikalische Größe aus der Fluidmechanik. Sie gibt an, wie viel Volumen eines Mediums pro Zeitspanne durch einen festgelegten Querschnitt transportiert wird. Zumeist ist das Medium ein Fluid ( Flüssigkeit oder Gas). Die SI-Einheit des Volumenstroms ist m³/s, gebräuchlich sind je nach Größenordnung des Volumenstroms auch viele andere Einheiten. Physik schule de carne. Beispielsweise ml/min (200 ml/min Blut fließen durch die innere Halsschlagader des Menschen) [1] oder m³/h (im Mittel fließen 1 Million m³/h Erdgas durch die Nord Stream Pipeline). [2] Der Volumenstrom wird mittels Durchflussmessern gemessen. $ Q={\dot {V}}={\frac {\mathrm {d} V}{\mathrm {d} t}} $ mit $ Q $: Volumenstrom $ V $: Volumen $ t $: Zeit Zusammenhang mit Strömungsgeschwindigkeit Der Volumenstrom $ Q $ hängt mit der mittleren Strömungsgeschwindigkeit $ v_{A} $ durch die Querschnittsfläche $ A $ zusammen über die Beziehung: Skizze zur Erklärung eines Strömungsprofils.
Bei sich änderndem Querschnitt gilt für Strömungen inkompressibler Fluide das Kontinuitätsgesetz: $ Q=A_{1}\cdot v_{1}=A_{2}\cdot v_{2} $ Dabei ist $ A_{1} $ der Querschnitt, durch den das Fluid mit einer mittleren Geschwindigkeit $ v_{1} $ strömt. Ändert man den Querschnitt auf $ A_{2} $, so ändert sich die mittlere Strömungsgeschwindigkeit auf $ v_{2} $. Anders ausgedrückt: Für inkompressible Fluide ist der Volumenstrom eine Erhaltungsgröße bei Querschnittsänderungen der Strömung. Flüssigkeiten sind in erster Näherung inkompressibel, d. h. ihre Dichte ändert sich nicht, wenn man den Strömungsquerschnitt bei konstantem Volumenstrom aufweitet oder einschnürt (und somit den Druck ändert). Für Gase gilt dies dagegen nicht, da sie kompressibel sind. Physik schule de munca. Zusammenhang mit Massenstrom Der Massenstrom $ q_{m} $ hängt über $ q_{m}={\dot {m}}={\frac {\mathrm {d} m}{\mathrm {d} t}}=\rho \cdot {\dot {V}}=\rho \cdot Q $ mit dem Volumenstrom $ Q $ zusammen, falls die Dichte $ \rho $ über den Querschnitt konstant ist.