Volumenstrom und Strömungsgeschwindigkeit umrechnen.
Die Rohrströmungsgeschwindigkeit ist die mittlere Strömungsgeschwindigkeit in einem Rohrabschnitt, berechnet aus dem Volumenstrom dividiert durch die Querschnittsfläche. Dieser Rechner gibt die Geschwindigkeit in m/s und ft/s aus Volumenstrom und Innendurchmesser zurück und hilft zu prüfen, ob eine Dimensionierung den Geschwindigkeitsbereich für Wasserversorgung (3–8 ft/s), hydraulische Saugleitung (unter 4 ft/s), Druckleitung (10–15 ft/s) und Rücklaufleitung (15–20 ft/s) einhält.
v = Q / A, wobei Q der Volumenstrom und A die Querschnittsfläche sind. Für kreisförmige Rohre gilt A = π × D² / 4. Die Einheitenumrechnung ist der fehleranfälligste Schritt: 1 GPM durch 1 Quadratzoll ergibt 0,32 ft/s. Der Innendurchmesser muss der tatsächliche ID sein, nicht der Nennrohrdurchmesser – Schedule-40-1-Zoll-Rohr hat 26,6 mm ID (nicht 25,4 mm). Der Rechner verarbeitet sowohl NPS-Schedule- als auch DN-Eingaben. Empfohlene Geschwindigkeitsbereiche: Wasser Saugleitung 3–8 ft/s, Druckleitung 4–10 ft/s, Heißwasser 1,5–4 ft/s zur Erosionsbegrenzung, Hydrauliköl Saugleitung 1,5–4 ft/s, Druckleitung 10–15 ft/s, Rücklaufleitung 5–10 ft/s. Luft- oder Gasleitungen werden bei wesentlich höheren Geschwindigkeiten (60–120 ft/s) betrieben, erfordern jedoch Mach-Zahl-Prüfungen.
Ein Haustechnikingenieur, der einen 90-°C-Umwälzkreislauf plant, begrenzt die Strömungsgeschwindigkeit auf 1,2 m/s (unterhalb des Erosionsschwellenwerts von 1,5 m/s für Kupfer) und vergrößert ein 32-mm-Rohr auf 42 mm, wo 80 l/min Auslegungsvolumenstrom 0,96 m/s ergibt.
Ein Aggregatebauer dimensioniert eine Saugleitung für eine 100-l/min-Pumpe; im 1-Zoll-Rohr beträgt die Geschwindigkeit 3,3 m/s (überschreitet die 1,5-m/s-Grenze), weshalb der Konstrukteur auf 1,5-Zoll umsteigt, wo 1,3 m/s erreicht werden und der NPSHr-Grenzwert eingehalten wird.
Ein Lebensmitteltechniker, der einen 50-mm-Rohrbündelwärmetauscher bei 200 l/min überprüft, berechnet 1,7 m/s und bestätigt die hygienische Reinigungsgeschwindigkeit, stellt aber fest, dass 250 l/min die 2,0-m/s-Spezifikation überschreiten würde.
Wasser: 3–8 ft/s Saugleitung, 4–10 ft/s Druckleitung. Heißwasser: 1,5–4 ft/s. Hydrauliköl: 1,5–4 ft/s Saugleitung, 10–15 ft/s Druckleitung, 5–10 ft/s Rücklaufleitung. Luft: 60–120 ft/s. Stets Herstellerrichtlinien vergleichen.
Volumenstrom / Fläche ergibt die mittlere Geschwindigkeit über den Querschnitt. Die Spitzengeschwindigkeit bei laminarer Strömung ist das 2-Fache der mittleren Geschwindigkeit (parabolisches Profil). Bei turbulenter Strömung beträgt sie nur das 1,2-Fache der mittleren. Für Reibungsverlustberechnungen ist die mittlere Geschwindigkeit der korrekte Eingabewert.
Rauigkeit ändert v = Q/A nicht, beeinflusst aber den Reibungsfaktor und damit ΔP bei gegebenem v. Der Geschwindigkeitsbereich selbst setzt handelsübliche Rohre voraus.