Rohrgeschwindigkeit mit Kontinuitätsgleichung berechnen

Dieser Rechner nutzt die Erhaltung des Volumenstroms, um aus der Eintrittsgeschwindigkeit und dem Verhältnis der Rohrquerschnitte die Austrittsgeschwindigkeit zu bestimmen. Bei stationärer inkompressibler Strömung bleibt das Produkt aus Querschnitt und mittlerer Geschwindigkeit zwischen zwei Stellen konstant. Geben Sie die Eintrittsgeschwindigkeit sowie Eintrittsfläche geteilt durch Austrittsfläche ein. Das Werkzeug eignet sich für Verengungen, Erweiterungen, Übungsaufgaben, Vorbemessungen und wiederholbare automatisierte Berechnungen.

Verstehen Sie die Verhältnisform der Kontinuitätsgleichung

Bei stationärer inkompressibler Strömung durch ein Rohr ist der Volumenstrom am Eintritt gleich dem Volumenstrom am Austritt. Ein Wert über eins kennzeichnet einen engeren Austritt und führt zu einer höheren Geschwindigkeit. Ein Wert zwischen null und eins kennzeichnet einen weiteren Austritt und verringert die Geschwindigkeit.

Bei genau eins sind Flächen und Geschwindigkeiten gleich. Das Verhältnis ist dimensionslos, doch beide Ausgangsflächen müssen in derselben Einheit angegeben sein. Daher behält das Ergebnis die Einheit der Eintrittsgeschwindigkeit.

Diese Beziehung ist ein Erhaltungssatz und kein vollständiges Rohrnetzmodell: Druck, Reibungsverlust, Pumpenleistung, Turbulenz, Dichteänderung und Höhenunterschied werden nicht berechnet. Verwenden Sie sie nur, wenn eine stationäre, eindimensionale und inkompressible Strömung eine angemessene Annahme ist. Für kompressible Gase oder Ströme mit veränderlicher Dichte sind zusätzliche Dichteterme in der Massenerhaltung erforderlich.

Geben Sie gültige Werte ein und deuten Sie das Ergebnis

Beispielsweise ergeben 0.04 Quadratmeter am Eintritt und 0.02 Quadratmeter am Austritt den Wert 2. Bei einer mittleren Eintrittsgeschwindigkeit von 2.5 Metern pro Sekunde beträgt die Austrittsgeschwindigkeit 5 Meter pro Sekunde. Die Antwort enthält die geprüften Eingaben, das Ergebnis und die verwendete Formel, damit die Richtung des Verhältnisses eindeutig bleibt.

Eine Eintrittsgeschwindigkeit von null ist zulässig. Null oder negative Flächenverhältnisse werden abgelehnt, weil physische Querschnitte positiv sein müssen. Bilden Sie zuerst das dimensionslose Flächenverhältnis und geben Sie die Geschwindigkeit unmittelbar in der gewünschten Einheit ein.

Nutzen Sie die Berechnung im Ingenieurwesen verantwortungsvoll

Die Verhältnisform ermöglicht schnelle Prüfungen von Reduzierstücken, Diffusoren, Düsen, Schläuchen, Kanälen und idealisierten Gerinnen. Planende können Querschnitte vor einer ausführlichen hydraulischen Analyse vergleichen, Lernende können Aufgaben kontrollieren und Softwareteams deterministische Testdaten erzeugen. Eine Verengung mit dem Verhältnis 3 sagt die dreifache Eintrittsgeschwindigkeit voraus; eine Erweiterung mit 0.4 ergibt vierzig Prozent.

Solche Proportionalitätsprüfungen decken auch ein umgekehrtes Verhältnis auf. Reale Anlagen benötigen zusätzliche Betrachtungen. Die Kontinuität beschreibt die Änderung der mittleren Geschwindigkeit bei erhaltenem Volumenstrom, sagt aber nichts über Pumpenleistung, Druckverlust, Kavitation oder die Gültigkeit des angenommenen Geschwindigkeitsprofils aus.

Ergänzen Sie bei Auslegungs- und Sicherheitsentscheidungen Bernoulli-Analyse, Verlustbeiwerte, Reynolds-Zahl, Werkstoffgrenzen und geltende Normen. Messwerte sollten die über den Querschnitt gemittelte Geschwindigkeit darstellen. Die Browserberechnung läuft lokal.