Volumenstrom
Der Volumenstrom - Eine entscheidende Größe in der Heiz- und WärmetechnikDer Volumenstrom beschreibt die Durchflussmenge eines Mediums durch einen Querschnitt beliebiger Form. Meistens wird er verwendet, wenn Fluide – Gas und Flüssigkeiten – durch Rohre strömen. Der Volumenstrom wird berechnet indem man das Volumen, das während einer gewissen Zeit durch den Querschnitt strömt, mit dieser Zeit dividiert. Die in der Technik am häufigsten verwendete Einheit ist dabei m³/h und l/h. Für Berechnungen rund um verfahrenstechnische Anlagen wird gerne in den SI-Einheiten m³/s gerechnet. Vor allem beim Einsatz von Wärmeübertragern beziehungsweise Abhitzedampfkessel spielt der Volumenstrom eine wichtige Rolle. Mit Hilfe des Volumenstroms, genauer genommen der Geschwindigkeit durch das Rohr, kann eine dimensionslose Kennzahl bestimmt werden – die Reynoldszahl. Für die Rohrströmung gibt es bestimmte Strömungsformen, die mit Hilfe der Reynoldszahl bestimmt werden können. Die laminare Rohrströmung – diese Form der Strömung tritt bei kleinen Geschwindigkeiten durch ein Rohr auf, sie ist eher ruhig ohne Verwirbelungen. Ab höheren Reynoldszahlen, also schnelleren Durchflüssen durch ein Rohr, entsteht die so genannte turbulente Rohrströmung. Diese hat zu der Flussrichtung noch Querverwirbelungen radial zur Rohrachse. Genau diese Querverwirbelungen macht man sich zu Nutze um den Wärmeübergangskoeffizienten von Fluid zu Rohrwand zu erhöhen. Mit dem steigenden Wärmeübergang, steigt natürlich auch der übertragene Wärmestrom und die Effizienz des technischen Apparats.
Gemessen wird der Volumenstrom meist mittels Durchflusssensoren die mit dem Messprinzip des Differenzdrucks funktionieren. Beispiele für solche Durchflussmesser sind die Prandtl-Sonde, das pitot’sche Rohr oder die Messblende. Hintergrund der Verwendung des Differenzdrucks ist die Energiegleichung nach dem Wissenschaftler Daniel Bernoulli - auch als „Bernoulli Gleichung“ bekannt. Diese besagt im Groben, dass je höher der Druck in einer Rohrleitung ist, desto niedriger ist die Strömungsgeschwindigkeit darin. Genauer gesagt wird der Volumenstrom zwischen zwei Messstellen im Rohr bestimmt. Dabei ist der Durchfluss direkt proportional zur Quadratwurzel aus dem Differenzdruck dieser beiden Messstellen.