Durchfluss-Einheiten Umrechner
Mit diesem professionellen Fluidik Rechner können Sie zuverlässig und einfach zwischen allen wichtigen Durchfluss-Einheiten konvertieren: Normdurchfluss (Qn), Schallleitwert (C-Wert), Durchflusskoeffizienten (Kv, Cv) und Standard-Volumenstrom-Einheiten. Berechnung nach DIN EN 60 534 und ISO 6358 Standards für präzise Ventilauswahl und Systemdimensionierung.
Durchfluss-Einheiten-Umrechner
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Durchfluss-Einheiten verstehen: Ein umfassender Leitfaden
Die korrekte Auswahl und Umrechnung von Durchfluss-Einheiten ist entscheidend für die Dimensionierung pneumatischer und hydraulischer Systeme. Hier erfahren Sie alles über die wichtigsten Einheiten und deren Anwendung.
Qn - Normdurchfluss (Normvolumenstrom)
Definition und Bedeutung
Qn (auch Qnorm) ist der Normvolumenstrom oder Normdurchfluss eines Gases. Diese Einheit ist unverzichtbar für die Berechnung von Gasströmungen, da das Volumen eines Gases stark von Druck und Temperatur abhängt.
Einheiten:
- • Nl/min (Normliter pro Minute)
- • Nm³/h (Normkubikmeter pro Stunde)
- • Nl/s (Normliter pro Sekunde)
Normbedingungen:
- • Temperatur: 0°C oder 20°C
- • Druck: 1013,25 hPa (≈ 1 bar absolut)
- • Bezug auf Standard-Atmosphäre
QN-Wert Eigenschaften:
Messbedingungen für QN-Wert:
- • 6 bar Überdruck am Eingang
- • 1 bar Druckverlust über das Ventil
- • Standardbedingungen: 1013,25 mbar absolut
- • Temperatur: typischerweise 20°C
Praktische Anwendung:
- • Ventilauswahl für pneumatische Anlagen
- • Berechnung von Gasverbrauch in der Industrie
- • Dimensionierung von Druckluftsystemen
- • Kalibrierung von Gaszählern
C-Wert - Schallleitwert (Flow-Coefficient für Gase)
Definition und Bedeutung nach ISO 6358
Der C-Wert (auch C-Wert nach ISO 6358) beschreibt die Durchflusskapazität eines Ventils oder einer Komponente für kompressible Fluide (Gase) unter definierten Bedingungen. Er ist ein wichtiger Kennwert in der Pneumatik und berücksichtigt die Kompressibilität von Gasen.
Einheit:
l/(s·bar) - Liter pro Sekunde mal Bar
Normbedingungen:
Temperatur: 20°C, Druck: 1 bar absolut
Strömungsbereiche:
Unterkritische Strömung (Unterschallgeschwindigkeit):
Eingangs- und Rückdruck bestimmen den Durchsatz
Überkritische Strömung (Überschallgeschwindigkeit):
Durchsatz nur vom Eingangsdruck abhängig
Wichtige Eigenschaften:
- • Berücksichtigt Kompressibilität von Gasen
- • Gilt für kritische und unterkritische Strömung
- • Standardisiert nach ISO 6358
- • Unabhängig von der Gasart bei gleichen Bedingungen
- • Berücksichtigt "Choking"-Effekt bei Schallgeschwindigkeit
Das C, b-Modell nach ISO 6358
Die Norm ISO 6358 zur Bestimmung der Durchflusskennwerte von Pneumatikgeräten (mit kompressiblen Fluiden/Gasen) verwendet in ihrem Strömungsmodell in der Regel zwei charakteristische Parameter:
Leitwert C (Sonic Conductance)
Dieser beschreibt den maximalen (kritischen/Schall-) Massenstrom. Der C-Wert ist der heute international standardisierte Wert für die Durchflusskapazität pneumatischer Komponenten.
Kritisches Druckverhältnis b
Dieser Wert gibt das Verhältnis von Ausgangs- zu Eingangsdruck an, bei dessen Unterschreiten der Massenstrom das Maximum erreicht (kritische/Schallströmung).
Anwendung des C, b-Modells:
- • Beschreibung des Strömungsverhaltens sowohl im kritischen (überschallschnellen) als auch im unterkritischen (unterschallschnellen) Strömungsbereich
- • Ermittlung durch experimentelle Messungen
- • Standard für die Ventilauswahl und Systemdimensionierung
Erweiterte Parameter nach ISO 6358-1:2013:
Für bestimmte Komponenten, insbesondere neuere oder solche mit komplexerer Strömungsgeometrie, kann zusätzlich ein dritter Parameter erforderlich sein:
- • Index m für den Unterschallbereich (subsonic index m)
- • Für viele Komponenten mit festem Strömungsweg kann der m-Wert jedoch als konstant angenommen werden
- • In diesen Fällen reichen C und b für die vollständige Charakterisierung aus
Alternative Bezeichnungen:
- • Schall-Leitwert (Ce) in älteren Kontexten
- • Effektiver Querschnitt A in speziellen Einheiten
- • C-Wert ist der heute international standardisierte Wert
Kv-Wert - Durchflusskoeffizient für Flüssigkeiten (Metrisch)
Definition und Bedeutung
Der Kv-Wert ist eine seit den 1950ern existierende normierte Kennzahl für den erzielbaren Durchfluss eines Fluids durch ein Ventil. Die Berechnung erfolgt nach DIN EN 60 534, wobei der Wert gemäß den Richtlinien VDE/VDI 2173 durch die Messung von Wasser bei einem Druckverlust von ca. 1 bar und einer Temperatur von 5-30°C definiert wird.
Einheiten:
- • m³/h (Kubikmeter pro Stunde) - Standard
- • l/min (Liter pro Minute) - Alternative
Referenzbedingungen:
- • Medium: Wasser
- • Temperatur: 5°C bis 30°C
- • Dichte: 1000 kg/m³
- • Druckabfall: 1 bar
Kv-Berechnung für Flüssigkeiten:
Formel Kv Flüssigkeiten:
Kv = Q × √(1bar / Δp × ρ / (1000kg/m³))
Q = Volumendurchfluss in m³/h
Δp = Druckverlust in bar
ρ = Dichte der Flüssigkeit in kg/m³
Anwendungsbereiche:
- • Hydraulische Systeme
- • Wasseraufbereitung
- • Chemische Prozesse
- • Kühlwasser-Systeme
Kv-Berechnung für Gase
Unterkritische und überkritische Strömung
Bei der Berechnung für gasförmige Medien wird zwischen unter- und überkritischem Strömungszustand unterschieden. Die normierte Berechnung erfolgt bei 1013 hPa und 0°C mit QN als Normdurchflussmenge und der Normdichte ρN.
Unterkritische Strömung:
Bedingung: p2 > p1/2
Kv = QN/(514) × √((ρN × T)/(Δp × p2))
Überkritische Strömung:
Bedingung: p2 < p1/2
Kv = QN/(257 × p1) × √(ρN × T)
p1 = Eingangsdruck in bar | p2 = Rückdruck in bar | Δp = Druckverlust in bar
QN = Volumendurchfluss, normiert, in m³/h | ρN = Dichte, normiert, in kg/m³ | T = Absolute Temperatur in Kelvin
Cv-Wert - Amerikanischer Durchflusskoeffizient
Definition und Bedeutung
Der Cv-Wert ist der amerikanische/imperiale Durchflusskoeffizient, der hauptsächlich in den USA und Ländern mit imperialem Maßsystem verwendet wird.
Einheit:
US gallons/min (US-Gallonen pro Minute)
Referenzbedingungen:
- • Medium: Wasser
- • Temperatur: 60°F (15,6°C)
- • Druckabfall: 1 psi
Umrechnung Kv ↔ Cv:
Kv zu Cv: Cv ≈ Kv × 1,165
Cv zu Kv: Kv ≈ Cv × 0,857
* Diese Umrechnungsfaktoren sind Näherungswerte für Standardbedingungen
Druckverlust über dem Ventil
Berechnung des Druckabfalls
Der Druckabfall bezeichnet die Differenz zwischen dem Eingangsdruck des Mediums vor dem Ventil und dem Rückdruck nach dem Ventil. Dieser Messwert bezieht sich auf den Energieverlust eines Fluids beim Durchströmen eines Ventils und wird in bar angegeben.
Druckverlust bei Flüssigkeiten:
Δp = ρ × (Q/Kv)² × 1/1000
ρ = Dichte in kg/m³
Q = Volumendurchfluss in m³/h
Kv = Durchflusskoeffizient in m³/h
Druckverlust bei Gasen (unterkritisch):
Δp = (QN² × ρN × T)/(Kv² × 514² × p2)
Bedingung: p2 > p1/2
Bei überkritischer Strömung ist Δp ≠ f(Kv, QN, ρN, p2, T)
Häufige Umrechnungen im Überblick
| Von | Zu | Faktor | Anwendung |
|---|---|---|---|
| m³/h | l/min | × 16,67 | Standard-Volumenstrom |
| Nl/min | Nm³/h | × 0,06 | Gas-Normdurchfluss |
| Kv (m³/h) | Cv (gal/min) | × 1,165 | Durchflusskoeffizienten |
| l/min | gal/min | × 0,264 | International |