Dieser Rechner dient der Berechnung von Durchflussmenge, Fließquerschnitt und mittlerer Fließgeschwindigkeit, wenn jeweils zwei dieser drei Parameter bekannt sind.
Bei der Berechnung sind Werte in 2 der 3 Textfelder einzugeben. Der dritte Wert lässt sich anschließend mit einem Klick auf „Berechnen“ oder durch Drücken der Entertaste ermitteln.
Ist die Fließgeschwindigkeit nicht bekannt, lassen sich mittlere Fließgeschwindigkeit und Durchflussmenge auch mittels dieses Rechners berechnen:
Formel und Erläuterung der Formel
Der Durchfluss Q ist das Produkt aus Fließquerschnitt q und mittlerer Fließgeschwindigkeit v, beziehungsweise gilt:
Q = q*v
Das bedeutet, dass die Durchflussmenge umso größer ist, je größer der durchflossene Querschnitt ist und je größer die über diesen Querschnitt gemittelte Fließgeschwindigkeit.
Der Fließquerschnitt wird in Quadratmeter (m²) angegeben, die Fließgeschwindigkeit in Meter pro Sekunde (m/s), daraus ergibt sich die Einheit der Durchflussmenge in Kubikmeter pro Sekunde – abgekürzt m³/s.
Beim Durchfluss handelt es sich um einen sogenannten Volumenstrom. Es geht also um das Volumen, das pro Zeiteinheit einen bestimmten Querschnitt passiert.
Mathematischer Hintergrund der Formel
Das Volumen V ist definiert als Grundfläche * Höhe, beziehungsweise in unserem Fall als Querschnittsfläche q * Länge x:
V=q*x
Der Volumenstrom (= Durchfluss Q) ist die erste Ableitung des Volumens V nach der Zeit t:
Q=V’=q*x‘
Da der Querschnitt q an einer bestimmten Stelle konstant ist, bleibt q beim Differenzieren erhalten, x‘ wird auch als Geschwindigkeit v bezeichnet. Somit erhält man die oben angeführte Formel Q=q*v.
Erläuterungen zur Fließgeschwindigkeit
Die Fließgeschwindigkeit an der Wasseroberfläche lässt sich ermitteln, indem man die Zeit stoppt, welche im Wasser treibende Gegenstände benötigen um eine bestimmte Wegstrecke zurück zu legen. Diese Gegenstände können zum Beispiel Blätter oder Holzstücke sein.
Es gilt dabei Geschwindigkeit v = Westrecke s / benötigte Zeit t
Benötigt etwa ein im Wasser treibendes Holzstück für eine Strecke von 10 Metern eine Zeit von 10 Sekunden, beträgt die Geschwindigkeit 1 Meter pro Sekunde – kurz 1 m/s. Das entspricht 3,6 Kilometern pro Stunde.
Auf diese Weise lässt sich die maximale Fließgeschwindigkeit an der Wasseroberfläche abschätzen.
Die maximale Fließgeschwindigkeit insgesamt ist allerdings etwas größer als der so ermittelte Wert (Luftwiderstand an der Wasseroberfläche) und die mittlere Fließgeschwindigkeit deutlich geringer (Reibungswiderstand an der Sohle und an den Seiten).
Andere Rechner
- Berechnung von Fließgeschwindigkeit und Durchflussmenge in Gewässern bei bekannten Querschnitts-Eigenschaften
- Bestimmung von Gewicht, Fallgeschwindigkeit und Energie von Hagelkörnern
- Definition von Starkregen
Verwandte Seite
>> Statistiken zur Wasserführung der Wiener Bäche
letzte Aktualisierung der Seite: Oktober 2023