Volumenstrom und Unterdruck

Was ist der Volumenstrom? Definition und Einheit

Der Volumenstrom beschreibt die Menge eines Mediums wie Luft oder Gas, die pro Zeiteinheit durch einen definierten Querschnitt strömt. Die gebräuchlichen Einheiten sind Kubikmeter pro Stunde (m³/h) oder pro Sekunde (m³/s) angegeben. In der Absaugtechnik steht der Volumenstrom für die Förderleistung einer Anlage. Das heißt: Er gibt an, wie viel Luft eine Anlage in einer bestimmten Zeit bewegen kann. Dabei ist er direkt abhängig vom Rohrdurchmesser, der Strömungsgeschwindigkeit und dem erzeugten Unterdruck im System.

Unterdruck verstehen: Die Grundlagen und Anwendung

Der Unterdruck beschreibt einen Zustand, bei dem der Druck in einem geschlossenen Raum unter dem Umgebungsdruck liegt. In der Absaugtechnik wird der Unterdruck genutzt, um Luft oder andere Medien gezielt anzusaugen. Er wird üblicherweise in Pascal (Pa), Millibar (mbar) oder Bar angegeben. Es gilt: Je höher der Unterdruck, desto größer ist die Saugwirkung einer Anlage. In Kombination mit dem Volumenstrom ergibt sich das Saugvermögen – der Leistungswert von Absaugsystemen schlechthin.

Zusammenhang: Volumenstrom, Druck und Strömungsgeschwindigkeit

Der Volumenstrom (Q) steht in direktem Zusammenhang mit dem Rohrquerschnitt (A) und der Strömungsgeschwindigkeit (c) des Mediums. Mathematisch gesehen ergibt sich daraus folgende Formel:

Q = A × c

Das bedeutet: Ein größerer Rohrquerschnitt oder eine höhere Geschwindigkeit führt zu einem höheren Volumenstrom. Der Rohrinnendurchmesser hat hier einen besonders starken Einfluss, denn bereits geringe Änderungen des Durchmessers beeinflussen die Strömungseigenschaften und den daraus resultierenden Druckverlust. Deshalb ist die Auswahl des richtigen Rohrsystems so wichtig.

Einheit und Berechnung: Formeln im Überblick

Die Berechnung des Volumenstroms basiert auf klar definierten physikalischen Formeln. Neben der bereits genannten Gleichung Q = A × c ist auch die Dichte (ρ) des Mediums wichtig, vor allem bei Gasen.

Ein Beispiel:
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Ein Rohr mit einem Querschnitt von 0,05 m² und einer Strömungsgeschwindigkeit von 10 m/s ergibt einen Volumenstrom von 1800 m³/h. Als Formel sieht das so aus:

Q = 0,05 m² × 10 m/s = 0,5 m³/s = 1800 m³/h

Für die Unterdruckberechnung ist die Druckdifferenz zwischen dem Umgebungsdruck und dem Anlageninnendruck essentiell.

Volumenstrom vs. Saugvermögen: Was ist der Unterschied?

Gut zu wissen: Die untenstehenden Werte dienen als Orientierung, jedoch lässt sich der exakte Volumenstrom pro Absaugpunkt nicht berechnen. Eine fachkundige Einschätzung sowie nachträgliche Messungen sind entscheidend, um festzustellen, ob das gewünschte Ergebnis erreicht wurde.

Der Begriff Saugvermögen beschreibt die Kombination aus Volumenstrom und Unterdruck. Es reicht nicht aus, nur einen hohen Volumenstrom zu erzeugen, wenn der Unterdruck zu gering ist, um Partikel aus der Luft zu ziehen – oder umgekehrt. Das optimale Zusammenspiel beider Werte entscheidet letztlich über den Saugerfolg einer Anlage.

Alle begriffe auf einen Blick:

• Volumenstrom: Beschreibt die Menge an Luft, die pro Zeiteinheit durch das System bewegt wird. Bestimmt, wie viel und damit wie viele Partikel die Anlage bewegen kann.
• Unterdruck: Die Druckdifferenz zur Umgebung. Wichtig für die Saugkraft: Gibt an, wie stark Luft und Partikel angesaugt werden.
• Saugvermögen: Das Ergebnis aus Volumenstrom × Unterdruck. Zeigt die tatsächliche Leistungsfähigkeit der Absauganlage im Betrieb.

Praxisbezug: Volumenstrom in Absauganlagen

In der Praxis bedeutet ein korrekt berechneter Volumenstrom, dass Staub, Späne oder Gase so effektiv wie möglich erfasst und aus dem Arbeitsbereich entfernt werden. So kann ein zu geringer Volumenstrom dazu führen, dass gefährliche Partikel oder gasförmige Schadstoffe nicht ausreichend abgesaugt werden. Sie verbleiben dann in der Luft, verteilen sich im Arbeitsraum und stellen ein gesundheitliches Risiko für alle Mitarbeiter dar. Auch Produktionsrückstände oder Maschinenverunreinigungen nehmen durch ineffiziente Absaugung deutlich zu – mit potenziell negativen Auswirkungen auf die Produktqualität und der Betriebssicherheit.

Umgekehrt verursacht ein überdimensionierter Volumenstrom – insbesondere in Kombination mit hohem Unterdruck – einen unnötig hohen Energieverbrauch, stärkere Geräuschentwicklung und einen höheren Verschleiß an Filtern, Ventilatoren und anderen Komponenten. Es gilt also, den Volumenstrom nicht pauschal zu maximieren, sondern bedarfsgerecht zu dimensionieren. Dazu sollte er perfekt auf den Rohrdurchmesser, die Länge und Beschaffenheit des Rohrsystems, das Emissions-Medium und den Arbeitsbereich abgestimmt sein.

Kiekens hilft Ihnen dabei, all diese Komponenten zu ermitteln und erstellt Ihnen auf dieser Basis ein maßgeschneidertes Absaugsystem. Für eine durchgehend starke Leistung, die überzeugt.

Typische Volumenstrombereiche in der Praxis

Unser Praxis-Tipp: Lassen Sie regelmäßig die tatsächlichen Volumenströme an Ihren Absaugstellen messen. Nur so erkennen Sie Schwachstellen im System – etwa durch Druckverluste, verstopfte Filter oder falsch dimensionierte Rohre.

Der Einfluss des Rohrsystems

Das verwendete Rohrleitungssystem hat erheblichen Einfluss auf den tatsächlich ankommenden Volumenstrom. Lange Strecken, viele Verzweigungen, zu kleine Rohrdurchmesser oder falsche Materialien erhöhen die Reibungsverluste und mindern dadurch den Luftstrom. Im Umkehrschluss steigert der Einsatz von Rohren mit glatter Innenfläche, durchdachter Verlegung und optimalem Innendurchmesser die Effizienz spürbar.

Druckabfall und Reibungsverluste

Ein Druckabfall entsteht, wenn die Luft auf ihrem Weg durch das Rohrsystem Widerstände überwinden muss. Diese Reibungsverluste führen zu einer Abnahme des Unterdrucks und somit zu einem verringerten Volumenstrom am Arbeitsplatz. Faktoren wie die Rohrlänge, eventuelle Biegungen, Düsen, verschmutzte Filter oder ein zu kleiner Querschnitt verstärken diesen Effekt. Um dem entgegenzuwirken, sollten Rohrleitungen möglichst kurz und geradlinig geführt werden. Auch auf saubere Filter und regelmäßige Wartung kommt es an.

Die richtige Balance finden – mit Kiekens

Eine leistungsstarke Absauganlage lebt von der fein abgestimmten Balance zwischen Volumenstrom und Unterdruck. Nur wenn beide Größen aufeinander und auf die Anforderungen Ihrer Anwendung abgestimmt sind, kann das System sicher und dauerhaft stabil arbeiten. Kiekens kennt diese Zusammenhänge aus über 100 Jahren Erfahrung in der Entwicklung und Fertigung von industriellen Absauganlagen. Wir analysieren gemeinsam mit Ihnen alle relevanten Parameter und entwickeln daraufhin eine maßgeschneiderte Lösung für Ihre Produktionsbedingungen. Unser Ziel ist dabei denkbar einfach: Ihnen genau jene Anlage zu liefern, die perfekt zu Ihrer Produktionsumgebung passt. 

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