Strömungsquerschnitt

Der Strömungsquerschnitt ist die Fläche, durch die ein Fluid senkrecht zur Fließrichtung hindurchströmt. Er wird oft als Durchflussquerschnitt bezeichnet und kommt in Rohren, Kanälen und anderen Strömungskanälen vor. Die Größe des Strömungsquerschnitts bestimmt zusammen mit der Fließgeschwindigkeit den Volumenstrom Q.

Für gleichförmig durchströmende, inkompressible Fluide gilt Q = v · A, wobei v die mittlere Geschwindigkeit senkrecht zur Fläche ist. Allgemein gilt Q = ∫A u · n dA über die Querschnittsfläche, wobei u der Geschwindigkeitsvektor und n die normale Richtung der Fläche ist. Bei variierender Geschwindigkeit oder Dichte ergibt sich Q als entsprechendes Integral von ρ u · n dA. In offenen oder komplex geformten Leitungen wird der Strömungsquerschnitt oft durch die geometrische Querschnittsfläche A bestimmt; bei nicht zylindrischen Bereichen kann A variieren, aber die Definition bezieht sich immer auf die Fläche senkrecht zur Fließrichtung.

Anwendungen finden sich in der Auslegung von Rohr- und Kanalsystemen, Pumpeninstallationen und Messgeräten wie Venturi-Rohren oder Durchflussmessern. In der Praxis wird der Strömungsquerschnitt zudem verwendet, um Strömungseigenschaften zu charakterisieren, etwa durch die Beziehung zwischen Querschnittsfläche, Geschwindigkeit, Druck und Dichte. In komplexeren Fällen helfen verwandte Größen wie der hydraulische Durchmesser, der eine vergleichbare Dimension in offenen oder nicht-quadratischen Querschnitten ermöglicht. Der Strömungsquerschnitt ist ein grundlegendes Konzept der Strömungsmechanik und der Fluiddynamik.