Massenstromdichte
Über die Umrechnung von Massenstromdichte
Die Massenstromdichte (auch Massengeschwindigkeit oder Massenfluss genannt) misst den Massendurchfluss pro Querschnittsfläche – wie viel Masse pro Sekunde durch jeden Quadratmeter Oberfläche strömt. Im Gegensatz zum einfachen Massendurchfluss normiert die Massenstromdichte den Durchfluss auf die Fläche, was sie unverzichtbar macht für den Vergleich von Anlagen unterschiedlicher Größe und für Wärmeübergangskorrelationen, die von der Geschwindigkeit abhängen. Da die Massenstromdichte G = ρv (Dichte × Geschwindigkeit) ist, steht sie in direktem Zusammenhang mit den Strömungsbedingungen in Rohren und Kanälen.
Die SI-Einheit ist Kilogramm pro Quadratmeter Sekunde (kg/m²·s). Die Massenstromdichte ist grundlegend für die Wärmetauscherauslegung (bestimmt die Reynoldszahl und den Wärmeübergangskoeffizienten), die Dimensionierung von Kesselrohren (Grenzen der kritischen Wärmestromdichte), Verdampferleistung, Trocknungsprozesse und die Auslegung von Brennkammern. Die Korrelation zwischen Massenstromdichte und Druckverlust bestimmt den Kompromiss zwischen Wärmeübertragungsleistung und Pumpenleistung in praktisch allen thermischen Anlagen.
Unser Umrechner verarbeitet Massenstromdichte-Einheiten für die Wärmetechnik, chemische Verfahrenstechnik und Wärmetauscherauslegung.
Gängige Massenstromdichte-Umrechnungen
| Von | Nach | Multiplikator |
|---|---|---|
| kg/m²·s | kg/m²·h | 3.600 |
| kg/m²·h | kg/m²·s | 2,778 × 10⁻⁴ |
| kg/m²·s | lb/ft²·s | 0,2048 |
| lb/ft²·s | kg/m²·s | 4,882 |
| kg/m²·s | lb/ft²·h | 737,3 |
| lb/ft²·h | kg/m²·s | 1,356 × 10⁻³ |
| kg/m²·s | g/cm²·s | 0,1 |
| g/cm²·s | kg/m²·s | 10 |
| kg/m²·s | Tonne/m²·h | 3,6 |
| lb/ft²·min | kg/m²·s | 0,0814 |
Referenz der Massenstromdichte-Einheiten
Kilogramm pro Quadratmeter Sekunde (kg/m²·s) – Die SI-Einheit für die Massenstromdichte. Stellt den Massendurchfluss pro Querschnittsfläche dar, direkt mit der Geschwindigkeit über G = ρv verknüpft. Typische Wärmetauscherwerte reichen von 50 bis 2000 kg/m²·s je nach Anwendung. Diese Einheit erscheint direkt in Wärmeübergangskorrelationen wie Dittus-Boelter (Nu = 0,023 Re^0,8 Pr^0,4 wobei Re = GD/μ) und Druckverlustgleichungen.
Pfund pro Quadratfuß Stunde (lb/ft²·h) – US-Ingenieureinheit, weit verbreitet für Verdampfer, Kessel und Wärmetauscher in der nordamerikanischen Industrie. 1 lb/ft²·h ≈ 0,00136 kg/m²·s. Verdunstungsratespezifikationen, Kühlturmleistung und US-Gerätekataloge verwenden typischerweise diese Einheit.
Kilogramm pro Quadratmeter Stunde (kg/m²·h) – Praktische metrische Einheit für Prozesse, bei denen Stundenraten intuitiver sind als Sekundenraten. Üblich für Verdunstungsraten, Trocknungsprozessspezifikationen und Beschichtungsvorgänge. Die Wasserverdunstung aus Becken beträgt typischerweise 0,1–0,5 kg/m²·h; industrielle Sprühtrockner arbeiten bei 5–50 kg/m²·h.
Gramm pro Quadratzentimeter Sekunde (g/cm²·s) – CGS-Einheit, die gelegentlich in wissenschaftlicher Literatur und älteren Referenzen vorkommt. 1 g/cm²·s = 10 kg/m²·s. Wird in einigen Stoffübertragungskorrelationen und Experimenten im Labormaßstab verwendet.