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Ausfluss aus einem Behälter (Torricelli)

Wasser strömt aus einer Öffnung so schnell, als wäre es frei aus der Höhe des Wasserspiegels gefallen.

V̇=μ·π4·d2·√2·g·h
Umstellen nach
V̇
Ausflussvolumenstrom l/s · l/min · m³/h
μ
Ausflusszahl –
d
Durchmesser der Öffnung mm · m
h
Höhe des Wasserspiegels über der Öffnung m · cm
g
Fallbeschleunigung = 9,81 m/s²

Die Formel umgestellt

  • nach V̇ AusflussvolumenstromV̇=μ·π4·d2·√2·g·h
  • nach μ Ausflusszahlμ=4·V̇π·d2·√2·g·h
  • nach d Durchmesser der Öffnungd=√4·V̇μ·π·√2·g·h
  • nach h Höhe des Wasserspiegels über der Öffnungh=(4·V̇μ·π·d2)22·g

Größen und Einheiten

ZeichenGrößeEinheiten
V̇Ausflussvolumenstroml/s, l/min, m³/h
μAusflusszahlohne Einheit
dDurchmesser der Öffnungmm, m
hHöhe des Wasserspiegels über der Öffnungm, cm
gFallbeschleunigung = 9,81 m/s² (Konstante)m/s²

Merke

Die Geschwindigkeit hängt nur von der Höhe ab: v = √(2 · g · h). Viermal so hohe Wassersäule ergibt doppelte Geschwindigkeit. Die Ausflusszahl μ berücksichtigt Einschnürung und Reibung.

In der Praxis

Leckmengen und Entleerzeiten abschätzen, Ausfluss aus Hochbehältern, Zisternen und Regentonnen. Gleiches Prinzip steckt im hydrostatischen Druck: Höhe 10 m entspricht rund 1 bar.

Beispiel

Aus einer scharfkantigen Öffnung (μ = 0,62) mit 20 mm Durchmesser strömt Wasser, der Wasserspiegel steht 1,5 m darüber. Wie viel Wasser fließt aus?

Weiter mit

Hydrostatischer DruckVolumenstrom im RohrKontinuitätsgleichung