2. Hydrodynamik Flashcards
Hydrodynamik
= lehre von strömenden Flüssigkeiten
- ideale Flüssigkeiten
-> reibungsfrei
-L inkompressible
Stationäre, quasistationäre und instationäre Strömung:
- stationäre Strömung
=> ändert sich Nicht über die zeit
-> z.B Rohrströmung, laufender Wasserhahn
Quasi-stationäre Strömung
sehr langsame
Änderungen, kann als stationär angenommen werden
Instationäre Strömungen
zeitliche Änderungen,
z.B. Startvorgänge, absperren einer Rohrströmung
(auslaufender Wasserhahn)
Rohrströmung mit Reibung:
- an verschiedenen Stellen des
Rohrquerschnitts → unterschiedliche Geschwindigkeiten
▪ In der Nähe der Rohrwand → starke Reibungskräfte
-> abhängig von der Rauheit
siehe Abb S.3
- Kontinuitätsgleichung
=> Rohrströmung OHNE Reibung
-> konstante Geschwindigekeit
-> innerhalb unterschiedliche Rohrquerschnitte
- inkompressible Flüssigkeiten
siehe Bild S.3
- Energieerhaltung
Inkompressibel , stationär OHNe Reibungsverluste
In einem strömenden gibt es 3 Energieformen
- Potenzielle energie (Ladeenergie)
- kinteische Energie (Geschwindigkeitsenergie)
- Druckenergie
=> Bernoulli Erkenntnis: Summe der energieformen konstant!
Großw Durchmesser d (steigt)
-> v sinkt
- druckenergie steigt
kleine durchmesser d sinkt
-> v steigt
-> Druckenergie sinkt
Die typischen 3 Messrohrsysteme
- Ditorohr
-> statische + dynamische Druckhöhe hst+ hdyn
-> z.b beim strömenden Fluid ohne statischem Überdruck -> kann nur mit dem Pitorohr (Hakenrohr) gemessen werden - Diezorohr
-> misst nur die statische Druckhöhe hst - Rrandtirohr?
-> misst nur die dynamische Druckhöhe hdyn
Ausfluss
-> Ausflussöffnung beeinflusst die
- Einschnürungszahl -> alpha
- Geschwindigkeitszahl -> phi
- Fluidreibung
ÄU?ERE rEIBUNG
= Reibung zw. Berührungsflächen
2er fester Körper
= abhängig von der Normalkraft
=> Reibungsgestz von Coulomb
Innere reibung
=> abhängig vn der Berührungsfläche A, Geschwindigkeitsgefälle v/s und der dynamischen Viskosität (komisches n)
=> Reibung zw bewegten Fluidschichten
sieh Abb s.5
Dynamische Viskosität
=> abhängig von Temperatur + Druck
= Fließfähigkeit der Flüssigkeit
Reynolds´sche Zahl Re
= Strömungskennzahl
= zur Bewertung der Strömungsstrom
= von der Strömungsgeometrie abhängig
Bewegung von fluiden
laminare Strömung
= Strömbahnen des Fluid verluafen geordnet nebeneinander
Bewegung von fluiden
Laminare Strömung für eine Rohrleotung
-> Re < 2320
-> Geschwindigkeit an Rohrwand = 0
-> Parabolische Geschwindigkeitsverteilung
Bewegung von fluiden
Trubulente
= kritische Geschwindigkeit wird überschritten + Strombahnen kreuzen sich
= Reibungsverluste höher
Bewegung von fluiden
Turbulente Strömung für eine Rohrleitung
=> Re > 10.000
=> strake Änderung an Rohrwand
=> mehr Reibungsverluste -> Fr steigt Reibungskraft
Bewegung von fluiden
Mischströmung
-> 2320 < Re < 10.000
-> laminare + trubulente
Druckverlust
Gesamtdruckverlust entsteht aufgrund von Wandreibungsverlusten delta pvR
- und durch Umlenkverluste/sonstige Verluste pvE bei Einbauteilen
Turbinenbetrieb oder Pumpenbetrieb
Turbinenbetrieb
1-> 2 siehe bild s. 6
= strömung von 1 nach 2
Pumpenbetrieb
= strömung von 2 nach 1
