Hydrodynamik Flashcards

1
Q

Wann sind die Annahmen der Fluiddynamik valide?

A
  • größer als molekular->Lfluid>>LMolecules
  • Volumen des Fluids-> große Anzahl Molekülen
  • über einen längeren Zeitraum betrachtet
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2
Q

Was sind ideale fluide?

A

-keine Viskosität

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3
Q

Was ist die Schubspanung?Was ist die Scherrate?

A

tyx= Schubspannung auf eine Oberfläche mit Normalenvektor in y-Richtung und Fluss in x-Richtung

-Scherrate->Geschwindigkeitsgradient-> Anstieg der Geschwindigkeit des Fluids zwischen nicht bewegender und beewegender Oberfläche

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4
Q

Was ist die non-slip condition?

A

-Fluid an Oberfläche hat die gleiche Geschwindigkeit wie die Fläche

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5
Q
A
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6
Q

Was unterscheidet nicht newtonsche und newtonsche Fluide?

A
  • newtosches fluid: η=const.
  • nicht newtonsches Fluid: η ist eine Funktion der Scherrate η=f(dvx /dy)
  • z.B. Scherverdünnend-> mit zunehmender Scherrate, weniger Resisten gegen Fluss(Viskosität nimmt ab)
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7
Q

Was ist die Viskosität(mathematisch)

A

Proportionalitätsfaktor zwischen Schubspannung und Scherrate

-Steigung der Kurve t gegen gamma punkt(Scherrate)

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8
Q

Was ist die viskose Kraft? Wovon ist sie abhängig

A

-wirkt entgegen dem Geschwindigkeitsvektor einer bewegten Platte über eine unbewegte mit einem Fluid zwischen beiden

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9
Q

Was bedeutet laminare und turbulente Strömung?

A
  • laminar: parallele Strömung ohne Durchmischung ->wie Spielkarten in einem Deck
  • turbulent:wirbelnde Vermischung
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10
Q

Was ist fcrit? Bedeutung für laminaren Fluss?

A
  • viskose kritische Kraft : fcrit = η2 / ρ.
  • laminare Strömung tritt auf, wenn die Viskosität groß
  • Viskosität ist groß, wenn f/fcrit groß ist-> Kräfte unter Fcrit
  • fluide mit hoher Dichte und geringer Viskosität(Wasser oder Luft)-> Turbulenz
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11
Q

Wie wirkt sich die Temperatur auf die Viskosität aus?

A
  • Flüssigkeiten-> Temperatur steigt-> Viskosität nimmt ab -> Wechselwirkungen nehmen ab
  • Gas-> Temperatur steigt-> Viskosität steigt
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12
Q

Warum gibt es bei Turbulenz einen zusätzlichen Widerstnd zur Bewegung?

A

-Konsequenz der Wirbel, die teilweise senkrecht zu einem bewegenden Körper wirken(wie Reibung)

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13
Q

Erklären

A
  • direkt an oberfläche der Platte-> gefangene Schicht -> Flüssigkeitsfilm der sich icht bewegt
  • mit zunehmenden Abstand nimmt die Geschwindigkeit zu-> bei δL hat die Geschwindigkeit 0.99 x vmax
  • innerhalb dieser Grenzschicht existiert der Geschwindigkeitsgradient im Raum-> Grenzschicht ist definiert als Schicht bei der z=δL
  • mit zunehmder Dicke dieser Grenzschicht wird diese instabil und es kommt zu Turbulenz-> Punkt PT
  • > bei Übergang kommt es zu einer starken z-Zunahme der Grenzschicht und zu einer erhöhten Reibung
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14
Q

Wie kann der Punkt PT beschrieben werden?

A
  • ab gewissen Abstand der Grenzschicht von Oberfläche ab der es zu Turbulenz kommt
  • kann als Wahrscheinlichkeit angegeben werden
  • durch Reynoldsnumber beschrieben
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15
Q

Was ist die kinemtaische Viskosität? Was die dynamische Viskosität?

A

viskosität durch dichte

-dynamisch: η

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16
Q
A
17
Q

Wozu ist die Reynolds Number proportional? Wann gibts Turbulenz?

A
  • proportional: Flussgeschwindigkeit, dichte des Mediums und zur Charakteritischen länge und umgekehrt proportional zur viskosität
  • Reynoldsnumber ist ein Maß für das Verhältinis von Trägheitskräften zu Viskosen Kräften
  • Turbulenz ab einer Reynolds Nummer von 10^4 -10^6
18
Q

Wie kann man berechenen wie schnell ein Körper verlangsamt?

A

-mit Stokes law

19
Q
A