Hydrodynamik Flashcards
Wann sind die Annahmen der Fluiddynamik valide?
- größer als molekular->Lfluid>>LMolecules
- Volumen des Fluids-> große Anzahl Molekülen
- über einen längeren Zeitraum betrachtet
Was sind ideale fluide?
-keine Viskosität
Was ist die Schubspanung?Was ist die Scherrate?
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
Was ist die non-slip condition?
-Fluid an Oberfläche hat die gleiche Geschwindigkeit wie die Fläche
Was unterscheidet nicht newtonsche und newtonsche Fluide?
- 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)
Was ist die Viskosität(mathematisch)
Proportionalitätsfaktor zwischen Schubspannung und Scherrate
-Steigung der Kurve t gegen gamma punkt(Scherrate)
Was ist die viskose Kraft? Wovon ist sie abhängig
-wirkt entgegen dem Geschwindigkeitsvektor einer bewegten Platte über eine unbewegte mit einem Fluid zwischen beiden
Was bedeutet laminare und turbulente Strömung?
- laminar: parallele Strömung ohne Durchmischung ->wie Spielkarten in einem Deck
- turbulent:wirbelnde Vermischung
Was ist fcrit? Bedeutung für laminaren Fluss?
- 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
Wie wirkt sich die Temperatur auf die Viskosität aus?
- Flüssigkeiten-> Temperatur steigt-> Viskosität nimmt ab -> Wechselwirkungen nehmen ab
- Gas-> Temperatur steigt-> Viskosität steigt
Warum gibt es bei Turbulenz einen zusätzlichen Widerstnd zur Bewegung?
-Konsequenz der Wirbel, die teilweise senkrecht zu einem bewegenden Körper wirken(wie Reibung)
Erklären
- 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
Wie kann der Punkt PT beschrieben werden?
- ab gewissen Abstand der Grenzschicht von Oberfläche ab der es zu Turbulenz kommt
- kann als Wahrscheinlichkeit angegeben werden
- durch Reynoldsnumber beschrieben
Was ist die kinemtaische Viskosität? Was die dynamische Viskosität?
viskosität durch dichte
-dynamisch: η