Vorlesung 1 Flashcards
Charakteristika einer idealen Flüssigkeit
• Geschwindigkeit an der Platte hat den Wert v0
• Geschwindigkeit ist gleichmäßig verteilt
• Stromlinien verlaufen geradlinig
Charaketeristika einer realen Flüssigkeit
• Geschwindigkeit an der Platte ist Null (Haftbedingung bzw. Haftreibung)
• Geschwindigkeit ist nicht gleichmäßig verteilt
• Stromlinien werden nach außen verschoben
Welche Auswirkungen hat die Viskosität?
• Kein Gleiten der realen Flüssigkeiten an der Wand ➡️ keine gleichmäßige Strömungsverteilung mehr vorhanden
• Strömungswiderstand durch innere und äußere Reibung ➡️ Energieverluste entlang der Stromlinien treten auf
• Laminare und turbulente Strömung: Die Einführung der Viskosität führt zur Entstehung der zwei Grundströmungsformen
Charakteristika der laminaren Strömung
• geradlinige Stromfäden: Bewegung auf wohlgeordneten parallelen Bahnen in Strömungsrichtung
• tritt bei kleinen Geschwindigkeiten v bzw. Druchflüssen Q ein
• parabelförmige Verteilung der Geschwindigkeit über dem Rohrquerschnitt
• linearer Zusammenhang zwischen Strömungswiderstand cL und der mittleren Strömungsgeschwindigkeit v
• bei Rohrströmungen ohne Strömungen tritt laminare Strömung bis zur kritischen Reynolds-Zahl < Rekrit ≈ 2320 auf
Charakteristika der turbulenten Strömung
• keine eindeutige Strombahnen: Bewegung auf völlig regellosen Bahnen
• Geschwindigkeitsverteilung gleichmäßiger als bei laminarer Strömung
• quadratischer Zusammenhang zwischen Strömungswiderstand und mittlerer Geschwindigkeit
Welche Bedeutung hat die Reynolds-Zahl?
Die Reynolds-Zahl entscheidet über das Fließverhalten (laminar / turbulent) und über das Widerstandsverhalten. Außerdem ist die Reynolds-Zahl von großer Bedeutung in der Ähnlichkeitsmechanik
(z.B. wasserbauliches Versuchswesen).
Sie ermöglicht, als Maßstab das Verhältnis der Trägheitskräfte zu den Reibungskräften zwischen einer Strömung im verkleinerten Modell und einer geometrisch ähnlichen Strömung im Naturmaßstab zu bestimmen.
Was beschreibt die Viskosität?
Viskosität ist die Eigenschaft eines fließfähigen System, beim Verformen eine Spannung aufzunehmen, die von der Verformungsgeschwindigkeit abhängt. Viskosität meint somit die Zähigkeit eines Stoffes und bedeutet je dickflüssiger ein Stoff ist, umso viskoser ist er
Was ist Thixotropie?
Eigenschaft eines Stoffes sich bei Einwirkungen einer Scher- bzw. Schubspannung zu verflüssigen
Was ist Rheopexie?
Eigenschaft eines Stoffes bei Einwirkungen einer Scher- bzw. Schubspannung fester zu werden (z.B. Stärke)
Welche Stoffe fallen unter die Newtonsche Fluide?
• Wasser
• Luft
• viele Öle
• und Gase
Was ist ein Newtonisches Fluid?
Fluid mit linear viskosem Fließverhalten. Bei diesen Fluiden ist also die Schergeschwindigkeit proportional zur Scherspannung
Wann stellt sich die laminare Strömung im Kreisrohr ein?
Wenn Re < Rekrit
In welchen Bereichen ist laminare Strömung von Bedeutung?
• bei der Strömung zäher Flüssigkeiten wie z.B. Ölen
• bei der Strömung in sehr kleinen Rohrlichtweiten wie z.B. in den Porenkanälen eines Bodens oder Blutbahnen
Wie groß ist ist mittlere Geschwindigkeit bei laminarer Strömung? Maximale Geschwindigkeit gegeben?
Mittlerer Geschwindigkeit = Hälfte der maximalen Geschwindigkeit (gilt für laminare Strömungen)
Wie verhält sich die Viskosität von Gasen und von Flüssigkeiten bei steigender Temperatur?
• Gase: nimmt zu
• Flüssigkeiten: nimmt ab
In welche drei Geschwindigkeiten unterscheidet man in der Grundwasserhydraulik?
• Bahngeschwindigkeiten: Tatsächliche Geschwindigkeit der Wasserteilchen im Medium Boden
• Abstandsgeschwindigkeit: Annahme einer konstanten Geschwindigkeit zwischen Bodenteilchen. Sie bezieht sich auf die zur Durchströmung bezogene verfügbare Porenfläche
• Filtergeschwindigkeit: Mittelung der Abstandsgeschwindigkeit auf die gesamt durchflossene Fläche
Welche Geschwindigkeiten werden durch ein heterogenes System charakterisiert?
Die Bahn- und Abstandsgeschwindigkeit
Welche Geschwindigkeit kann mit dem Gesetz von Darcy ermittelt werden?
Die Filtergeschwindigkeit
