Vorlesungs 7 Lokale Energieverluste Flashcards
Was beschreibt die Grenztiefe?
Die Grenztiefe bezeichnet die Wassertiefe, bei der eine minimale Energiehöhe zur Förderung eines Durchflusses q benötigt wird.
Wie hoch ist die Mindestenergiehöhe?
Die Mindestenergiehöhe beträgt das 1,5-fache der Grenztiefe.
Wie groß ist die Strömungsgeschwindigkeit bei der Grenztiefe?
Hat gerade den Wert der Wellenschnelligkeit c
v_gr = c = sqrt(g h_gr)
Wie wird der Abfluss mit der Grenzgeschwindigkeit v_gr, der kritischen Tiefe h_gr und der Mindesrenergiehöhe h_E,min bezeichnet?
Grenzzustand bzw. Kritischer Zustand
In welche zwei Fließzustände lässt sich der Grenzzustand unterscheiden?
- überkritische Strömung (schießen) mit h < h_gr
* unterkritische Strömung (Strömung) mit h > h_gr
Was beschreibt die Froud-Zahl Fr?
- das Verhältnis der Trägheitskräfte F_T zu den Schwerkräften F_S
- das Verhältnis der Strömungsgeschwindigkeit v zur Wellenschnelligkeit c
Was passiert mit den Wassertiefen im schießenden bzw. strömenden Bereich, wenn der maximale Durchfluss im Grenzzustand erreicht ist und der Abfluss reduziert wird?
- Abnahme der Wassertiefe im schießenden Bereich
* Zunahme der Wassertiefe im strömenden Bereich
Was ist der Wechselsprung?
Der Wechselsprung ist der sprungartige Übergang vom Schießen in Strömen. Hierbei wird Energie durch Bildung einer Deckwalze umgewandelt. Wechselsprünge treten in der Praxis häufig bei Wehren oder Hochwasserentlastungsanlagen auf. Daher ist bei diesen Anlagen ein Tosbecken für ein kontrolliertes Herbeiführen des Wechselsprungs und zur Vermeidung von Erosionsschäden an der Gerinnesohle erforderlich. Für die Dimensionierung der Tosbecken werden die Wassertiefen h_1 und h_2 sowie die Strömungsgeschwindigkeiten v_1 und v_2 vor bzw. nach dem Wechselsprung benötigt.
Welche Wechselsprünge gibt es in Abhängigkeit der Froude-Zahl?
- Fr < 1 ➡️ kein Wechselsprung
- 1 < Fr < 1,7 ➡️ gewellter Wechselsprung mit Oberflächenwellen
- 1,7 < Fr < 2,5 ➡️ kleine Wechselsprünge mit ausgeprägter Deckwalze
- 2,5 < Fr < 4,5 ➡️ oszillierende Wechselsprünge
- 4,5 < Fr < 9,0 ➡️ klar definierte Wechselsprünge mit ausgeprägter Deckwalze
- Fr > 9,0 ➡️ stark ausgeprägte turbulente Wechselsprünge
Wodurch entsteht ein Wechselsprung?
Bei einem sprungartigen Übergang vom Schießen zum Strömen.
Was passiert bei einer plötzlichen Rohrerweiterung?
Bei einer plötzlichen Rohrerweiterung kommt es zu Strömungsablösungen und damit Wirbel- und Walzenbildung hinter der Rohrerweiterung. Hierbei wird Energie dissidiert.
