MPS SoSe20 at Universität Bremen

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Charakteristische Größen für eine Mehrphasenströmung

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Warum hat ein Golfball Dimpel?

+grobe Rechnung

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Vorgehen zur Berechnung der Sinkgeschwindigkeit eines Partikels/Tropfens

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Grenzflächenspannungen:

1. Bereich Fluide

2. Wasser bei 25 °C

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Kritische Weber-Zahl für Wassertropfen in Luft

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Einfluss Wasserverschmutzung auf Blasengeschwindigkeit

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Mechanismen des Stofftransports

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Erstarrung von Schmelzen: Ablauf und Unterschied homogen/heterogen

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Kann ein H2O-Tropfen bei -20 °C flüssig sein?

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Dissipation

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Wirbelviskosität

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Freistrahl: Unterschied des Volumenstroms bei turbulenter/laminarer Strömung

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MPS SoSe20

Charakteristische Größen für eine Mehrphasenströmung

Verhältnis Flüssigkeit zu Gas (Konzentration)

Partikelgröße

Partikelgrößenverteilung

MPS SoSe20

Warum hat ein Golfball Dimpel?

+grobe Rechnung

Dimpel erzeugen Mikrowirbel, wodurch Ablösepunkt weiter hinten ist, als bei Kugel;

Das ändert Druckverteilung auf Oberfläche, wodurch sich der Widerstand verringert und der Ball nicht so flattert (-> geradere Flugbahn)


Kugel: mit d = 42 mm und u = 250 km/h läge Re bei 2*10^5 -> gerade noch unterkritisch

Durch Dimpel wird Re leicht erhöht und cw sinkt enorm

MPS SoSe20

Vorgehen zur Berechnung der Sinkgeschwindigkeit eines Partikels/Tropfens

1. Anfangsgeschwindigkeit schätzen

2. cW berechnen

3. Neue Sinkgeschwindigkeit berechnen

4. Neuen cW-Wert berechnen

...

Iterativ fortführen, bis us sich einem Wert annähert

MPS SoSe20

Grenzflächenspannungen:

1. Bereich Fluide

2. Wasser bei 25 °C

1. 20 - 80 mN/m

2. 72 mN/m

MPS SoSe20

Kritische Weber-Zahl für Wassertropfen in Luft

10 (ab da beginnt Tropfen zu zerfallen), für We<1 liegt eine Kugelform vor

MPS SoSe20

Einfluss Wasserverschmutzung auf Blasengeschwindigkeit

Partikel in Wasser schränken Beweglichkeit der Phasengrenzfläche ein, was die Aufstiegsgeschwindigkeit verändert

MPS SoSe20

Mechanismen des Stofftransports

- molekulare Diffusion

- konvektive (laminare) Diffusion

- turbulente Diffusion


MPS SoSe20

Erstarrung von Schmelzen: Ablauf und Unterschied homogen/heterogen

Keimbildung: beschrieben durch freie Gibbs-Energie, Keime können sich im inneren und an Oberfläche eines Tropfens bilden; innerhalb eines Behälters bilden sie sich wegen Verunreinigungen vom Behälterrand nach innen


Homogene Keimbildung: ideal, homogene Schmelzen, man braucht für Keimbildung eine Temperatur, die geringer ist, als die Erstarrungstemperatur


Heterogen: metallische Werkstoffe technischer Reinheit, findet an Verunreinigungen statt

MPS SoSe20

Kann ein H2O-Tropfen bei -20 °C flüssig sein?

Ja, wenn Abkühlgeschwindigkeit groß und Wasser sehr rein ist.

MPS SoSe20

Dissipation

Übergang einer umwandelbaren Energieform in Wärmeenergie

MPS SoSe20

Wirbelviskosität

Beschreibt die Erhöhung der Viskosität durch turbulente Schwankungsbewegungen; 

MPS SoSe20

Freistrahl: Unterschied des Volumenstroms bei turbulenter/laminarer Strömung

turbulent -> Volumenstrom ist Funktion des kinematischen Impulses

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