Hydraulik 1 an der Technische Hochschule Köln

Karteikarten und Zusammenfassungen für Hydraulik 1 an der Technische Hochschule Köln

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Was verstehen sie unter Aquifer?

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Was versteht man unter Vakuum?

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Wie lautet die Formel zur Berechnung des absoluten Drucks in der Tiefe z einen Wasserkörpers, aus dessen Wasseroberfläche der Atmosphärendruck wirkt?

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Mit welchem Ziel können die Indizes in der Formel zur Berechnung der „konjugierten Fließtiefen“ vertauscht werden?

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Wie lautet die Formel zur Berechnung des statischen Druckes in der Tiefe z eines Wasserkörpers?

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Gegeben sei die Horizontalkomponente FW,x, sowie die Vertikalkomponente FW,z, der Wasserdruckkraft. Berechnen sie den Betrag der Wasserdruckkraft und die Richtung der Wirkungslinie der auf diese Staufläche wirkenden Wasserdruckkraft.

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Berechnung von Reibeverlusten: erläutern sie die Bestimmung des Widerstandsbeiwertes nach Colebrook-White für den Fall, dass das hydraulische Verhalten der Stromröhre dem „hydraulischen Übergangsbereich“ zuzuordnen ist

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Wie lässt sich die Grundwasserfließrichtung ermitteln?

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Was verstehen sie bei einem Wechselsprung unter „konjungierten Fließtiefen“?

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Wie lautet die Formel zur Bestimmung der Druckhöhe?

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Wie ist die Dichte definiert, welches Formelzeichen und welche SI-Einheit hat sie?

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Warum greift in Abb. 3.8a die Wasserdruckkraft nicht im Schwerpunkt S der vom Wasserdruck belasteten Fläche an, sondern in einem darunter gelegenen Punkt M? 


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Hydraulik 1

Was verstehen sie unter Aquifer?

- ein Grundwasserleiter 

- ein Gesteinskörper mit Hohlräumen, der zur Leitung von Grundwasser geeignet ist

Hydraulik 1

Was versteht man unter Vakuum?

- Abwesenheit von Materie 

- p = 0 

- Bezugsdruck für den „absoluten Druck“

Hydraulik 1

Wie lautet die Formel zur Berechnung des absoluten Drucks in der Tiefe z einen Wasserkörpers, aus dessen Wasseroberfläche der Atmosphärendruck wirkt?

- pabs = pamb + ρw * g * z 

Hydraulik 1

Mit welchem Ziel können die Indizes in der Formel zur Berechnung der „konjugierten Fließtiefen“ vertauscht werden?

- können vertauscht werden, wenn Werte in Querschnitt 2 gegeben und in Querschnitt 1 gesucht sind 

Hydraulik 1

Wie lautet die Formel zur Berechnung des statischen Druckes in der Tiefe z eines Wasserkörpers?

- p(z) = ρw * g * z 

Hydraulik 1

Gegeben sei die Horizontalkomponente FW,x, sowie die Vertikalkomponente FW,z, der Wasserdruckkraft. Berechnen sie den Betrag der Wasserdruckkraft und die Richtung der Wirkungslinie der auf diese Staufläche wirkenden Wasserdruckkraft.

-Betrag: Fw=√Fw , x^2 +Fw , z^2

-Richtung : β=tan^−1 (Fw , z/ Fw , x) 

-mit: Fw,x = ρ * g * b * h²/2; Fw,z = ρ * g * b

Hydraulik 1

Berechnung von Reibeverlusten: erläutern sie die Bestimmung des Widerstandsbeiwertes nach Colebrook-White für den Fall, dass das hydraulische Verhalten der Stromröhre dem „hydraulischen Übergangsbereich“ zuzuordnen ist

- Widerstandsbeiwert: λ 

- implizite Gleichung: 1 λ =−2∗log ( (2,51/ ℜ∗√ λ )+ (k /3,17∗d) )

- Grafische Ermittlung: z.B. mit Moody-Diagramm; Eingangswerte: Reynolds-Zahl und k/d-Wert 

- Rechnerische Ermittlung: iterative Lösung; Eingabe eines Startwertes für λ (z.B. 0,02) auf der rechten Seite der Gleichung und Berechnung eines neuen λ-Wertes unter Verwendung von der Reynolds-Zahl und dem k/d-Wert; im nächsten Schritt den verbesserten Wert auf der rechten Seite der Gleichung einsetzen usw.; Ende der Iteration, wenn eingesetzter und berechneter Wert etwa gleich sind

Hydraulik 1

Wie lässt sich die Grundwasserfließrichtung ermitteln?

- steht orthogonal auf den Höhenlinien

Hydraulik 1

Was verstehen sie bei einem Wechselsprung unter „konjungierten Fließtiefen“?

- Übergang von Schießen zu Strömen 

- Mit dem Kontinuitätsgesetz und dem Impulssatz lässt sich für ein Gerinne mit Rechteckquerschnitt eine Beziehung zwischen der Fließtiefe h1 des schießenden Abflusses und der Fließtiefe h2 des strömenden Abflusses herstellen. 

- h1 und h2 nennen sich konjugierte Fließtiefen

Hydraulik 1

Wie lautet die Formel zur Bestimmung der Druckhöhe?

- h= p/(ρ∗g) [m] 

- ρ [kg/m³]: Dichte der Flüssigkeit

Hydraulik 1

Wie ist die Dichte definiert, welches Formelzeichen und welche SI-Einheit hat sie?

=> definiert als Quotient aus Masse und Volumen

=> ρ= m/V [kg/m³]

Hydraulik 1

Warum greift in Abb. 3.8a die Wasserdruckkraft nicht im Schwerpunkt S der vom Wasserdruck belasteten Fläche an, sondern in einem darunter gelegenen Punkt M? 


- der Kraftangriffspunkt M entspricht dem Schwerpunkt der Wasserdruckfigur (hier ein Dreieck, daher 1/3*l von unten), nicht dem Schwerpunkt der belasteten Fläche (hier ein Rechteck) 

- Wasserdruckkräfte greifen im Schwerpunkt ihrer Wasserdruckfiguren an 

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