THM an der TU Kaiserslautern | Karteikarten & Zusammenfassungen

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Wozu werden im Bauingenieurwesen Grundkenntnisse der Technischen Hydromechanik benötigt? Erläutern Sie drei Beispiele​​​​

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Die Technische Hydromechanik ist ein Teilgebiet der Mechanik und beschäftigt sich mit dem physikalisches Verhalten von Flüssigkeiten unter dem Einfluss von Kräften. Sie ist eine der naturwissenschaftlich-technischen Grundlagendisziplinen des Bauingenieurwesens.
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Welche natürlichen Phänomene können die Dichte des Wassers vergrößern?
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Die Dichte von Wasser kann durch gelöste Salze oder Schwebstoffe verändert – meist vergrößert - werden.
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Unterdruck
Überdruck

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  • Unterdruck:
    Druck < Atmosphärendruck
  • Überdruck:
    Druck > Atmosphärendruck


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Welches Phänomen beschreibt der Begriff „Anomalie des Wassers“? Erläutern Sie ein praktisches Beispiel für die Anwendung dieses Wissens. 
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Wasser besitzt bei ca. 4° C die größte Dichte. Die Dichte nimmt bei Eisbildung stark ab und das Volumen um ca. 9 % zu
Dichte des Wassers ist temperaturabhängig
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Was verstehen Sie unter Viskosität? Ordnen Sie diese Flüssigkeiten nach ihrer Viskosität: Wasser, Asphalt, Öl
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Als Viskosität (oder Zähigkeit) wird die Eigenschaft einer Flüssigkeit bezeichnet.
Viskosität beruht auf Molekülaustausch zwischen benachbarten Schichten, sie wird auch als innere Reibung bezeichnet (äußere Reibung = Wandreibung). 
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Welche wesentlichen Eigenschaften werden bei einer „idealen Flüssigkeit“ angenommen?
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  • Kontinuum, welches das Flüssigkeitsvolumen ohne Lücken ausfüllt, 

  • keine Volumenänderung infolge Druck oder Temperatur, 

  • keine innere Reibung. 

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Welche Energiearten beschreiben eine ideale Flüssigkeit, die gleichmäßig durch eine Stromröhre unterschiedlichen Querschnittes fließt? 
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  • Lageenergie 

  • Druckenergie  

  • kinetische Energie  

  • Verlustenergie

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Erläutern Sie an einem praktischen Beispiel, wo der hydrostatische Auftrieb im Bauingenieurwesen unbedingt zu berücksichtigen ist. 
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In der Praxis kann es zur Gefährdung der Standsicherheit bzw. Stabilität kommen, wenn die Auftriebskräfte im Vergleich zu den Gewichtskräften sehr hoch werden und diese übersteigen, z. B. bei tiefen Baugruben oder hohen Außenwasserständen. Der Auftrieb wirkt in voller Größe auch ohne sichtbaren Spalt in der Sohle (Druckverteilung durch wassergefüllte Bodenporen).
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Was verstehen Sie unter „Normalabfluss“? 
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gleichförmige Strömung: dv/ds=0
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Wodurch ist eine stationäre Strömung charakterisiert? 
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Die Strömungsgeschwindigkeit ist abhängig von Ort und Zeit. Wenn an einem Ort keine Änderung mit der Zeit vorliegt, spricht man von stationärer Strömung
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Wodurch ist eine turbulente Strömung charakterisiert? 
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Bei turbulenter Strömung erfolgen ständige Änderungen von Richtung und Größe der Geschwindigkeit an einem Punkt. Welche Strömungsform sich einstellt, hängt vom Verhältnis der Trägheits- und Zähigkeitskräfte der Strömung ab und wird durch eine dimensionslose Kennzahl, die sogenannte Reynolds-Zahl Re ausgedrückt
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Wie bewegen sich Flüssigkeitsteilchen in der Modellvorstellung der technischen Hydromechanik? 
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Die Flüssigkeitsteilchen bewegen sich auf sogenannten Stromlinien (Kurven im Geschwindigkeitsfeld der Strömung), deren Tangente in jedem Punkt die Richtung der Geschwindigkeit angibt.
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Q:

Wozu werden im Bauingenieurwesen Grundkenntnisse der Technischen Hydromechanik benötigt? Erläutern Sie drei Beispiele​​​​

A:
Die Technische Hydromechanik ist ein Teilgebiet der Mechanik und beschäftigt sich mit dem physikalisches Verhalten von Flüssigkeiten unter dem Einfluss von Kräften. Sie ist eine der naturwissenschaftlich-technischen Grundlagendisziplinen des Bauingenieurwesens.
Q:
Welche natürlichen Phänomene können die Dichte des Wassers vergrößern?
A:
Die Dichte von Wasser kann durch gelöste Salze oder Schwebstoffe verändert – meist vergrößert - werden.
Q:

Unterdruck
Überdruck

A:
  • Unterdruck:
    Druck < Atmosphärendruck
  • Überdruck:
    Druck > Atmosphärendruck


Q:
Welches Phänomen beschreibt der Begriff „Anomalie des Wassers“? Erläutern Sie ein praktisches Beispiel für die Anwendung dieses Wissens. 
A:
Wasser besitzt bei ca. 4° C die größte Dichte. Die Dichte nimmt bei Eisbildung stark ab und das Volumen um ca. 9 % zu
Dichte des Wassers ist temperaturabhängig
Q:
Was verstehen Sie unter Viskosität? Ordnen Sie diese Flüssigkeiten nach ihrer Viskosität: Wasser, Asphalt, Öl
A:
Als Viskosität (oder Zähigkeit) wird die Eigenschaft einer Flüssigkeit bezeichnet.
Viskosität beruht auf Molekülaustausch zwischen benachbarten Schichten, sie wird auch als innere Reibung bezeichnet (äußere Reibung = Wandreibung). 
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Q:
Welche wesentlichen Eigenschaften werden bei einer „idealen Flüssigkeit“ angenommen?
A:
  • Kontinuum, welches das Flüssigkeitsvolumen ohne Lücken ausfüllt, 

  • keine Volumenänderung infolge Druck oder Temperatur, 

  • keine innere Reibung. 

Q:
Welche Energiearten beschreiben eine ideale Flüssigkeit, die gleichmäßig durch eine Stromröhre unterschiedlichen Querschnittes fließt? 
A:
  • Lageenergie 

  • Druckenergie  

  • kinetische Energie  

  • Verlustenergie

Q:
Erläutern Sie an einem praktischen Beispiel, wo der hydrostatische Auftrieb im Bauingenieurwesen unbedingt zu berücksichtigen ist. 
A:
In der Praxis kann es zur Gefährdung der Standsicherheit bzw. Stabilität kommen, wenn die Auftriebskräfte im Vergleich zu den Gewichtskräften sehr hoch werden und diese übersteigen, z. B. bei tiefen Baugruben oder hohen Außenwasserständen. Der Auftrieb wirkt in voller Größe auch ohne sichtbaren Spalt in der Sohle (Druckverteilung durch wassergefüllte Bodenporen).
Q:
Was verstehen Sie unter „Normalabfluss“? 
A:
gleichförmige Strömung: dv/ds=0
Q:
Wodurch ist eine stationäre Strömung charakterisiert? 
A:
Die Strömungsgeschwindigkeit ist abhängig von Ort und Zeit. Wenn an einem Ort keine Änderung mit der Zeit vorliegt, spricht man von stationärer Strömung
Q:
Wodurch ist eine turbulente Strömung charakterisiert? 
A:
Bei turbulenter Strömung erfolgen ständige Änderungen von Richtung und Größe der Geschwindigkeit an einem Punkt. Welche Strömungsform sich einstellt, hängt vom Verhältnis der Trägheits- und Zähigkeitskräfte der Strömung ab und wird durch eine dimensionslose Kennzahl, die sogenannte Reynolds-Zahl Re ausgedrückt
Q:
Wie bewegen sich Flüssigkeitsteilchen in der Modellvorstellung der technischen Hydromechanik? 
A:
Die Flüssigkeitsteilchen bewegen sich auf sogenannten Stromlinien (Kurven im Geschwindigkeitsfeld der Strömung), deren Tangente in jedem Punkt die Richtung der Geschwindigkeit angibt.
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