Strömungsmechanik an der Universität Magdeburg | Karteikarten & Zusammenfassungen

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Welche Aussagen lassen sich aus einem Stromlinienbild treffen?


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  • Stromlinienverdichtung bedeutet Beschleunigung der Strömung
  • Stromlinienverdünnung bedeutet Verzögerung der Strömung
  • Stromlinien können nicht geknickt sein und sich nicht schneiden
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Erklären Sie den Begriff hydraulisch glatt!


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Eine Oberfläche ist hydraulisch glatt, wenn die mittleren Rauhigkeitserhebungen ganz innerhalb der laminaren Unterschicht liegen.

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Welche Kennzahlen kennzeichnen die Umströmung eines Fahrzeuges? Geben Sie die Kennzahlen näher an!


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Euler- und Reynoldszahl

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Welche Kräfte stehen in Navier-Stokes-Gleichungen?


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  • Schwerkraft
  • Druckkraft
  • Reibungskraft
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Wie beeinflusst die Wandrauigkeit (k) bei einer laminaren Strömung den Druckverlust?


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Der Druckverlust einer laminaren Rohrströmung hängt nicht von der Wandrauigkeit (k) ab, da bei laminarer Strömungen λ = f (Re) à kein k enthalten

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Was versteht man unter einem Staupunkt?


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  • Als Staupunkt wird der Punkt auf der Oberfläche eines angeströmten Körpers bezeichnet, an dem das strömende Fluid theoretisch senkrecht auftrifft.
  • Die Geschwindigkeit der Strömung verschwindet im Staupunkt, so dass die kinetische Energie (im idealisierten Fall vollständig) in Druckenergie umgewandelt wird. Der Druck im Staupunkt ist daher, verglichen mit anderen Stellen auf der Körperoberfläche, am größten und wird als Gesamtdruck bezeichnet.
  • An einem Staupunkt verschwindet also die Geschwindigkeit (= 0)
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Wodurch ist die Potentialströmung gekennzeichnet und wie lautet in diesem Zusammenhang die Laplace’sche Differentialgleichung?


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  • Quellen- & Senkenfreiheit
  • Rotationsfreiheit
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Bei welcher Re-Zahl erfolgt der Umschlag von laminar in turbulent?


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Für Rohrströmungen findet bei Reynoldszahlen um etwa 2300 ein Umschlag von einer laminaren in eine turbulente Strömung statt. Man spricht dabei auch von der kritischen Reynoldszahl. Der Übergangsbereich kann sich bis hin zu Reynoldszahlen von 10.000 erstrecken.

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Von welcher Potenz der Geschwindigkeit hängen der Druckverlust einer laminaren und einer turbulenten Rohrströmung ab (rechts der Grenzkurve im Colebrook-Diagramm)?


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  • Laminar: linear von der über den Querschnitt gemittelten Geschwindigkeit abhängig, d.h. ∆pv ≈ v
  • Turbulent: ∆pv ≈ v2
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Wodurch entstehen Druckverluste?


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  • Reibung
  • Querschnittsveränderung
  • Turbulenzen
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Von welchen Größen ist die Rohrreibungzahl Lambda abhängig?


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  • Abhängig von Reynoldszahl und relativer Rauigkeit k/d; k – absolute Rauigkeit, d - Durchmesser
  • Laminar (0 ≤ Re ≤ 2300):                   λ = f (Re)
  • Hydraulisch glatt & Re > 2300:          λ = f (Re)
  • Übergang (65 < Re(k/d) < 1300):       λ = f (Re, d/k)
  • Hydraulisch rau: (Re(k/d) > 1300):    λ = f (d/k)
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Was versteht man unter einem Fluid?

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  • Medium (Flüssigkeit oder Gas)
  • Masse ist stetig über Volumen verteilt
  • Ein „Punkt“ in einem Fluid hat ein unendliches Volumen
  • Kontinuum = stetiges Medium ohne Löcher und Teilchen
  • Jedes Volumenelement dV ist homogen
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Q:

Welche Aussagen lassen sich aus einem Stromlinienbild treffen?


A:
  • Stromlinienverdichtung bedeutet Beschleunigung der Strömung
  • Stromlinienverdünnung bedeutet Verzögerung der Strömung
  • Stromlinien können nicht geknickt sein und sich nicht schneiden
Q:

Erklären Sie den Begriff hydraulisch glatt!


A:

Eine Oberfläche ist hydraulisch glatt, wenn die mittleren Rauhigkeitserhebungen ganz innerhalb der laminaren Unterschicht liegen.

Q:

Welche Kennzahlen kennzeichnen die Umströmung eines Fahrzeuges? Geben Sie die Kennzahlen näher an!


A:

Euler- und Reynoldszahl

Q:

Welche Kräfte stehen in Navier-Stokes-Gleichungen?


A:
  • Schwerkraft
  • Druckkraft
  • Reibungskraft
Q:

Wie beeinflusst die Wandrauigkeit (k) bei einer laminaren Strömung den Druckverlust?


A:

Der Druckverlust einer laminaren Rohrströmung hängt nicht von der Wandrauigkeit (k) ab, da bei laminarer Strömungen λ = f (Re) à kein k enthalten

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Q:

Was versteht man unter einem Staupunkt?


A:
  • Als Staupunkt wird der Punkt auf der Oberfläche eines angeströmten Körpers bezeichnet, an dem das strömende Fluid theoretisch senkrecht auftrifft.
  • Die Geschwindigkeit der Strömung verschwindet im Staupunkt, so dass die kinetische Energie (im idealisierten Fall vollständig) in Druckenergie umgewandelt wird. Der Druck im Staupunkt ist daher, verglichen mit anderen Stellen auf der Körperoberfläche, am größten und wird als Gesamtdruck bezeichnet.
  • An einem Staupunkt verschwindet also die Geschwindigkeit (= 0)
Q:

Wodurch ist die Potentialströmung gekennzeichnet und wie lautet in diesem Zusammenhang die Laplace’sche Differentialgleichung?


A:
  • Quellen- & Senkenfreiheit
  • Rotationsfreiheit
Q:

Bei welcher Re-Zahl erfolgt der Umschlag von laminar in turbulent?


A:

Für Rohrströmungen findet bei Reynoldszahlen um etwa 2300 ein Umschlag von einer laminaren in eine turbulente Strömung statt. Man spricht dabei auch von der kritischen Reynoldszahl. Der Übergangsbereich kann sich bis hin zu Reynoldszahlen von 10.000 erstrecken.

Q:

Von welcher Potenz der Geschwindigkeit hängen der Druckverlust einer laminaren und einer turbulenten Rohrströmung ab (rechts der Grenzkurve im Colebrook-Diagramm)?


A:
  • Laminar: linear von der über den Querschnitt gemittelten Geschwindigkeit abhängig, d.h. ∆pv ≈ v
  • Turbulent: ∆pv ≈ v2
Q:

Wodurch entstehen Druckverluste?


A:
  • Reibung
  • Querschnittsveränderung
  • Turbulenzen
Q:

Von welchen Größen ist die Rohrreibungzahl Lambda abhängig?


A:
  • Abhängig von Reynoldszahl und relativer Rauigkeit k/d; k – absolute Rauigkeit, d - Durchmesser
  • Laminar (0 ≤ Re ≤ 2300):                   λ = f (Re)
  • Hydraulisch glatt & Re > 2300:          λ = f (Re)
  • Übergang (65 < Re(k/d) < 1300):       λ = f (Re, d/k)
  • Hydraulisch rau: (Re(k/d) > 1300):    λ = f (d/k)
Q:

Was versteht man unter einem Fluid?

A:
  • Medium (Flüssigkeit oder Gas)
  • Masse ist stetig über Volumen verteilt
  • Ein „Punkt“ in einem Fluid hat ein unendliches Volumen
  • Kontinuum = stetiges Medium ohne Löcher und Teilchen
  • Jedes Volumenelement dV ist homogen
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