Technische Strömungslehre: Lehr- und Übungsbuch by Leopold Böswirth

By Leopold Böswirth

Dieses Buch wendet sich an Studenten und Dozenten des Faches Stromungslehre in praxisorientierten Studiengangen, insbesondere an Maschinenbauer und Studierende verwandter Fachrichtungen. Das grundliche Studium eines schwierigen Faches wie der Stromungslehre erfordert nach Ansicht des Autors drei Dinge: Theoriestudium, Aufgabenrechnen, La.borver suche. Mit dem LernprozeB anhand von Laborversuchen hat sich der Autor bereits in einem frUheren Werk befaBt [1]. Das vorliegende Werk ist der Theorie und dem Auf gabenrechnen gewidmet. Es ist aus einem im selben Verlag erschienenen Aufgaben buch [2] entstanden. Die Darstellung betont die physikalischen Grundlagen und versucht - mehr als sonst ublich - diese Grundlagen mit Alltagserfahrungen in Beziehung zu setzen. Wo immer moglich wurden auch Ouerverbindungen zur Festkorpermechanik aufgezeigt. 1m allge meinen hat ja der Studierende dieses Gebiet der Mechanik gerade verarbeitet, wenn er sich dem Studium der Fluidmechanik zuwendet. Solche Ouerverbindungen konnen dazu beitragen, beim Studierenden ein solides Bild von den einheitlichen Grundlagen der Naturerscheinungen aufzubauen. Wegen der Kompliziertheit der Stromungser- . scheinungen und wegen des starken .experimentellen Anteils .ist der Abstand der Stromungslehre zur ubrigen Mechanik ohnedies groBer als wunschenswert. Das Studium der Technischen Mechanik im allgemeinen und der Stromungslehre im besonderen hat im Rahmen der Ingenieurausbildung nicht nur den Zweck, dem Studierenden das Werkzeug zur Vorausberechnung technischer Vorgange in die Hand zu geben. 1m Verlaufe dieses Studiums erwirbt er sich unbewuBt - uber die konkreten Lehrinhalte hinaus - eine bestimmte mathematisch-naturwissenschaftliche Sichtweise mit spezifisch technischer Einfarbung, wie sie fUr den Ingenieur charakteristisch ist.

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13) Werte pstat, pges, pd können jedem Punkt eines Strömungsfeldes zugeordnet werden, unabhängig davon, ob diese Werte gemessen werden oder nicht. Der Staudruck erweist sich als einer der wichtigsten Begriffe der Strömungslehre. 15) Der Staudruck pd tritt auch als Druckabsenkung beim Einlauf in einen gerundeten Kanal auf und auch als „Anstaudruck“ im Staupunkt jedes umströmten Körpers, Bild 2-7. Im Fall der Einlaufströmung sagt man auch, dass eine Druckabsenkung um einen Staudruck notwendig ist, um die Geschwindigkeit w „aufzubauen“.

11 Bezeichnen Sie die richtigen Antworten zu „Druckspannung in einem Punkt“ eines mitschwimmenden Fluidelements zu einem bestimmten Zeitpunkt. ) a) Ist eine gebräuchliche Größe zur Angabe von kleinen Drücken b) Ist nur in Zusammenhang mit Druck in Wasser sinnvoll c) 1 mmWS (Millimeter Wassersäule) entspricht einem Druck von 1 bar? 10 Pa? 9,81 Pa? 14 Welche Höhe über Meeresspiegel würde ein „Luftmeer“ aus Luft der konstanten Dichte U = 1,225 kg/m3 aufweisen, wenn der Druck auf dem Meeresspiegel p0 = 1,0132 bar beträgt?

In manchen Lehrbüchern bleibt dieser Anteil bei der Ableitung unberücksichtigt. Das Ergebnis bleibt aber davon unberührt, da sich der entsprechende Term als klein von zweiter Ordnung erweist. Die Stromröhre muss auch eng genug sein, damit der Druck über den Querschnitt als konstant angenommen werden kann. 30 2 Bernoulli’sche Gleichung für stationäre Strömung mendes Teilchen. Die Beschleunigung a des Teilchens resultiert daraus, dass es im Verlaufe der Bewegung in Gebiete höherer (oder niedrigerer) Geschwindigkeit gelangt, w hängt implizit von der Zeit t ab.

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