Frank Kameier - Strömungstechnik I und Messdatenerfassung Folie VL6/ Nr.1 WS13/14 Frank Kameier 6....
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- Folie 1
- Frank Kameier - Strmungstechnik I und Messdatenerfassung
http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL6/ Nr.1 WS13/14 Frank
Kameier 6. Vorlesung Strmungstechnik I und Messdatenverarbeitung
Herleitung der Bernoulli-Gleichung 1-D Strmung entlang einer
Stromlinie 1.Impulserhaltung Bewegungsgleichung
Navier-Stokes-Gleichung Bernoulli-Gleichung Zum Einfluss der
Reibung in einem Rohr: Druckverlust
- Folie 2
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http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL6/ Nr.2 WS13/14 Lernziel:
Impulserhaltung mit den Einheiten der Gren verstehen Kraft=Masse *
Beschleunigung Vektor = Skalar * Vektor [ N ] [Kg] [m/s^2]
Impulserhaltung ohne Reibung: Eulersche Bewegungsgleichung
- Folie 3
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http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL6/ Nr.3 WS13/14
Transformation auf Koordinaten eines begleitenden Dreibeins:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c9/Torus-Knoten_nebeneinander_Animated.gif
- Folie 4
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http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL6/ Nr.4 WS13/14
Transformation auf Koordinaten eines begleitenden Dreibeins: es
gilt weiterhin
- Folie 5
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http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL6/ Nr.5 WS13/14 vielleicht
aus Mechanik (Dynamik) bekannt Substantielle Ableitung:
- Folie 6
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http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL6/ Nr.6 WS13/14 Eulersche
Bewegungsgleichung in Bahnlinienkoordinaten
- Folie 7
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http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL6/ Nr.7 WS13/14 Radiale
Druckgleichung Schwerefeld spielt keine Rolle, z.B. in Luft
- Folie 8
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http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL6/ Nr.8 WS13/14
Stromlinienkrmmung - radiale Druckgleichung Quelle: WDR, Quarks,
6/1999, http://www.quarks.de/fliegen2/00.htm Profil wird nach oben
gesaugt R r prinzip.AVI R= Krmmungsradius r= Laufvariable
- Folie 9
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http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL6/ Nr.9 WS13/14 Auftrieb
und Bernoulli-Gleichung prinzip.AVI Weil der Weg oben lnger ist als
unten ist eine falsche Erklrung! 9 Quelle: WDR, Quarks&Co,
6/1999 siehe auch: Niermann, K., Die Darstellung des
aerodynamischen Auftriebs in Schulbchern von 1900 bis zur
Gegenwart, Dissertation Uni Frankfurt a.M. 1989
- Folie 10
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http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL6/ Nr.10 WS13/14
Experimente zur Radialen Druckgleichung, Bernoulli- und
Coanda-Effekt Quelle: Sigrid Belzer: Die genialsten Erfindungen der
Natur, Bionik fr Kinder, Frankfurt aM. 2010 Quelle: Impulse Physik,
Klett-Verlag, 2005
- Folie 11
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- Folie 12
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http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL6/ Nr.12 WS13/14
Gleichungssystem schlieen mit der Kontinuittsgleichung
1-dimensional inkompressible Strmung -1-dimensionale Strmung
-inkompressibles Medium -reibungsbehaftete und reibungsfreie
Strmungen Ausflussformel von Torricelli
- Folie 13
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http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL6/ Nr.13 WS13/14 Anzahl der
Gleichungen? Anzahl der Unbekannten? Anzahl der Rand- oder
Anfangsbedingungen?
- Folie 14
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http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL6/ Nr.14 WS13/14 Zum
Einfluss von Reibung: -1-dimensionale Strmung -inkompressibles
Medium -reibungsbehaftete und reibungsfreie Strmungen
Massenerhaltung Impulserhaltung (Bernoulli-Gl.) Verluste in einer
Rohrleitung knnen nur den Druck verndern!
- Folie 15
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http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL6/ Nr.15 WS13/14
Dimensionsbetrachtung Massenerhaltung /Kontinuitts-Gl. Mechanische
Energieerhaltung (aus Impulserhaltung) Bernoulli-Gleichung 15
-Vergleich der Einheiten-
- Folie 16
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http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL6/ Nr.16 WS13/14 Zum
Einfluss von Reibung: -1-dimensionale Strmung -inkompressibles
Medium -reibungsbehaftete und reibungsfreie Strmungen
Massenerhaltung Verluste in einer Rohrleitung knnen nur den Druck
verndern!
- Folie 17
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- Folie 18
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Einbauten
- Folie 19
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http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL6/ Nr.19 WS13/14 Reibung
Colebrook-White Formel als Nherung fr turbulente Rohrstrmungen
laminare Rohrstrmung (Hagen-Poiseuille-Strmung)
- Folie 20
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http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL6/ Nr.20 WS13/14 Reibung /
Newtonscher Schubspannungsansatz Quelle: Multi-Media Fluid
Mechanics, Cambridge 2000 2_02005.mov 20 ruhende Wand mit der
Geschwindigkeit U bewegte Wand =Zhigkeit [Pa s] =Schubspannung [Pa]
Wand oben fehlt im Experiment, daher parabolischer Verlauf!
- Folie 21
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Reibungsbehaftete Strmungen - Grenzschichtgedanke
- Frank Kameier - Strmungstechnik I und Messdatenerfassung
http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL6/ Nr.23 WS13/14 Quelle:
Liggett, Caughey, Fluid Mechanics - An Interactive Text, ASME 1998
laminar periodisch (instabil) turbulent Re2300 Reynolds.mov
laminare und turbulente Strmung (Reynoldscher
Farbfadenversuch)
- Folie 24
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http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL6/ Nr.24 WS13/14 Quelle:
Liggett, Caughey, Fluid Mechanics - An Interactive Text, ASME 1998
laminare und turbulente Strmung (Reynoldscher
Farbfadenversuch)
- Folie 25
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http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL6/ Nr.25 WS13/14 Bild 1.1:
Strmungssichtbarmachung am Audi A2 im Windkanal der Audi AG,
Ingolstadt, 2002 und Sondentraversierung am VW Golf. Die
Unterscheidung laminar und turbulent macht nur in der Nhe von Wnden
Sinn!
- Folie 26
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Rauch(faden)methode Quelle: Ford AG Die Unterscheidung laminar und
turbulent macht nur in der Nhe von Wnden Sinn!
- Folie 27
- Frank Kameier - Strmungstechnik I und Messdatenerfassung
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- Folie 28
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- Folie 29
- Frank Kameier - Strmungstechnik I und Messdatenerfassung
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- Folie 30
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http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL6/ Nr.30 WS13/14 LE
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