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Hydraulische Systeme und Transport von Fluiden

Lernziele:

• Die Eigenschaften wie Dichte und Druck kennen und ihre Bedeutung verstehen

• Den Zusammenhang zwischen Strom und transportierter Menge verstehen und für die Lösung von Aufgaben nutzen können.

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Hydraulische Systeme

• Fliessen und Speichern von Flüssigkeiten

• Beispiele von Systemen

• Dichte

• Transportvorgänge

• Druck

• Der Gravitationsprozess

• Höhenunterschied und Druck

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Hydraulisches Speicherkraftwerk

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Hydraulikaggregat

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Dichte

Dichte = Menge pro Volumen

z.B.

• Massendichte = "Dichte" = Masse/Volumen

• Ladungsdichte = Ladung /Volumen

• Energiedichte = Energie/Volumen

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Hydraulik

Bilanzierbare Grösse (mengenartig): Volumen

Potential/Energiebeladungsmass:

Druck

Der Druck legt fest, wieviel Energie zusammen mit dem Fluid transportiert wird.

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Druck

In der Hydraulik ist der Druck das Potential (Energiebeladungsmass)

Der Druck legt fest, wieviel Energie zusammen mit dem Volumen des Fluids transportiert wird.

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Der Druck im Gravitationsfeld

Experiment:

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Höhenunterschied und Druck

Beim kontinuierlichen Hinunterfliessen wird die Energie kontinuier-lich von der Gravitation auf die Hydraulik umgeladen. Deshalb nimmt der Druck in der Leitung nach unten zu.

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Aufgaben

• Bei einem Rekordversuch im Tieftauchen ist vor einigen Wochen eine Taucherin ums Leben gekom-men. Sie hat eine Tiefe von 172 m im Meer er-reicht, kam aber beim Aufstieg in Schwierigkeiten. Welcher Druck herrscht in dieser Tiefe?

• Wie hoch steht die Quecksilbersäule in einem Barometer, wenn der Luftdruck 960 mbar beträgt?

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Experiment

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VolumenströmeVolumenstrom

Zeit

Volumenstrom

Zeit

Volumenstrom

Zeit

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Stromstärken

Massenstrom Im und Volumenstrom IV:

Im = IV

= Dichte

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Ausgetauschte Mengen

Va = IV t

Volumenstrom

Zeit

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Ausgetauschte Mengen

Das ausgetauschte Volumen ist gleich der Fläche im Diagramm

Volumenstrom

Zeit

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Ausgetauschte Mengen

Das ausgetauschte Volumen ist gleich der Fläche im Diagramm

Volumenstrom

Zeit

Ausgetauschtes Volumen

Volumenstrom