Angewandte Strömungsmechanik: für Praxis und Studium ; mit 53 Tabellen und 30 Beispielen
Gespeichert in:
Späterer Titel: | Surek, Dominik Technische Strömungsmechanik |
---|---|
Hauptverfasser: | , |
Format: | Buch |
Sprache: | German |
Veröffentlicht: |
Wiesbaden
Teubner
2007
|
Ausgabe: | 1. Aufl. |
Schriftenreihe: | Lehrbuch Maschinenbau
|
Schlagworte: | |
Online-Zugang: | Inhaltstext Inhaltsverzeichnis |
Beschreibung: | Auch als Internetausgabe |
Beschreibung: | XIII, 435 S. zahlr. Ill., graph. Darst. |
ISBN: | 9783835101180 3835101188 |
Internformat
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DOMINIK SUREK, SILKE STEMPIN ANGEWANDTE STROEMUNGSMECHANIK FUER PRAXIS UND
STUDIUM MIT 398 ABBILDUNGEN, 53 TABELLEN UND 30 BEISPIELEN TEUBNER
INHALTSVERZEICHNIS 1 EINLEITUNG 1 2 EIGENSCHAFTEN DER FLUIDE 6 2.1
PHYSIKALISCHE ZUSTANDSGROESSEN VON FLUIDEN 7 2.1.1 DICHTE 7 2.1.2 DICHTE
VON GASEN 8 2.1.3 KOMPRESSIBILITAETSKOEFFIZIENT UND ELASTIZITAETSMODUL 9
2.1.4 DRUCK 10 2.1.5 TEMPERATUR. 11 2.1.6 VISKOSITAET ALS
MOLEKUELBEDINGTER IMPULSTRANSPORT 12 2.1.7 GRENZFLAECHENSPANNUNG UND
KAPILLARITAET 16 2.2 THERMISCHE ZUSTANDSGROESSEN 18 3 HYDROSTATIK UND
AEROSTATIK 20 3.1 HYDROSTATISCHE GRUNDGLEICHUNG 20 3.2 ANWENDUNG DER
HYDROSTATISCHEN GRUNDGLEICHUNG 22 3.2.1 STATISCHE SAUGHOEHE VON
FLUESSIGKEITEN IN ABHAENGIGKEIT DER FLUIDTEMPERATUR UND DEM BAROMETRISCHEN
DRUCK 24 3.2.2 DICHTEMESSUNG VON FLUESSIGKEITEN 25 3.3 UEBERLAGERUNG VON
ZWEI POTENTIALFELDERN 27 3.4 HYDROSTATISCHER DRUCK UND KOMMUNIZIERENDE
GEFAESSE 30 3.5 GRUNDLAGEN DER HYDRAULIK 31 3.6 DRUCKKRAFT AUF
BEHAELTERWAND MIT FLUESSIGKEITSFUELLUNG 33 3.7 DRUCKKRAFT AUF BEHAELTERWAND
MIT KONSTANTER BREITE 34 3.8 DRUCKKRAFT AUF EINE GEKRUEMMTE BEHAELTERWAND
36 3.9 STATISCHER AUFTRIEB UND SCHWIMMEN 39 3.9.1 STATISCHER AUFTRIEB 39
3.9.2 SCHWIMMEN 40 3.9.3 STABILITAET VON SCHWIMMKOERPERN 41 3.10
AEROSTATIK UND THERMISCHER AUFTRIEB 42 4 GRUNDLAGEN DER
STROEMUNGSMECHANIK. 45 4.1 STROMLINIE, BAHNLINIE, STROMFADEN UND
STROMROEHRE 45 4.2 ERHALTUNGSSAETZE DER STROEMUNGSMECHANIK 46 4.2J
BEWEGUNGSGLEICHUNG FUER EIN FLUIDELEMENT 47 4.2.2 BERNOULLIGLEICHUNG 51
4.2.3 AUSFLUSSGLEICHUNG VON TORRICELLI 54 4.2.4 KONTINUITAETSGLEICHUNG 55
4.2.5 IMPULSSATZ UND IMPULSKRAFT FUER STATIONAERE STROEMUNGEN 57 VIII
INHALTSVERZEICHNIS 4.2.6 DRALLSATZ 61 4.2.7 STARRKOERPERWIRBEL 63 4.3
FLUID-STRUKTUR-WECHSELWIRKUNG 64 5 AEHNLICHKEITSGESETZE DER
STROEMUNGSMECHANIK 65 5.1 MODELLGESETZ 65 5.2 REYNOLDSAEHNLICHKEIT 66 5.3
AEHNLICHKEITSKENNZAHLEN 67 6 STATIONAERE INKOMPRESSIBLE STROEMUNG;
HYDRODYNAMIK 71 6.1 STATIONAERE EINLAUFSTROEMUNG IN ROHRLEITUNGEN 71 6.2
STATIONAERE INKOMPRESSIBLE REIBUNGSBEHAFTETE STROEMUNG 72 6.3
REIBUNGSBEHAFTETE ROHRSTROEMUNG 74 6.3.1 HAGEN-POISEUILLESCHE STROEMUNG 75
6.3.2 STROEMUNGSFORMEN IN ROHRLEITUNGEN 79 6.3.3 LAMINARE ROHRSTROEMUNG 80
6.3.4 TURBULENTE ROHRSTROEMUNG 82 6.3.5 ERMITTLUNG DES
ROHRREIBUNGSBEIWERTES 88 6.3.6 GESCHWINDIGKEITSVERTEILUNG IM
ZYLINDRISCHEN ROHR. 91 6.3.7 TECHNISCH ZULAESSIGE RAUHIGKEITEN VON
UMSTROEMTEN OBERFLAECHEN 93 6.4 DRUCKVERLUSTE IN FORMSTUECKEN UND ROHRBOEGEN
95 6.5 DRUCKVERLUSTE IN ARMATUREN 100 6.6 STROEMUNG IM EBENEN SPALT MIT
GERINGER REYNOLDSZAHL 104 6.7 STROEMUNG IN KEILFOERMIGEN AXIAL- UND
RADIALSPALTEN VON LAGERN 106 6.7.1 STROEMUNG IM KEILFOERMIGEN
AXIALLAGERSPALT 107 6.7.2 STROEMUNG IM RADIALEN GLEITLAGER. 111 6.8
DUESEN- UND DIFFUSORSTROEMUNG 117 6.8.1 DUESENSTROEMUNG 117 6.8.2
KEGELDIFFUSOREN 119 6.8.3 VERLUSTE UND WIRKUNGSGRAD VON DIFFUSOREN 119
6.8.4 RADIALE DIFFUSOREN 122 6.9 FREISTRAHL 124 6.10 STROEMUNG IN KANAELEN
MIT FREIER OBERFLAECHE /. 128 6.10.1 REIBUNGSBEIWERTE FUER DIE
GERINNESTROEMUNG 132 6.11 ROHRNETZBERECHNUNG 134 6.11.1 REIHENSCHALTUNG
VON ROHRLEITUNGEN 137 6.11.2 LAMINARE STROEMUNG 137 6.11.3 TURBULENTE
STROEMUNG IM HYDRAULISCH GLATTEN ROHR. 138 6.11.4 TURBULENTE STROEMUNG BEI
AUSGEBILDETER RAUHIGKEITSSTROEMUNG MIT X,=F(D/K) 138 6.11.5
PARALLELSCHALTUNG VON ROHRLEITUNGEN 139 INHALTSVERZEICHNIS IX 7
STATIONAERE KOMPRESSIBLE STROEMUNG; GASDYNAMIK 144 7.1 EINFUEHRUNG 144 7.2
THERMODYNAMISCHE GRUNDLAGEN 145 7.2.1 THERMISCHE ZUSTANDSGIEICHUNG
IDEALER GASE 145 7.2.2 KALORISCHE ZUSTANDSGIEICHUNGEN 147 7.2.3
ISENTROPENGLEICHUNG 150 7.3 SCHALLGESCHWINDIGKEIT UND SCHALLAUSBREITUNG
152 7.3.1 SCHALLGESCHWINDIGKEIT 152 7.3.2 SCHALLAUSBREITUNG UND MACHZAHL
154 7.4 ENERGIEGLEICHUNG DER KOMPRESSIBLEN EINDIMENSIONALEN STROEMUNG 157
7.4.1 FORMEN DER ENERGIEGLEICHUNG DER GASDYNAMIK 159 7.5 RUHEGROESSEN UND
KRITISCHER ZUSTAND 161 7.5.1 DEFINITION DER RUHEGROESSEN 161 7.5.2
KRITISCHER ZUSTAND 163 7.6 GESCHWINDIGKEITSDIAGRAMM DER ENERGIEGLEICHUNG
164 7.7 BESCHLEUNIGTE KOMPRESSIBLE STROEMUNG 167 7.7.1 REIBUNGSBEHAFTETE
KOMPRESSIBLE ROHRSTROEMUNG 168 7.7.2 REIBUNGSBEHAFTETE ISOTHERME
KOMPRESSIBLE ROHRSTROEMUNG 169 7.7.3 REIBUNGSBEHAFTETE ADIABATE
KOMPRESSIBLE ROHRSTROEMUNG 173 7.7.4 AUS- UND DURCHFLUSSFUNKTION FUER GASE
180 7.7.5 BERECHNUNG DER DURCHFLUSSFUNKTION 180 7.7.6 ISENTROPE STROEMUNG
IN DUESEN UND BLENDEN 182 7.7.7 FLAECHEN-GESCHWINDIGKEITS-BEZIEHUNG 183
7.7.8 BETRIEBSVERHALTEN VON UEBERSCHALLDUESEN 194 7.8 VERDICHTUNGSSTOSS 195
7.8.1 SENKRECHTER VERDICHTUNGSSTOSS 197 7.8.2 SCHIEFER VERDICHTUNGSSTOSS
203 7.8.3 SCHIEFER VERDICHTUNGSSTOSS IN DER HODOGRAPHENEBENE 209 7.8.4
EXPANSION VON UEBERSCHALLSTROEMUNGEN UND PRANDTL-MEYER-STROEMUNG 211 7.9
ZWEIDIMENSIONALE KOMPRESSIBLE POTENTIALSTROEMUNG 213 7.9.1
POTENTIALGLEICHUNG DER ZWEIDIMENSIONALEN STROEMUNG 214 7.9.2
LINEARISIERUNG DER ZWEIDIME^ISIONALEN KOMPRESSIBLEN POTENTIALSTROEMUNG
216 7.9 3 ZWEIDIMENSIONALE UEBERSCHALLSTROEMUNG UM SCHLANKE PROFILE 217
7.9.4 ZWEIDIMENSIONALE UNTERSCHALLSTROEMUNG UM SCHLANKE PROFILE 218 8
ZWEIDIMENSIONALE POTENTIALSTROEMUNG 221 8.1 DIFFERENTIALGLEICHUNG VON
LAPLACE 224 8.1.1 POTENTIALFUNKTION 225 8.1.2 STROMFUNKTION 227 X
INHALTSVERZEICHNIS 8.2 POTENTIALSTROEMUNG UM KREISZYLINDER 228 8.2.1
GESCHWINDIGKEITS- UND DRUCKVERTEILUNG UM DEN KREISZYLINDER. 228 8.3
SINGULARITAETENVERFAHREN 231 8.3.1 QUELL-UND SENKENSTROEMUNG 231 8.3.2
UEBERLAGERUNG VON PARALLEL- UND QUELLSTROEMUNG 233 8.3.3 UEBERLAGERUNG VON
PARALLEL-UND SENKENSTROEMUNG 234 8.3.4 GESTALTUNG UMSTROEMTER KOERPER
MITTELS SINGULARITAETEN 235 8.3.5 POTENTIALWIRBEL 236 8.3.6 DIPOLSTROEMUNG
239 8.4 STROEMUNGSKRAFT AUF EINEN KOERPER. 240 9 GRENZSCHICHTSTROEMUNG 243
9.1 BEGRIFFE DER GRENZSCHICHTSTROEMUNG 244 9.1.1 GRENZSCHICHTDICKE 244
9.1.2 VERDRAENGUNGSDICKE 245 9.1.3 IMPULSVERLUSTDICKE 246 9.2
GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN 248 9.3 EIGENSCHAFTEN DER GRENZSCHICHTEN 250
9.3.1 ABLOESUNG DER GRENZSCHICHT 251 9.3.2 TANGENTIALSPANNUNG AN DER WAND
UND REIBUNGSWIDERSTAND 253 9.4 ABHAENGIGKEIT DER GRENZSCHICHT VON DER
REYNOLDSZAHL 255 9.5 PLATTENGRENZSCHICHT 256 9.6 UMSCHLAG DER STROEMUNG
LAMINAR-TURBULENT 258 9.7 TURBULENTE GRENZSCHICHT 259 9.7.1 PRANDTLSCHER
MISCHUNGSWEG 260 9.8 TURBULENZ UND TURBULENZGRAD 263 9.8.1 TURBULENZGRAD
264 9.8.2 ENERGIETRANSPORT IN TURBULENTEN STROEMUNGEN 266 10 STATIONAERE
UMSTROEMUNG VON KOERPERN UND PROFILEN 268 10.1 WIDERSTAND UMSTROEMTER
KOERPER. 268 10.1.1 ENTSTEHUNG UND BERECHNUNG VON WIDERSTAND 270 10.1.2
AENDERUNG VON DRUCK- UND REIBUNGSWIDERSTAND AN KOERPERN .'.273 10.1.3
KUGELUMSTROEMUNG UND AUFTRIEB , 274 10.2 TRAGFLUEGELPROFILE UND AUFTRIEB
276 10.2.1 TRAGFLUEGEL UNENDLICHER SPANNWEITE 277 10.2.2 AUFTRIEB UND
PROFILWIDERSTAND 278 10.2.3 TRAGFLUEGEL ENDLICHER SPANNWEITE 280 10.2.4
INDUZIERTER WIDERSTAND AN TRAGFLAECHEN UND AXIALSCHAUFELN 281 10.3
PROFILPOLARE FUER TRAGFLUEGEL UND SCHAUFELPROFILE 283 INHALTSVERZEICHNIS
XI 10.4 EINFLUSS DER REYNOLDSZAHL AUF DIE TRAGFLUEGELURNSTROEMUNG 285 10.5
TRAGFLUEGELUMSTROEMUNG BEI HOHER ANSTROEMMACHZAHL 286 11 INSTATIONAERE
STROEMUNG 289 11.1 BEWEGUNGS- UND ENERGIEGLEICHUNG DER EINDIMENSIONALEN
INSTATIONAEREN STROEMUNG 289 11.2 INSTATIONAERER AUSFLUSS AUS EINEM
BEHAELTER MIT VARIABLER SPIEGELHOEHE 290 11.3 FLUESSIGKEITSSCHWINGUNGEN 294
11.3.1 SCHWINGUNG DER FLUESSIGKEIT IN EINEM U-ROHR. 294 11.3.2
PERIODISCHE BEHAELTERENTLEERUNG 296 11.4 DRUCKSTOSS IN ROHRLEITUNGEN 297
11.4.1 DRUCKSTOSS IN ELASTISCHEN LEITUNGEN UNTER BERUECKSICHTIGUNG DER
KOMPRESSIBILITAET DER FLUESSIGKEIT 298 11.4.2 DRUCKSTOSS BEI AUSFLUSS AUS
EINEM OFFENEN BEHAELTER. 299 11.5 WIRBELABLOESUNG HINTER UMSTROEMTEN
KOERPERN 301 11.5.1 KAERMAENSCHE WIRBELSTRASSE 302 12 GRUNDLAGEN DER AKUSTIK
UND AEROAKUSTIK 303 12.1 TONSKALA UND FREQUENZEN VON TOENEN 303 12.2
HOERBEREICH UND SCHALLDRUCK 305 12.3 SCHALLFELD UND SCHALLFELDGROESSEN 307
12.3.1 SCHALLDRUCK UND SCHALLDRUCKPEGEL 307 12.3.2 SCHALLSCHNELLE UND
SCHALLSCHNELLEPEGEL 308 12.3.3 SCHALLINTENSITAET 308 12.3.4
SCHALLLEISTUNG UND SCHALLLEISTUNGSPEGEL 309 12.4 SCHALLQUELLEN 310
12.4.1 AEROAKUSTISCHE SCHALLQUELLEN 310 12.4.2 AKUSTISCHE
WELLENGLEICHUNG 311 12.4.3 ANALOGIE VON LIGHTHILL 313 12.4.4 INHOMOGENE
AKUSTISCHE WELLENGLEICHUNG 313 12.5 AKUSTISCHE UMSETZUNG VON STROEMUNGEN
316 12.6 SCHALLMESSUNG 318 12.6.1 SCHALLMESSGROESSEN 319 12.6.2
SCHALLDRUCK- UND SCHALLDRUCKPEGELMESSUNG 319 12.6.3
SCHALLINTENSITAETSMESSUNG.:. 321 12.6.4 SCHALLLEISTUNGS-UND
SCHALLLEISTUNGSPEGELMESSUNG 323 12.7 MESSAUSWERTUNG, FREQUENZANALYSE UND
SPEKTRALE LEISTUNGSDICHTE 323 12.7.1 FREQUENZANALYSE 325 12.7.2
SPEKTRALE SCHALLLEISTUNGSDICHTE 326 12.8 SCHALLMESSGERAETE 326 XII
INHALTSVERZEICHNIS 12.8.1 MIKROFON 327 12.9 ADDITION VON SCHALLPEGELN
UND SUMMENREGEL 327 13 GRUNDLAGEN DER STROEMUNG IN TURBOMASCHINEN 329
13.1 BAUARTEN VON TURBOMASCHINEN 329 13.2 STROEMUNG IM ROTIERENDEN
RADIALEN LAUFRAD 331 13.2.1 ABSOLUT- UND RELATIVGESCHWINDIGKEIT 331
13.2.2 GESCHWINDIGKEITSDREIECKE AM LAUFRADEIN- UND AUSTRITT 332 13.3
EULERGLEICHUNG DER TURBOMASCHINEN 332 13.4 DREHMOMENTENSATZ FUER
TURBOMASCHINEN 334 13.5 STROEMUNG IN AXIALMASCHINEN 335 13.5.1 AXIALE
EBENE SCHAUFELGITTER. 335 13.5.2 BELASTUNGSZAHL VON SCHAUFELGITTERN 337
13.5.3 BELASTUNGSZAHL UND WIDERSTANDSBEIWERT UNTER BERUECKSICHTIGUNG DER
REIBUNG 338 13.6 AHNLICHKEITSKENNZAHLEN VON TURBOMASCHINEN 340 13.6.1
LIEFERZAHL 341 13.6.2 DRUCKZAHL 341 13.6.3 SPEZIFISCHE DREHZAHL UND
SCHNELLLAUFZAHL 343 13.6.4 DURCHMESSERZAHL 344 13.6.5 CORDIERDIAGRAMM
344 13.6.6 LEISTUNGSZAHL 346 13.7 RADSEITENREIBUNG 346 13.8 VERLUSTE IN
INNEREN UND AEUSSEREN DICHTSPALTEN 350 13.9 NUTZLEISTUNG UND WIRKUNGSGRAD
352 13.10 LEITEINRICHTUNGEN (DIFFUSOREN) 352 13.10.1 RADIALDIFFUSOR. 352
13.10.2 STROEMUNG IM SPIRALGEHAEUSE 352 13.11 KAVITATION 353 13.11.1
BLASENDYNAMIK IN KAVITATIONSSTROEMUNGEN 354 13.12 KENNLINIEN VON
STROEMUNGSMASCHINEN 356 14 GRUNDLAGEN DER MEHRPHASENSTROEMUNG 358 14.1
CHARAKTERISIERUNG VON MEHRPHASENSTROEMUNGEN * 359 14.2 KORNGROESSE UND
KENNGROESSEN 360 14.3 SPHAERIZITAET VON FESTSTOFFEN .'. 361 14.4
SCHUETTDICHTE UND GEMISEHDICHTE 361 14.5 BEWEGUNGSVERHALTEN VON
FESTSTOFFEN IN FLUIDEN 362 14.6 KRAEFTE IN STROEMENDEN GEMISCHEN 365 14.7
SINKGESCHWINDIGKEIT 367 14.8 KRITISCHE GESCHWINDIGKEIT 368
INHALTSVERZEICHNIS XIII 14.9 DRUCKVERLUSTE IN ROHRLEITUNGEN UND
SCHUETTUNGEN 369 14.10 STROEMUNG BEIM HYDRAULISCHEN TRANSPORT 371 14.11
STROEMUNG BEIM PNEUMATISCHEN TRANSPORT 373 14.12 MASSEKRAFTABSCHEIDUNG
VON STAUB 374 14.12.1 SCHWERKRAFTABSCHEIDUNG 374 14.12.2
FLIEHKRAFTABSCHEIDUNG (ZYKLONABSCHEIDUNG) 374 15 STROEMUNGSTECHNISCHE
MESSTECHNIK 376 15.1 DRUCKMESSTECHNIK 376 15.1.1 HYDRAULISCHE
DRUCKMESSGERAETE 377 15.1.2 MECHANISCHE DRUCKMESSGERAETE 379 15.1.3
ELEKTROMECHANISCHE DRUCKSENSOREN 379 15.1.4 INSTATIONAERE DRUCKMESSUNG
380 15.2 GESCHWINDIGKEITSMESSUNG 383 15.2.1 STAUDRUCKSONDEN UND
PRANDTLROHR. 383 15.2.2 HITZDRAHTSONDEN UND HEISSFOLIENANEMOMETER. 384
15.2.3 LASER-ANEMOMETER. 386 15.2.4 LASER-DOPPLER-ANEMOMETRIE (LDA) 386
15.2.5 LASER-2 FOCUS-ANEMOMETRIE (L2FA) 387 15.2.6
PARTICLE-IMAGE-VELOCIMETRY (PIV) 388 15.2.7 LASER-SPECKLE-ANEMOMETRIE
389 15.2.8 OPTISCHE- UND SCHLIERENMESSVERFAHREN 389 15.3
TEMPERATURMESSUNG 390 15.3.1 WIDERSTANDSTHERMOMETER. 391 15.3.2
THERMOELEMENT 392 15.3.3 STRAHLUNGSTHERMOMETER. 393 15.4
VOLUMENSTROM-UND MASSENSTROMMESSUNG 394 15.4.1 MESSPRINZIPIEN 394 15.4.2
VOLUMENSTROMMESSGERAETE 395 15.4.3 MASSENSTROMMESSGERAETE 397 16
LITERATURVERZEICHNIS 398 17 NOMENKLATUR. .'. 407 18 ANHANG ^ 409 19
SACHWORTVERZEICHNIS 428 |
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DOMINIK SUREK, SILKE STEMPIN ANGEWANDTE STROEMUNGSMECHANIK FUER PRAXIS UND
STUDIUM MIT 398 ABBILDUNGEN, 53 TABELLEN UND 30 BEISPIELEN TEUBNER
INHALTSVERZEICHNIS 1 EINLEITUNG 1 2 EIGENSCHAFTEN DER FLUIDE 6 2.1
PHYSIKALISCHE ZUSTANDSGROESSEN VON FLUIDEN 7 2.1.1 DICHTE 7 2.1.2 DICHTE
VON GASEN 8 2.1.3 KOMPRESSIBILITAETSKOEFFIZIENT UND ELASTIZITAETSMODUL 9
2.1.4 DRUCK 10 2.1.5 TEMPERATUR. 11 2.1.6 VISKOSITAET ALS
MOLEKUELBEDINGTER IMPULSTRANSPORT 12 2.1.7 GRENZFLAECHENSPANNUNG UND
KAPILLARITAET 16 2.2 THERMISCHE ZUSTANDSGROESSEN 18 3 HYDROSTATIK UND
AEROSTATIK 20 3.1 HYDROSTATISCHE GRUNDGLEICHUNG 20 3.2 ANWENDUNG DER
HYDROSTATISCHEN GRUNDGLEICHUNG 22 3.2.1 STATISCHE SAUGHOEHE VON
FLUESSIGKEITEN IN ABHAENGIGKEIT DER FLUIDTEMPERATUR UND DEM BAROMETRISCHEN
DRUCK 24 3.2.2 DICHTEMESSUNG VON FLUESSIGKEITEN 25 3.3 UEBERLAGERUNG VON
ZWEI POTENTIALFELDERN 27 3.4 HYDROSTATISCHER DRUCK UND KOMMUNIZIERENDE
GEFAESSE 30 3.5 GRUNDLAGEN DER HYDRAULIK 31 3.6 DRUCKKRAFT AUF
BEHAELTERWAND MIT FLUESSIGKEITSFUELLUNG 33 3.7 DRUCKKRAFT AUF BEHAELTERWAND
MIT KONSTANTER BREITE 34 3.8 DRUCKKRAFT AUF EINE GEKRUEMMTE BEHAELTERWAND
36 3.9 STATISCHER AUFTRIEB UND SCHWIMMEN 39 3.9.1 STATISCHER AUFTRIEB 39
3.9.2 SCHWIMMEN 40 3.9.3 STABILITAET VON SCHWIMMKOERPERN 41 3.10
AEROSTATIK UND THERMISCHER AUFTRIEB 42 4 GRUNDLAGEN DER
STROEMUNGSMECHANIK. 45 4.1 STROMLINIE, BAHNLINIE, STROMFADEN UND
STROMROEHRE 45 4.2 ERHALTUNGSSAETZE DER STROEMUNGSMECHANIK 46 4.2J
BEWEGUNGSGLEICHUNG FUER EIN FLUIDELEMENT 47 4.2.2 BERNOULLIGLEICHUNG 51
4.2.3 AUSFLUSSGLEICHUNG VON TORRICELLI 54 4.2.4 KONTINUITAETSGLEICHUNG 55
4.2.5 IMPULSSATZ UND IMPULSKRAFT FUER STATIONAERE STROEMUNGEN 57 VIII
INHALTSVERZEICHNIS 4.2.6 DRALLSATZ 61 4.2.7 STARRKOERPERWIRBEL 63 4.3
FLUID-STRUKTUR-WECHSELWIRKUNG 64 5 AEHNLICHKEITSGESETZE DER
STROEMUNGSMECHANIK 65 5.1 MODELLGESETZ 65 5.2 REYNOLDSAEHNLICHKEIT 66 5.3
AEHNLICHKEITSKENNZAHLEN 67 6 STATIONAERE INKOMPRESSIBLE STROEMUNG;
HYDRODYNAMIK 71 6.1 STATIONAERE EINLAUFSTROEMUNG IN ROHRLEITUNGEN 71 6.2
STATIONAERE INKOMPRESSIBLE REIBUNGSBEHAFTETE STROEMUNG 72 6.3
REIBUNGSBEHAFTETE ROHRSTROEMUNG 74 6.3.1 HAGEN-POISEUILLESCHE STROEMUNG 75
6.3.2 STROEMUNGSFORMEN IN ROHRLEITUNGEN 79 6.3.3 LAMINARE ROHRSTROEMUNG 80
6.3.4 TURBULENTE ROHRSTROEMUNG 82 6.3.5 ERMITTLUNG DES
ROHRREIBUNGSBEIWERTES 88 6.3.6 GESCHWINDIGKEITSVERTEILUNG IM
ZYLINDRISCHEN ROHR. 91 6.3.7 TECHNISCH ZULAESSIGE RAUHIGKEITEN VON
UMSTROEMTEN OBERFLAECHEN 93 6.4 DRUCKVERLUSTE IN FORMSTUECKEN UND ROHRBOEGEN
95 6.5 DRUCKVERLUSTE IN ARMATUREN 100 6.6 STROEMUNG IM EBENEN SPALT MIT
GERINGER REYNOLDSZAHL 104 6.7 STROEMUNG IN KEILFOERMIGEN AXIAL- UND
RADIALSPALTEN VON LAGERN 106 6.7.1 STROEMUNG IM KEILFOERMIGEN
AXIALLAGERSPALT 107 6.7.2 STROEMUNG IM RADIALEN GLEITLAGER. 111 6.8
DUESEN- UND DIFFUSORSTROEMUNG 117 6.8.1 DUESENSTROEMUNG 117 6.8.2
KEGELDIFFUSOREN 119 6.8.3 VERLUSTE UND WIRKUNGSGRAD VON DIFFUSOREN 119
6.8.4 RADIALE DIFFUSOREN 122 6.9 FREISTRAHL 124 6.10 STROEMUNG IN KANAELEN
MIT FREIER OBERFLAECHE /. 128 6.10.1 REIBUNGSBEIWERTE FUER DIE
GERINNESTROEMUNG 132 6.11 ROHRNETZBERECHNUNG 134 6.11.1 REIHENSCHALTUNG
VON ROHRLEITUNGEN 137 6.11.2 LAMINARE STROEMUNG 137 6.11.3 TURBULENTE
STROEMUNG IM HYDRAULISCH GLATTEN ROHR. 138 6.11.4 TURBULENTE STROEMUNG BEI
AUSGEBILDETER RAUHIGKEITSSTROEMUNG MIT X,=F(D/K) 138 6.11.5
PARALLELSCHALTUNG VON ROHRLEITUNGEN 139 INHALTSVERZEICHNIS IX 7
STATIONAERE KOMPRESSIBLE STROEMUNG; GASDYNAMIK 144 7.1 EINFUEHRUNG 144 7.2
THERMODYNAMISCHE GRUNDLAGEN 145 7.2.1 THERMISCHE ZUSTANDSGIEICHUNG
IDEALER GASE 145 7.2.2 KALORISCHE ZUSTANDSGIEICHUNGEN 147 7.2.3
ISENTROPENGLEICHUNG 150 7.3 SCHALLGESCHWINDIGKEIT UND SCHALLAUSBREITUNG
152 7.3.1 SCHALLGESCHWINDIGKEIT 152 7.3.2 SCHALLAUSBREITUNG UND MACHZAHL
154 7.4 ENERGIEGLEICHUNG DER KOMPRESSIBLEN EINDIMENSIONALEN STROEMUNG 157
7.4.1 FORMEN DER ENERGIEGLEICHUNG DER GASDYNAMIK 159 7.5 RUHEGROESSEN UND
KRITISCHER ZUSTAND 161 7.5.1 DEFINITION DER RUHEGROESSEN 161 7.5.2
KRITISCHER ZUSTAND 163 7.6 GESCHWINDIGKEITSDIAGRAMM DER ENERGIEGLEICHUNG
164 7.7 BESCHLEUNIGTE KOMPRESSIBLE STROEMUNG 167 7.7.1 REIBUNGSBEHAFTETE
KOMPRESSIBLE ROHRSTROEMUNG 168 7.7.2 REIBUNGSBEHAFTETE ISOTHERME
KOMPRESSIBLE ROHRSTROEMUNG 169 7.7.3 REIBUNGSBEHAFTETE ADIABATE
KOMPRESSIBLE ROHRSTROEMUNG 173 7.7.4 AUS- UND DURCHFLUSSFUNKTION FUER GASE
180 7.7.5 BERECHNUNG DER DURCHFLUSSFUNKTION 180 7.7.6 ISENTROPE STROEMUNG
IN DUESEN UND BLENDEN 182 7.7.7 FLAECHEN-GESCHWINDIGKEITS-BEZIEHUNG 183
7.7.8 BETRIEBSVERHALTEN VON UEBERSCHALLDUESEN 194 7.8 VERDICHTUNGSSTOSS 195
7.8.1 SENKRECHTER VERDICHTUNGSSTOSS 197 7.8.2 SCHIEFER VERDICHTUNGSSTOSS
203 7.8.3 SCHIEFER VERDICHTUNGSSTOSS IN DER HODOGRAPHENEBENE 209 7.8.4
EXPANSION VON UEBERSCHALLSTROEMUNGEN UND PRANDTL-MEYER-STROEMUNG 211 7.9
ZWEIDIMENSIONALE KOMPRESSIBLE POTENTIALSTROEMUNG 213 7.9.1
POTENTIALGLEICHUNG DER ZWEIDIMENSIONALEN STROEMUNG 214 7.9.2
LINEARISIERUNG DER ZWEIDIME^ISIONALEN KOMPRESSIBLEN POTENTIALSTROEMUNG
216 7.9 3 ZWEIDIMENSIONALE UEBERSCHALLSTROEMUNG UM SCHLANKE PROFILE 217
7.9.4 ZWEIDIMENSIONALE UNTERSCHALLSTROEMUNG UM SCHLANKE PROFILE 218 8
ZWEIDIMENSIONALE POTENTIALSTROEMUNG 221 8.1 DIFFERENTIALGLEICHUNG VON
LAPLACE 224 8.1.1 POTENTIALFUNKTION 225 8.1.2 STROMFUNKTION 227 X
INHALTSVERZEICHNIS 8.2 POTENTIALSTROEMUNG UM KREISZYLINDER 228 8.2.1
GESCHWINDIGKEITS- UND DRUCKVERTEILUNG UM DEN KREISZYLINDER. 228 8.3
SINGULARITAETENVERFAHREN 231 8.3.1 QUELL-UND SENKENSTROEMUNG 231 8.3.2
UEBERLAGERUNG VON PARALLEL- UND QUELLSTROEMUNG 233 8.3.3 UEBERLAGERUNG VON
PARALLEL-UND SENKENSTROEMUNG 234 8.3.4 GESTALTUNG UMSTROEMTER KOERPER
MITTELS SINGULARITAETEN 235 8.3.5 POTENTIALWIRBEL 236 8.3.6 DIPOLSTROEMUNG
239 8.4 STROEMUNGSKRAFT AUF EINEN KOERPER. 240 9 GRENZSCHICHTSTROEMUNG 243
9.1 BEGRIFFE DER GRENZSCHICHTSTROEMUNG 244 9.1.1 GRENZSCHICHTDICKE 244
9.1.2 VERDRAENGUNGSDICKE 245 9.1.3 IMPULSVERLUSTDICKE 246 9.2
GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN 248 9.3 EIGENSCHAFTEN DER GRENZSCHICHTEN 250
9.3.1 ABLOESUNG DER GRENZSCHICHT 251 9.3.2 TANGENTIALSPANNUNG AN DER WAND
UND REIBUNGSWIDERSTAND 253 9.4 ABHAENGIGKEIT DER GRENZSCHICHT VON DER
REYNOLDSZAHL 255 9.5 PLATTENGRENZSCHICHT 256 9.6 UMSCHLAG DER STROEMUNG
LAMINAR-TURBULENT 258 9.7 TURBULENTE GRENZSCHICHT 259 9.7.1 PRANDTLSCHER
MISCHUNGSWEG 260 9.8 TURBULENZ UND TURBULENZGRAD 263 9.8.1 TURBULENZGRAD
264 9.8.2 ENERGIETRANSPORT IN TURBULENTEN STROEMUNGEN 266 10 STATIONAERE
UMSTROEMUNG VON KOERPERN UND PROFILEN 268 10.1 WIDERSTAND UMSTROEMTER
KOERPER. 268 10.1.1 ENTSTEHUNG UND BERECHNUNG VON WIDERSTAND 270 10.1.2
AENDERUNG VON DRUCK- UND REIBUNGSWIDERSTAND AN KOERPERN .'.273 10.1.3
KUGELUMSTROEMUNG UND AUFTRIEB , 274 10.2 TRAGFLUEGELPROFILE UND AUFTRIEB
276 10.2.1 TRAGFLUEGEL UNENDLICHER SPANNWEITE 277 10.2.2 AUFTRIEB UND
PROFILWIDERSTAND 278 10.2.3 TRAGFLUEGEL ENDLICHER SPANNWEITE 280 10.2.4
INDUZIERTER WIDERSTAND AN TRAGFLAECHEN UND AXIALSCHAUFELN 281 10.3
PROFILPOLARE FUER TRAGFLUEGEL UND SCHAUFELPROFILE 283 INHALTSVERZEICHNIS
XI 10.4 EINFLUSS DER REYNOLDSZAHL AUF DIE TRAGFLUEGELURNSTROEMUNG 285 10.5
TRAGFLUEGELUMSTROEMUNG BEI HOHER ANSTROEMMACHZAHL 286 11 INSTATIONAERE
STROEMUNG 289 11.1 BEWEGUNGS- UND ENERGIEGLEICHUNG DER EINDIMENSIONALEN
INSTATIONAEREN STROEMUNG 289 11.2 INSTATIONAERER AUSFLUSS AUS EINEM
BEHAELTER MIT VARIABLER SPIEGELHOEHE 290 11.3 FLUESSIGKEITSSCHWINGUNGEN 294
11.3.1 SCHWINGUNG DER FLUESSIGKEIT IN EINEM U-ROHR. 294 11.3.2
PERIODISCHE BEHAELTERENTLEERUNG 296 11.4 DRUCKSTOSS IN ROHRLEITUNGEN 297
11.4.1 DRUCKSTOSS IN ELASTISCHEN LEITUNGEN UNTER BERUECKSICHTIGUNG DER
KOMPRESSIBILITAET DER FLUESSIGKEIT 298 11.4.2 DRUCKSTOSS BEI AUSFLUSS AUS
EINEM OFFENEN BEHAELTER. 299 11.5 WIRBELABLOESUNG HINTER UMSTROEMTEN
KOERPERN 301 11.5.1 KAERMAENSCHE WIRBELSTRASSE 302 12 GRUNDLAGEN DER AKUSTIK
UND AEROAKUSTIK 303 12.1 TONSKALA UND FREQUENZEN VON TOENEN 303 12.2
HOERBEREICH UND SCHALLDRUCK 305 12.3 SCHALLFELD UND SCHALLFELDGROESSEN 307
12.3.1 SCHALLDRUCK UND SCHALLDRUCKPEGEL 307 12.3.2 SCHALLSCHNELLE UND
SCHALLSCHNELLEPEGEL 308 12.3.3 SCHALLINTENSITAET 308 12.3.4
SCHALLLEISTUNG UND SCHALLLEISTUNGSPEGEL 309 12.4 SCHALLQUELLEN 310
12.4.1 AEROAKUSTISCHE SCHALLQUELLEN 310 12.4.2 AKUSTISCHE
WELLENGLEICHUNG 311 12.4.3 ANALOGIE VON LIGHTHILL 313 12.4.4 INHOMOGENE
AKUSTISCHE WELLENGLEICHUNG 313 12.5 AKUSTISCHE UMSETZUNG VON STROEMUNGEN
316 12.6 SCHALLMESSUNG 318 12.6.1 SCHALLMESSGROESSEN 319 12.6.2
SCHALLDRUCK- UND SCHALLDRUCKPEGELMESSUNG 319 12.6.3
SCHALLINTENSITAETSMESSUNG.:. 321 12.6.4 SCHALLLEISTUNGS-UND
SCHALLLEISTUNGSPEGELMESSUNG 323 12.7 MESSAUSWERTUNG, FREQUENZANALYSE UND
SPEKTRALE LEISTUNGSDICHTE 323 12.7.1 FREQUENZANALYSE 325 12.7.2
SPEKTRALE SCHALLLEISTUNGSDICHTE 326 12.8 SCHALLMESSGERAETE 326 XII
INHALTSVERZEICHNIS 12.8.1 MIKROFON 327 12.9 ADDITION VON SCHALLPEGELN
UND SUMMENREGEL 327 13 GRUNDLAGEN DER STROEMUNG IN TURBOMASCHINEN 329
13.1 BAUARTEN VON TURBOMASCHINEN 329 13.2 STROEMUNG IM ROTIERENDEN
RADIALEN LAUFRAD 331 13.2.1 ABSOLUT- UND RELATIVGESCHWINDIGKEIT 331
13.2.2 GESCHWINDIGKEITSDREIECKE AM LAUFRADEIN- UND AUSTRITT 332 13.3
EULERGLEICHUNG DER TURBOMASCHINEN 332 13.4 DREHMOMENTENSATZ FUER
TURBOMASCHINEN 334 13.5 STROEMUNG IN AXIALMASCHINEN 335 13.5.1 AXIALE
EBENE SCHAUFELGITTER. 335 13.5.2 BELASTUNGSZAHL VON SCHAUFELGITTERN 337
13.5.3 BELASTUNGSZAHL UND WIDERSTANDSBEIWERT UNTER BERUECKSICHTIGUNG DER
REIBUNG 338 13.6 AHNLICHKEITSKENNZAHLEN VON TURBOMASCHINEN 340 13.6.1
LIEFERZAHL 341 13.6.2 DRUCKZAHL 341 13.6.3 SPEZIFISCHE DREHZAHL UND
SCHNELLLAUFZAHL 343 13.6.4 DURCHMESSERZAHL 344 13.6.5 CORDIERDIAGRAMM
344 13.6.6 LEISTUNGSZAHL 346 13.7 RADSEITENREIBUNG 346 13.8 VERLUSTE IN
INNEREN UND AEUSSEREN DICHTSPALTEN 350 13.9 NUTZLEISTUNG UND WIRKUNGSGRAD
352 13.10 LEITEINRICHTUNGEN (DIFFUSOREN) 352 13.10.1 RADIALDIFFUSOR. 352
13.10.2 STROEMUNG IM SPIRALGEHAEUSE 352 13.11 KAVITATION 353 13.11.1
BLASENDYNAMIK IN KAVITATIONSSTROEMUNGEN 354 13.12 KENNLINIEN VON
STROEMUNGSMASCHINEN 356 14 GRUNDLAGEN DER MEHRPHASENSTROEMUNG 358 14.1
CHARAKTERISIERUNG VON MEHRPHASENSTROEMUNGEN * 359 14.2 KORNGROESSE UND
KENNGROESSEN 360 14.3 SPHAERIZITAET VON FESTSTOFFEN .'. 361 14.4
SCHUETTDICHTE UND GEMISEHDICHTE 361 14.5 BEWEGUNGSVERHALTEN VON
FESTSTOFFEN IN FLUIDEN 362 14.6 KRAEFTE IN STROEMENDEN GEMISCHEN 365 14.7
SINKGESCHWINDIGKEIT 367 14.8 KRITISCHE GESCHWINDIGKEIT 368
INHALTSVERZEICHNIS XIII 14.9 DRUCKVERLUSTE IN ROHRLEITUNGEN UND
SCHUETTUNGEN 369 14.10 STROEMUNG BEIM HYDRAULISCHEN TRANSPORT 371 14.11
STROEMUNG BEIM PNEUMATISCHEN TRANSPORT 373 14.12 MASSEKRAFTABSCHEIDUNG
VON STAUB 374 14.12.1 SCHWERKRAFTABSCHEIDUNG 374 14.12.2
FLIEHKRAFTABSCHEIDUNG (ZYKLONABSCHEIDUNG) 374 15 STROEMUNGSTECHNISCHE
MESSTECHNIK 376 15.1 DRUCKMESSTECHNIK 376 15.1.1 HYDRAULISCHE
DRUCKMESSGERAETE 377 15.1.2 MECHANISCHE DRUCKMESSGERAETE 379 15.1.3
ELEKTROMECHANISCHE DRUCKSENSOREN 379 15.1.4 INSTATIONAERE DRUCKMESSUNG
380 15.2 GESCHWINDIGKEITSMESSUNG 383 15.2.1 STAUDRUCKSONDEN UND
PRANDTLROHR. 383 15.2.2 HITZDRAHTSONDEN UND HEISSFOLIENANEMOMETER. 384
15.2.3 LASER-ANEMOMETER. 386 15.2.4 LASER-DOPPLER-ANEMOMETRIE (LDA) 386
15.2.5 LASER-2 FOCUS-ANEMOMETRIE (L2FA) 387 15.2.6
PARTICLE-IMAGE-VELOCIMETRY (PIV) 388 15.2.7 LASER-SPECKLE-ANEMOMETRIE
389 15.2.8 OPTISCHE- UND SCHLIERENMESSVERFAHREN 389 15.3
TEMPERATURMESSUNG 390 15.3.1 WIDERSTANDSTHERMOMETER. 391 15.3.2
THERMOELEMENT 392 15.3.3 STRAHLUNGSTHERMOMETER. 393 15.4
VOLUMENSTROM-UND MASSENSTROMMESSUNG 394 15.4.1 MESSPRINZIPIEN 394 15.4.2
VOLUMENSTROMMESSGERAETE 395 15.4.3 MASSENSTROMMESSGERAETE 397 16
LITERATURVERZEICHNIS 398 17 NOMENKLATUR. .'. 407 18 ANHANG ^ 409 19
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