Technische Strömungsmechanik: für Studium, Examen und Praxis ; mit 56 Tabellen
Gespeichert in:
Vorheriger Titel: | Surek, Dominik Angewandte Strömungsmechanik |
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Hauptverfasser: | , |
Format: | Buch |
Sprache: | German |
Veröffentlicht: |
Wiesbaden
Springer Vieweg
2014
|
Ausgabe: | 2., überarb. und erw. Aufl. |
Schriftenreihe: | Lehrbuch
|
Schlagworte: | |
Online-Zugang: | Inhaltstext Inhaltsverzeichnis |
Beschreibung: | XVIII, 726 S. Ill., graph. Darst. |
ISBN: | 3658060611 9783658060619 |
Internformat
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INHALTSVERZEICHNIS
1 GRUNDLAGEN DER STROEMUNGSMECHANIK
1.1 STROMLINIE, BAHNLINIE (TRAJEKTORIE),
STROMFADEN UND STROMROEHRE
1.2 ERHALTUNGSSAETZE DER
STROEMUNGSMECHANIK
1.2.1 BEWEGUNGSGLEICHUNG FUER
EIN FLUIDELEMENT
1.2.2 EULER'SCHE BEWEGUNGSGLEICHUNG IN STROEMUNGSRICHTUNG
1.2.3 EULER'SCHE BEWEGUNGSGLEICHUNG NORMAL
. ZUR
STROEMUNGSRICHTUNG
1.2.4 BERNOULLIGLEICHUNG
1.2.5 AUSFLUSSGLEICHUNG
VON
TORRICELLI
1.2.6 KONTINUITAETSGLEICHUNG '
1.2.7 IMPULSSATZ UND IMPULSKRAFT FUER STATIONAERE STROEMUNGEN
1.2.8 DRALLSATZ
1.2.9 STARRKOERPERWIRBEL
1.3 FLUID-STRUKTUR-WECHSELWIRKUNG
1.4 BEISPIELE
1.5 AUFGABEN
2 AEHNLICHKEITSGESETZE DER STROEMUNGSMECHANIK
2.1 MODELLGESETZ
2.2 REYNOLDSAEHNLICHKEIT
2.3 KNUDSENZAHL ALS
AEHNLICHKEITSKENNZAHL DER GASDYNAMIK
2.4 AEHNLICHKEITSKENNZAHLEN
2.5 BEISPIELE
3 STATIONAERE INKOMPRESSIBLE STROEMUNG; HYDRODYNAMIK
3.1 STATIONAERE EINLAUFSTROEMUNG IN ROHRLEITUNGEN
3.2 STATIONAERE INKOMPRESSIBLE REIBUNGSBEHAFTETE
STROEMUNG
3.2.1 HYDRAULISCHER RADIUS UND HYDRAULISCHER DURCHMESSER
3.3 REIBUNGSBEHAFTETE ROHRSTROEMUNG ,
3.3.1 HAGEN-POISEUILLE'SCHE STROEMUNG
3.3.2 STROEMUNGSFORMEN IN ROHRLEITUNGEN
HTTP://D-NB.INFO/1051876397
XII
INHALTSVERZEICHNIS
3.3.3 LAMINARE ROHRSTROEMUNG 52
3.3.4 TURBULENTE ROHRSTROEMUNG 54
3.3.5 ERMITTLUNG DES ROHRREIBUNGSBEIWERTES 59
3.3.6 GESCHWINDIGKEITSVERTEILUNG IM ZYLINDRISCHEN ROHR 62
3.3.7 TECHNISCH ZULAESSIGE RAUIGKEITEN VON UMSTROEMTEN OBERFLAECHEN. 64
3.4 DRUCKVERLUSTE IN FORMSTUECKEN UND ROHRBOEGEN 66
3.5 DRUCKVERLUSTE IN ARMATUREN 74
3.6 STROEMUNG IM EBENEN SPALT
MIT GERINGER REYNOLDSZAHL 79
3.7 STROEMUNG IN KEILFOERMIGEN AXIAL- UND RADIALSPALTEN
VON LAGERN . 82
3.7.1 STROEMUNG IM KEILFOERMIGEN AXIALLAGERSPALT 82
3.7.2 STROEMUNG IM RADIALEN GLEITLAGER 88
3.8 DUESEN- UND DIFFUSORSTROEMUNG 92
3.8.1 DUESENSTROEMUNG 92
3.8.2 KEGELDIFFUSOREN 94
3.8.3 VERLUSTE UND WIRKUNGSGRAD VON DIFFIISOREN 95
3.8.4 RADIALE DIFFUSOREN 98
3.9 FREISTRAHL 100
3.10 STROEMUNG IN KANAELEN
MIT FREIER OBERFLAECHE 106
3.10.1 REIBUNGSBEIWERTE FUER
DIE GERINNESTROEMUNG 113
3.10.2 STROEMUNG IN OFFENEN SAUGBECKEN MIT
FREIER OBERFLAECHE 114
3.11 ROHRVERZWEIGUNGEN UND ROHRNETZBERECHNUNG 120
3.11.1 REIHENSCHALTUNG VON ROHRLEITUNGEN 123
3.11.2 LAMINARE
STROEMUNG 125
3.11.3 TURBULENTE STROEMUNG IM HYDRAULISCH GLATTEN ROHR 125
3.11.4 TURBULENTE STROEMUNG BEI AUSGEBILDETER RAUIGKEITSSTROEMUNG
MITA
= F(D/K)
126
3.11.5 PARALLELSCHALTUNG VON ROHRLEITUNGEN 126
3.12 BEISPIELE 128
3.13 AUFGABEN 137
3.14 MODELLKLAUSUREN 143
4 STATIONAERE KOMPRESSIBLE STROEMUNG; GASDYNAMIK . 161
4.1 EINFUHRIMG 161
4.2 IHERMODYNAMISCHE GRUNDLAGEN 163
4.2.1 THERMISCHE ZUSTANDSGIEICHUNG
IDEALER GASE 163
4.2.2 KALORISCHE ZUSTANDSGIEICHUNGEN 165
4.2.3 ISENTROPENGLEICHUNG 168
4.3 SCHALLGESCHWINDIGKEIT UND SCHALLAUSBREITUNG 170
4.3.1 SCHALLGESCHWINDIGKEIT 170
4.3.2 SCHALLAUSBREITUNG UND MACHZAHL 172
4.4 ENERGIEGLEICHUNG DER KOMPRESSIBLEN
EINDIMENSIONALEN STROEMIMG . 176
4.4.1 FORMEN DER ENERGIEGLEICHUNG DER
GASDYNAMIK 178
INHALTSVERZEICHNIS
XIII
4.5 RUHEGROESSEN UND KRITISCHER ZUSTAND 180
4.5.1 DEFINITION DER RUHEGROESSEN 180
4.5.2 KRITISCHER ZUSTAND 182
4.6 GESCHWINDIGKEITSDIAGRAMM DER ENERGIEGLEICHUNG 183
4.7 BESCHLEUNIGTE KOMPRESSIBLE STROEMUNG 185
4.7.1 REIBUNGSBEHAFTETE KOMPRESSIBLE
ROHRSTROEMUNG 186
4.7.2 REIBUNGSBEHAFTETE ISOTHERME
KOMPRESSIBLE ROHRSTROEMUNG . . 188
4.7.3 REIBUNGSBEHAFTETE ADIABATE KOMPRESSIBLE
ROHRSTROEMUNG . 191
4.7.4 KOMPRESSIBLE REIBUNGSFREIE
ROHRSTROEMUNG MIT
WAERMEAUSTAUSCH 197
4.7.5 AUS- UND DURCHFLUSSFUNKTION FUER GASE 199
4.7.6 BERECHNUNG DER DURCHFLUSSFUNKTION 201
4.7.7 ISENTROPE STROEMUNG IN DUESEN UND BLENDEN 203
4.7.8 FLAECHEN-GESCHWINDIGKEITS-BEZIEHUNG 203
4.7.9 BETRIEBSVERHALTEN VON UEBERSCHALLDUESEN 216
4.8 VERDICHTUNGSSTOSS * * * 218
4.8.1 SENKRECHTER VERDICHTUNGSSTOSS 220
4.8.2 SCHIEFER VERDICHTUNGSSTOSS 227
4.8.3 SCHIEFER VERDICHTUNGSSTOSS
IN DER HODOGRAPHENEBENE 233
4.8.4 EXPANSION VON UEBERSCHALLSTROEMUNGEN UND PRANDTL-
MEYER-STROEMUNG 236
4.9 ZWEIDIMENSIONALE KOMPRESSIBLE
POTENTIALSTROEMUNG 238
4.9.1 POTENTIALGLEICHUNG DER ZWEIDIMENSIONALEN
STROEMUNG 241
4.9.2 LINEARISIERUNG DER ZWEIDIMENSIONALEN KOMPRESSIBLEN
POTENTIALSTROEMUNG 242
4.9.3 ZWEIDIMENSIONALE UEBERSCHALLSTROEMUNG UM SCHLANKE
PROFILE . 243
4.9.4 ZWEIDIMENSIONALE UNTERSCHALLSTROEMUNG UM SCHLANKE PROFILE . 245
4.10 BEISPIELE 247
4.11 AUFGABEN 256
4.12 MODELLKLAUSUREN 261
5 ZWEIDIMENSIONALE POTENTIALSTROEMUNG 271
5.1 DIFFERENTIALGLEICHUNG VON LAPLACE 276
5.1.1 POTENTIALFUNKTION 276
5.1.2 STROMFUNKTION 277
5.2 POTENTIALSTROEMUNG UM KREISZYLINDER 279
5.2.1 GESCHWINDIGKEITS- UND DRUCKVERTEILUNG
UM DEN KREISZYLINDER 281
5.3 SINGULARITAETENVERFAHREN 283
5.3.1 QUELL- UND SENKENSTROEMUNG 284
5.3.2 UEBERLAGERUNG VON PARALLEL- UND
QUELLSTROEMUNG 285
5.3.3 UEBERLAGERUNG VON
PARALLEL- UND SENKENSTROEMUNG 287
XIV INHALTSVERZEICHNIS
5.3.4 GESTALTUNG UMSTROEMTER KOERPER MITTELS SINGULARITAETEN 288
5.3.5 POTENTIALWIRBEL 290
5.3.6 WIRBELSENKE 293
5.3.7 DIPOLSTROEMUNG 293
5.4 STROEMUNGSKRAFT AUF EINEN KOERPER 296
5.5 WELLENBEWEGUNG 298
5.5.1 HYDRAULISCHER SPRUNG 299
5.5.2 OBERFLAECHENWELLEN 300
5.6 BEISPIELE 304
6 GRENZSCHICHTSTROEMUNG 309
6.1 BEGRIFFE DER
GRENZSCHICHTSTROEMUNG 311
6.1.1 GRENZSCHICHTDICKE 311
6.1.2 VERDRAENGUNGSDICKE 312
6.1.3 IMPULSVERLUSTDICKE 313
6.2 GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN 315
6.3 EIGENSCHAFTEN DER GRENZSCHICHTEN 318
6.3.1 ABLOESUNG DER
GRENZSCHICHT 319
6.3.2 TANGENTIALSPANNUNG AN DER WAND UND REIBUNGSWIDERSTAND . 321
6.4 STROEMUNGEN MIT GROSSER REYNOLDSZAHL 323
6.5 PLATTENGRENZSCHICHT 325
6.6 UMSCHLAG DER
STROEMUNG LAMINAR-TURBULENT 327
6.7 HURBULENTE GRENZSCHICHT 329
6.7.1 PRANDTL'SCHER MISCHUNGSWEG 330
6.8 TURBULENZ UND IBRBULENZGRAD 334
6.8.1 TURBULENZGRAD 335
6.8.2 ENERGIETRANSPORT IN TURBULENTEN STROEMUNGEN 338
6.9 BEISPIELE 339
6.10 MODELLKLAUSUREN 340
7 STATIONAERE UMSTROEMUNG VON KOERPERN UND PROFILEN 345
7.1 WIDERSTAND UMSTROEMTER KOERPER 345
7.1.1 ENTSTEHIMG UND BERECHNUNG VON WIDERSTAND 348
7.1.2 AENDERUNG VON DRUCK- UND REIBUNGSWIDERSTAND AN KOERPERN . 351
7.1.3 KUGELUMSTROEMUNG UND AUFTRIEB 352
7.2 TRAGFLUEGELPROFILE UND AUFTRIEB 354
7.2.1 TRAGFLUEGEL UNENDLICHER SPANNWEITE 355
7.2.2 AUFTRIEB UND PROFILWIDERSTAND 357
7.2.3 TRAGFLUEGEL ENDLICHER SPANNWEITE 359
7.2.4 INDUZIERTER WIDERSTAND AN TRAGFLAECHEN UND AXIALSCHAUFELN . . 360
7.3 PROFILPOLARE FUER
TRAGFLUEGEL UND SCHAUFELPROFILE 362
7.4 EINFLUSS DER
REYNOLDSZAHL AUF DIE
TRAGFLUEGELUMSTROEMUNG 365
INHALTSVERZEICHNIS
XV
7.5 TRAGFLUEGELUMSTROEMUNG BEI
HOHER ANSTROEMMACHZAHL 367
7.6 BEISPIELE 370
8 INSTATIONAERE STROEMUNG 375
8.1 BEWEGUNGS- UND ENERGIEGLEICHUNG DER EINDIMENSIONALEN
INSTATIONAEREN STROEMUNG 375
8.2 INSTATIONAERER AUSILUSS
AUS EINEM BEHAELTER
MIT VARIABLER SPIEGELHOEHE
. . 377
8.3 FLUESSIGKEITSSCHWINGUNGEN 378
8.3.1 SCHWINGUNG DER FLUESSIGKEIT IN EINEM U-ROHR 379
8.3.2 PERIODISCHE BEHAELTERENTLEERUNG 381
8.4 DRUCKSTOSS IN ROHRLEITUNGEN 384
8.4.1 DRUCKSTOSS IN ELASTISCHEN LEITUNGEN UNTER BERUECKSICHTIGUNG
DER KOMPRESSIBILITAET DER FLUESSIGKEIT 385
8.4.2 DRUCKSTOSS BEI AUSFLUSS
AUS EINEM OFFENEN BEHAELTER 387
8.5 WIRBELABLOESUNG HINTER UMSTROEMTEN KOERPERN 388
8.5.1 KAERMAEN'SCHE
WIRBELSTRASSE 389
8.6 BEISPIELE 390
8.7 AUFGABEN 395
9 GRUNDLAGEN DER AKUSTIK UND AEROAKUSTIK 399
9.1 TONSKALA UND FREQUENZEN VON TOENEN 399
9.2 HOERBEREICH UND SCHALLDRUCK 401
9.3 SCHALLFELD UND SCHALLFELDGROESSEN 403
9.3.1 SCHALLDRUCK UND SCHALLDRUCKPEGEL 403
9.3.2 SCHALLSCHNELLE UND SCHALLSCHNELLEPEGEL 405
9.3.3 SCHALLINTENSITAET 406
9.3.4 SCHALLLEISTUNG UND
SCHALLLEISTUNGSPEGEL 407
9.4 SCHALLQUELLEN 407
9.4.1 AEROAKUSTISCHE SCHALLQUELLEN 408
9.4.2 AKUSTISCHE WELLENGLEICHUNG 409
9.4.3 ANALOGIE VON
LIGHTHILL 411
9.4.4 INHOMOGENE AKUSTISCHE WELLENGLEICHUNG 412
9.5 AKUSTISCHE UMSETZUNG VON
STROEMUNGEN 415
9.6 SCHALLMESSUNG 416
9.6.1 SCHALLMESSGROESSEN 418
9.6.2 SCHALLDRUCK-UND SCHALLDRUCKPEGELMESSUNG 418
9.6.3 SCHALLINTENSITAETS- UND SCHALLGESCHWINDIGKEITSMESSUNG 422
9.6.4 SCHALLLEISTUNGS- UND SCHALLLEISTUNGSPEGELMESSUNG 424
9.7 MESSAUSWERTUNG, FREQUENZANALYSE UND
SPEKTRALE LEISTUNGSDICHTE . . . 426
9.7.1 FREQUENZANALYSE 428
9.7.2 SPEKTRALE SCHALLLEISTUNGSDICHTE 432
9.8 WAVELETS DER AEROAKUSTIK 433
XVI
INHALTSVERZEICHNIS
9.9 SCHALLMESSGERAETE 436
9.9.1 MIKROFON 437
9.10 ADDITION VON
SCHALLPEGELN UND SUMMENREGEL 437
9.11 AUFGABEN 439
10 GRUNDLAGEN DER STROEMUNG IN TURBOMASCHINEN 441
10.1 BAUARTEN VON
TURBOMASCHINEN 441
10.2 STROEMUNG IM ROTIERENDEN RADIALEN LAUFRAD 444
10.2.1 ABSOLUT-UND RELATIVGESCHWINDIGKEIT 445
10.2.2 GESCHWINDIGKEITSDREIECKE AM LAUFRADEIN-
UND AUSTRITT . 445
10.3 EULERGLEICHUNG DER TURBOMASCHINEN 446
10.4 DREHMOMENTENSATZ FUER TURBOMASCHINEN 447
10.5 STROEMUNG IN AXIALMASCHINEN 448
10.5.1 AXIALE EBENE
SCHAUFELGITTER 448
10.5.2 BELASTUNGSZAHL
VON SCHAUFELGITTERN 451
10.5.3 BELASTUNGSZAHL UND WIDERSTANDSBEIWERT
UNTER BERUECKSICHTIGIMG DER REIBUNG 452
10.6 AEHNLICHKEITSKENNZAHLEN VON TTIRBOMASCHINEN 454
10.6.1 LIEFERZAHL 455
10.6.2 ENERGIEUEBERTRAGUNGSZAHL, DRUCKZAHL 456
10.6.3 SPEZIFISCHE DREHZAHL UND SCHNELLLAUFZAHL 458
10.6.4 DURCHMESSERZAHL 459
10.6.5 CORDIERDIAGRAMM 459
10.6.6 LEISTUNGSZAHL 461
10.7 RADSEITENREIBUNG 462
10.8 VERLUSTE IN INNEREN UND AEUSSEREN DICHTSPALTEN 466
10.9 NUTZLEISTUNG UND WIRKUNGSGRAD 468
10.10 LEITEINRICHTUNGEN (DIFFUSOREN) 469
10.10.1 RADIALDIFIUSOR 469
10.10.2 STROEMUNG IM SPIRALGEHAEUSE 469
10.11 KAVITATION 470
10.11.1 BLASENDYNAMIK IN KAVITATIONSSTROEMUNGEN 471
10.12 KENNLINIEN VON STROEMUNGSMASCHINEN 473
10.13 BEISPIELE 475
10.14 AUFGABEN 482
10.15 MODELLKLAUSUREN 485
11 GRUNDLAGEN DER MEHRPHASENSTROEMUNG 495
11.1 CHARAKTERISIERUNG VON MEHRPHASENSTROEMUNGEN 495
11.2 PARTIKELFORM, SPHAERIZITAET UND FORMFAKTOREN 497
11.3 PARTIKELGROESSENVERTEILUNG UND MITTLERE PARTIKELGROESSE 499
11.4 SCHUETTDICHTE UND GEMISCHDICHTE 501
INHALTSVERZEICHNIS XVII
11.5 BEWEGUNGSVERHALTEN VON FESTSTOFFEN IN FLUIDEN '. . . 502
11.6 KRAEFTE IN STROEMENDEN GEMISCHEN . . 506
11.7 SINKGESCHWINDIGKEIT EINES KUGELFOERMIGEN EINZELPARTIKELS 509
11.8 KRITISCHE GESCHWINDIGKEIT 510
11.9 DRUCKVERLUSTE IN ROHRLEITUNGEN UND SCHUETTUNGEN 511
11.10 STROEMUNG BEIM HYDRAULISCHEN
TRANSPORT 513
11.11 STROEMUNG BEIM PNEUMATISCHEN TRANSPORT 516
11.12 MASSENKRAFTABSCHEIDUNG
VON STAUB 516
11.12.1 SCHWERKRAFTABSCHEIDUNG 517
11.12.2 FLIEHKRAFTABSCHEIDUNG (ZYKLONABSCHEIDUNG) 518
12 STROEMUNGSTECHMSCHE MESSTECHNIK 523
12.1 DRUCKMESSTECHNIK 523
12.1.1 HYDRAULISCHE DRUCKMESSGERAETE 525
12.1.2 MECHANISCHE DRUCKMESSGERAETE 527
12.1.3 ELEKTROMECHANISCHE DRUCKSENSOREN 528
12.1.4 INSTATIONAERE DRUCKMESSUNG 529
12.2 GESCHWINDIGKEITSMESSUNG 533
12.2.1 STAUDRUCKSONDEN UND PRANDTLROHR 533
12.2.2 HITZDRAHTSONDEN UND HEISSFOLIENANEMOMETER 535
12.2.3 LASER-ANEMOMETER 536
12.2.4 LASER-DOPPLER-ANEMOMETRIE (LDA) 537
12.2.5 LASER-2FOKUS-ANEMOMETRIE (L2FA) 538
12.2.6 PARTICLE-IMAGE VELOCIMETRY (PIV) 539
12.2.7 LASER-SPECKLE-ANEMOMETRIE 540
12.2.8 OPTISCHE- UND SCHLIERENMESSVERFAHREN 541
12.3 TEMPERATURMESSUNG 543
12.3.1 WIDERSTANDSTHERMOMETER 544
12.3.2 THERMOELEMENT 545
12.3.3 STRAHLUNGSTHERMOMETER 547
12.4 VOLUMENSTROM-UND MASSESTROMMESSUNG 548
12.4.1 MESSPRINZIPIEN 548
12.4.2 VOLUMENSTROMMESSGERAETE 549
12.4.3 MASSESTROMMESSGERAETE 550
12.5 BEISPIELE 553
12.6 AUFGABEN 558
12.7 MODELLKLAUSUR 559
13 LOESUNGEN 561
13.1 LOESUNGEN DER AUFGABEN IM KAPITEL 1 561
13.2 LOESUNGEN DER AUFGABEN IM KAPITEL 3 563
13.3 LOESUNGEN DER MODELLKLAUSUREN IM KAPITEL
3 571
XVIII INHALTSVERZEICHNIS
13.4 LOESUNGEN DER AUFGABEN IM KAPITEL 4 597
13.5 LOESUNGEN DER MODELLKLAUSUREN
IM KAPITEL
4 611
13.6 LOESUNGEN DER MODELLKLAUSUREN IM KAPITEL
6 634
13.7 LOESUNGEN DER AUFGABEN
IM KAPITEL 8 ., 643
13.8 LOESUNGEN DER AUFGABEN IM KAPITEL 9 645
13.9 LOESUNGEN DER AUFGABEN IM KAPITEL 10 646
13.10 LOESUNGEN DER MODELLKLAUSUREN IM KAPITEL 10 654
13.11 LOESUNGEN DER AUFGABEN IM KAPITEL
12 683
13.12 LOESUNGEN DER MODELLKLAUSUREN IM KAPITEL
12 685
NOMENKLATUR 687
ANHANG 693
SACHVERZEICHNIS 719 |
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