Verfügbarkeit: Technische Strömungslehre

Technische Strömungslehre: mit 262 Aufgaben und 31 Beispielen

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Vorheriger Titel:	Böswirth, Leopold Technische Strömungslehre
Hauptverfasser:	Bschorer, Sabine 1965- (VerfasserIn), Költzsch, Konrad 1967- (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	Wiesbaden Springer Vieweg [2021]
Ausgabe:	12., überarbeitete und ergänzte Auflage
Schriftenreihe:	Lehrbuch
Schlagworte:	Strömungsmechanik Lehrbuch
Online-Zugang:	Inhaltstext Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	XV, 450 Seiten Illustrationen, Diagramme
ISBN:	9783658304065 3658304065

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adam_text	1 GRUNDBEGRIFFE ........................................................................................................ 1 1.1 EINFUEHRUNG ................................................................................................... 1 1.2 EROERTERUNG EINIGER WICHTIGER BEGRIFFE ........................................................ 2 1.3 WICHTIGE GESETZE DER FLUIDSTATIK ................................................................. 10 1.4 ANWENDUNG DES NEWTON SCHEN GRUNDGESETZES AUF STROEMENDE FLUIDE ................................................................................... 16 1.5 EINTEILUNG DER FLUIDMECHANIK .................................................................... 19 1.6 BEISPIELE ........................................................................................................ 20 1.7 KONTROLLFRAGEN UND UEBUNGSAUFGABEN .......................................................... 27 2 BERNOULLI SCHE GLEICHUNG FUER STATIONAERE STROEMUNG ........................................ 35 2.1 HERLEITUNG ................................................................................................... 35 2.2 DRUCKBEGRIFFE BEI STROEMENDEN FLUIDEN ..................................................... 42 2.3 REGELN FUER DIE ANWENDUNG DER BERNOULLI SCHEN GLEICHUNG ................... 45 2.4 VERSCHIEDENE FORMEN DER BERNOULLI SCHEN GLEICHUNG .............................. 48 2.5 EINFACHE BEISPIELE ....................................................................................... 49 2.6 BERNOULLI SCHE GLEICHUNG, ERWEITERT DURCH ARBEITS UND VERLUSTGLIED ... 54 2.7 BEISPIEL 2.5 ................................................................................................. 58 2.8 UEBUNGSAUFGABEN ........................................................................................... 61 3 IMPULSSATZ UND DRALLSATZ FUER STATIONAERE STROEMUNG ........................................ 79 3.1 FORMULIERUNG DES IMPULSSATZES UND EROERTERUNG VON ANWENDUNGEN .... 79 3.2 HERLEITUNG DES IMPULSSATZES AUS DEM NEWTON SCHEN GRUNDGESETZ ......... 82 3.3 DRALLSATZ (IMPULSMOMENTENSATZ), BEGRIFF DER STROEMUNGSMASCHINE .... 85 3.4 VEREINFACHTE PROPELLERTHEORIE. WINDKRAFTANLAGEN .................................... 91 3.4.1 VEREINFACHTE PROPELLERTHEORIE ......................................................... 91 3.4.2 WINDKRAFTANLAGEN ............................................................................ 95 3.5 BEISPIELE ........................................................................................................ 109 3.6 UEBUNGSAUFGABEN ........................................................................................... 122 IX X INHALTSVERZEICHNIS 4 RAEUMLICHE REIBUNGSFREIE STROEMUNGEN ................................................................ 135 4.1 ALLGEMEINES .................................................................................................. 135 4.2 EINFACHE RAEUMLICHE REIBUNGSFREIE STROEMUNGEN ......................................... 139 4.3 UMSTROEMTE KOERPER ....................................................................................... 147 4.4 POTENTIALSTROEMUNGEN ................................................................................... 149 4.4.1 ALLGEMEINES ..................................................................................... 149 4.4.2 EBENE POTENTIALSTROEMUNGEN ............................................................ 149 4.4.3 RAEUMLICHE POTENTIALSTROEMUNGEN ................................................... 150 4.5 BEISPIELE ........................................................................................................ 151 4.6 UEBUNGSAUFGABEN ............................................................................................ 155 5 REIBUNGSGESETZ FUER FLUIDE. STROEMUNG IN SPALTEN UND LAGERN ..................... 159 5.1 HAFTBEDINGUNG .............................................................................................. 159 5.2 REIBUNGSGESETZ .............................................................................................. 162 5.3 VISKOSITAET (AUCH ZAEHIGKEIT GENANNT) .......................................................... 164 5.4 WEITERE EROERTERUNG DER REIBUNGSERSCHEINUNGEN ...................................... 166 5.5 RELATIVE BEDEUTUNG VON DRUCK-UND REIBUNGSKRAEFTEN ............................ 169 5.6 STROEMUNG IN SPALTEN UND LAGERN ................................................................ 171 5.7 BEISPIELE ......................................................................................................... 174 5.8 UEBUNGSAUFGABEN ............................................................................................ 179 6 AEHNLICHKEIT VON STROEMUNGEN ............................................................................... 189 6.1 REYNOLDS SCHE AEHNLICHKEIT ........................................................................ 189 6.2 HERLEITUNG DES REYNOLDS SCHEN AEHNLICHKEITSGESETZES .............................. 191 6.3 WEITERE AEHNLICHKEITSGESETZE ...................................................................... 193 6.4 DAS H-THEOREM VON BUCKINGHAM .............................................................. 195 6.5 BEISPIEL ........................................................................................................ 196 6.6 UEBUNGSAUFGABEN ............................................................................................ 198 7 DIE GRENZSCHICHT .................................................................................................... 201 7.1 UEBERSICHT UEBER GRUNDLEGENDE FORSCHUNGSERGEBNISSE ................................. 201 7.2 WIRBELBILDUNG UND TURBULENZ .................................................................... 209 7.3 WIDERSTANDSVERMINDERUNG DURCH LAENGSRILLEN ........................................... 214 7.3.1 ALLGEMEINES ..................................................................................... 214 7.3.2 EXPERIMENTELLE BEFUNDE UND EROERTERUNG DER URSACHEN DER WIDERSTANDSVERMINDERUNG ................................ 214 7.3.3 MOEGLICHE ANWENDUNGEN ................................................................ 216 7.4 BEISPIELE ........................................................................................................ 216 7.5 UEBUNGSAUFGABEN ............................................................................................ 219 INHALTSVERZEICHNIS XI 8 ROHRSTROEMUNG UND DRUCKVERLUST ...................................................................... 223 8.1 STROEMUNGSCHARAKTER VON ROHRSTROEMUNGEN ................................................. 223 8.2 DRUCKVERLUST UND DRUCKABFALL .................................................................... 227 8.2.1 DRUCKVERLUST GERADER ROHRLEITUNGSTEILE ........................................ 228 8.2.2 DRUCKVERLUST VON ROHRLEITUNGSEINBAUTEN UND IN QUERSCHNITTSUEBERGAENGEN .................................................................. 232 8.2.3 GESAMTE DRUCKDIFFERENZ ZWISCHEN ZWEI PUNKTEN IN EINER ROHRLEITUNG ......................................................... 236 8.3 DURCHFLUSSMESSUNG IN ROHREN MIT NORM-DROSSELGERAETEN ....................... 236 8.4 ANWENDUNGEN IN DER VERFAHRENSTECHNIK ................................................... 239 8.4.1 ALLGEMEINES ..................................................................................... 239 8.4.2 OPTIMALE STROEMUNGSGESCHWINDIGKEITEN FUER DIE PLANUNG VON ROHRLEITUNGEN .............................................. 240 8.4.3 DRUCKVERLUSTBERECHNUNG BEI LAENGS DER ROHRLEITUNG VERAENDERLICHEN STOFFWERTEN ................................ 241 8.4.4 AUSGEWAEHLTE WIDERSTANDSBEIWERTE VON ROHRLEITUNGSELEMENTEN .................................................................... 243 8.4.5 WAERMETAUSCHER ................................................................................ 244 8.4.6 ZUSAMMENWIRKEN VON ROHRLEITUNGSANLAGE MIT PUMPE BZW. VENTILATOR ............................................................. 247 8.4.7 ROHRNETZE ......................................................................................... 251 8.4.8 STROEMUNG IN FESTBETTEN, SCHUETTUNGEN UND FLIESSBETTEN ................ 253 8.5 BEISPIELE ........................................................................................................ 255 8.6 UEBUNGSAUFGABEN ........................................................................................... 258 9 WIDERSTAND UMSTROEMTER KOERPER ........................................................................ 273 9.1 ALLGEMEINES ................................................................................................. 273 9.2 STROEMUNGSWIDERSTAND EINER KUGEL ............................................................. 275 9.3 ENTSTEHUNG DER ABLOESUNG ............................................................................ 277 9.4 DISKUSSION VON WIDERSTANDSBEIWERTEN ..................................................... 279 9.5 STROEMUNGSGUENSTIGE GESTALTUNG STUMPFER, ANGESTROEMTER KOERPER ............. 282 9.6 AUTOMOBIL-AERODYNAMIK ............................................................................ 287 9.7 FREIER FALL MIT STROEMUNGSWIDERSTAND ......................................................... 296 9.8 BEISPIELE ....................................................................................................... 298 9.9 UEBUNGSAUFGABEN .......................................................................................... 301 10 STROEMUNG UM TRAGFLAECHEN .................................................................................. 309 10.1 ENTSTEHUNG DES AUFTRIEBES .......................................................................... 309 10.2 GEOMETRISCHE BEZEICHNUNGEN UND DIMENSIONSLOSE BEI WERTE FUER KRAEFTE UND MOMENTE AN TRAGFLAECHEN .................................. 312 10.3 EINFACHE ERGEBNISSE DER POTENTIALTHEORIE ................................................. 315 10.4 DARSTELLUNG VON MESSWERTEN ...................................................................... 317 10.5 ENDLICH BREITE TRAGFLAECHEN .......................................................................... 321 XII INHALTSVERZEICHNIS 10.6 KRAEFTE UND MOMENTE AM FLUGZEUG ............................................................ 322 10.7 SCHEMA DER ANWENDUNG DER TRAGFLUEGELSTROEMUNG AUF AXIAL-STROEMUNGSMASCHINEN ........................................................................ 325 10.8 BEISPIEL ........................................................................................................ 326 10.9 UEBUNGSAUFGABEN ........................................................................................... 329 11 STROEMUNG KOMPRESSIBLER FLUIDE ........................................................................ 335 11.1 EINFUEHRUNG .................................................................................................... 335 11.2 STATIONAERE STROEMUNG LAENGS STROMROEHRE. GRUNDGLEICHUNGEN ................... 338 11.3 SCHALLGESCHWINDIGKEIT. MACHZAHL. VERDICHTUNGSSTOSS .............................. 342 11.4 DIE LAVALDUESE ............................................................................................... 348 11.5 UEBERSCHALLSTROEMUNGEN ................................................................................. 356 11.6 KONTROLLFRAGEN UND UEBUNGSAUFGABEN ......................................................... 362 12 INSTATIONAERE STROEMUNG IN ROHRLEITUNGEN .......................................................... 365 12.1 ALLGEMEINES .................................................................................................. 365 12.2 BERNOULLI SCHE GLEICHUNG FUER INSTATIONAERE STROEMUNG .............................. 365 12.3 DER DRUCKSTOSS IN EINER FLUESSIGKEITSFUEHRENDEN ROHRLEITUNG ..................... 370 12.4 KONTROLLFRAGEN UND UEBUNGSAUFGABEN .......................................................... 377 13 NUMERISCHE LOESUNG VON STROEMUNGSPROBLEMEN (CFD, COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS) ............................................................ 379 13.1 ALLGEMEINES .................................................................................................. 379 13.2 EINDIMENSIONALE VERFAHREN ........................................................................ 381 13.3 ZWEI-UND DREIDIMENSIONALE VERFAHREN ..................................................... 390 13.4 GRUNDSAETZLICHE VORGEHENS WEISE .................................................................. 398 ANHANG .............................................................................................................................. 401 LITERATUR ........................................................................................................................... 441 STICHWORTVERZEICHNIS ...................................................................................................... 445
adam_txt	1 GRUNDBEGRIFFE . 1 1.1 EINFUEHRUNG . 1 1.2 EROERTERUNG EINIGER WICHTIGER BEGRIFFE . 2 1.3 WICHTIGE GESETZE DER FLUIDSTATIK . 10 1.4 ANWENDUNG DES NEWTON ' SCHEN GRUNDGESETZES AUF STROEMENDE FLUIDE . 16 1.5 EINTEILUNG DER FLUIDMECHANIK . 19 1.6 BEISPIELE . 20 1.7 KONTROLLFRAGEN UND UEBUNGSAUFGABEN . 27 2 BERNOULLI ' SCHE GLEICHUNG FUER STATIONAERE STROEMUNG . 35 2.1 HERLEITUNG . 35 2.2 DRUCKBEGRIFFE BEI STROEMENDEN FLUIDEN . 42 2.3 REGELN FUER DIE ANWENDUNG DER BERNOULLI ' SCHEN GLEICHUNG . 45 2.4 VERSCHIEDENE FORMEN DER BERNOULLI ' SCHEN GLEICHUNG . 48 2.5 EINFACHE BEISPIELE . 49 2.6 BERNOULLI ' SCHE GLEICHUNG, ERWEITERT DURCH ARBEITS UND VERLUSTGLIED . 54 2.7 BEISPIEL 2.5 . 58 2.8 UEBUNGSAUFGABEN . 61 3 IMPULSSATZ UND DRALLSATZ FUER STATIONAERE STROEMUNG . 79 3.1 FORMULIERUNG DES IMPULSSATZES UND EROERTERUNG VON ANWENDUNGEN . 79 3.2 HERLEITUNG DES IMPULSSATZES AUS DEM NEWTON ' SCHEN GRUNDGESETZ . 82 3.3 DRALLSATZ (IMPULSMOMENTENSATZ), BEGRIFF DER STROEMUNGSMASCHINE . 85 3.4 VEREINFACHTE PROPELLERTHEORIE. WINDKRAFTANLAGEN . 91 3.4.1 VEREINFACHTE PROPELLERTHEORIE . 91 3.4.2 WINDKRAFTANLAGEN . 95 3.5 BEISPIELE . 109 3.6 UEBUNGSAUFGABEN . 122 IX X INHALTSVERZEICHNIS 4 RAEUMLICHE REIBUNGSFREIE STROEMUNGEN . 135 4.1 ALLGEMEINES . 135 4.2 EINFACHE RAEUMLICHE REIBUNGSFREIE STROEMUNGEN . 139 4.3 UMSTROEMTE KOERPER . 147 4.4 POTENTIALSTROEMUNGEN . 149 4.4.1 ALLGEMEINES . 149 4.4.2 EBENE POTENTIALSTROEMUNGEN . 149 4.4.3 RAEUMLICHE POTENTIALSTROEMUNGEN . 150 4.5 BEISPIELE . 151 4.6 UEBUNGSAUFGABEN . 155 5 REIBUNGSGESETZ FUER FLUIDE. STROEMUNG IN SPALTEN UND LAGERN . 159 5.1 HAFTBEDINGUNG . 159 5.2 REIBUNGSGESETZ . 162 5.3 VISKOSITAET (AUCH ZAEHIGKEIT GENANNT) . 164 5.4 WEITERE EROERTERUNG DER REIBUNGSERSCHEINUNGEN . 166 5.5 RELATIVE BEDEUTUNG VON DRUCK-UND REIBUNGSKRAEFTEN . 169 5.6 STROEMUNG IN SPALTEN UND LAGERN . 171 5.7 BEISPIELE . 174 5.8 UEBUNGSAUFGABEN . 179 6 AEHNLICHKEIT VON STROEMUNGEN . 189 6.1 REYNOLDS ' SCHE AEHNLICHKEIT . 189 6.2 HERLEITUNG DES REYNOLDS ' SCHEN AEHNLICHKEITSGESETZES . 191 6.3 WEITERE AEHNLICHKEITSGESETZE . 193 6.4 DAS H-THEOREM VON BUCKINGHAM . 195 6.5 BEISPIEL . 196 6.6 UEBUNGSAUFGABEN . 198 7 DIE GRENZSCHICHT . 201 7.1 UEBERSICHT UEBER GRUNDLEGENDE FORSCHUNGSERGEBNISSE . 201 7.2 WIRBELBILDUNG UND TURBULENZ . 209 7.3 WIDERSTANDSVERMINDERUNG DURCH LAENGSRILLEN . 214 7.3.1 ALLGEMEINES . 214 7.3.2 EXPERIMENTELLE BEFUNDE UND EROERTERUNG DER URSACHEN DER WIDERSTANDSVERMINDERUNG . 214 7.3.3 MOEGLICHE ANWENDUNGEN . 216 7.4 BEISPIELE . 216 7.5 UEBUNGSAUFGABEN . 219 INHALTSVERZEICHNIS XI 8 ROHRSTROEMUNG UND DRUCKVERLUST . 223 8.1 STROEMUNGSCHARAKTER VON ROHRSTROEMUNGEN . 223 8.2 DRUCKVERLUST UND DRUCKABFALL . 227 8.2.1 DRUCKVERLUST GERADER ROHRLEITUNGSTEILE . 228 8.2.2 DRUCKVERLUST VON ROHRLEITUNGSEINBAUTEN UND IN QUERSCHNITTSUEBERGAENGEN . 232 8.2.3 GESAMTE DRUCKDIFFERENZ ZWISCHEN ZWEI PUNKTEN IN EINER ROHRLEITUNG . 236 8.3 DURCHFLUSSMESSUNG IN ROHREN MIT NORM-DROSSELGERAETEN . 236 8.4 ANWENDUNGEN IN DER VERFAHRENSTECHNIK . 239 8.4.1 ALLGEMEINES . 239 8.4.2 OPTIMALE STROEMUNGSGESCHWINDIGKEITEN FUER DIE PLANUNG VON ROHRLEITUNGEN . 240 8.4.3 DRUCKVERLUSTBERECHNUNG BEI LAENGS DER ROHRLEITUNG VERAENDERLICHEN STOFFWERTEN . 241 8.4.4 AUSGEWAEHLTE WIDERSTANDSBEIWERTE VON ROHRLEITUNGSELEMENTEN . 243 8.4.5 WAERMETAUSCHER . 244 8.4.6 ZUSAMMENWIRKEN VON ROHRLEITUNGSANLAGE MIT PUMPE BZW. 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GRUNDGLEICHUNGEN . 338 11.3 SCHALLGESCHWINDIGKEIT. MACHZAHL. VERDICHTUNGSSTOSS . 342 11.4 DIE LAVALDUESE . 348 11.5 UEBERSCHALLSTROEMUNGEN . 356 11.6 KONTROLLFRAGEN UND UEBUNGSAUFGABEN . 362 12 INSTATIONAERE STROEMUNG IN ROHRLEITUNGEN . 365 12.1 ALLGEMEINES . 365 12.2 BERNOULLI ' SCHE GLEICHUNG FUER INSTATIONAERE STROEMUNG . 365 12.3 DER DRUCKSTOSS IN EINER FLUESSIGKEITSFUEHRENDEN ROHRLEITUNG . 370 12.4 KONTROLLFRAGEN UND UEBUNGSAUFGABEN . 377 13 NUMERISCHE LOESUNG VON STROEMUNGSPROBLEMEN (CFD, COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS) . 379 13.1 ALLGEMEINES . 379 13.2 EINDIMENSIONALE VERFAHREN . 381 13.3 ZWEI-UND DREIDIMENSIONALE VERFAHREN . 390 13.4 GRUNDSAETZLICHE VORGEHENS WEISE . 398 ANHANG . 401 LITERATUR . 441 STICHWORTVERZEICHNIS . 445
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