Technische Strömungslehre: Lehr- und Übungsbuch by Leopold Böswirth

By Leopold Böswirth

Dieses Buch wendet sich an Studenten und Dozenten des Faches Stromungslehre in praxisorientierten Studiengangen, insbesondere an Maschinenbauer und Studierende verwandter Fachrichtungen. Das grundliche Studium eines schwierigen Faches wie der Stromungslehre erfordert nach Ansicht des Autors drei Dinge: Theoriestudium, Aufgabenrechnen, La.borver suche. Mit dem LernprozeB anhand von Laborversuchen hat sich der Autor bereits in einem frUheren Werk befaBt [1]. Das vorliegende Werk ist der Theorie und dem Auf gabenrechnen gewidmet. Es ist aus einem im selben Verlag erschienenen Aufgaben buch [2] entstanden. Die Darstellung betont die physikalischen Grundlagen und versucht - mehr als sonst ublich - diese Grundlagen mit Alltagserfahrungen in Beziehung zu setzen. Wo immer moglich wurden auch Ouerverbindungen zur Festkorpermechanik aufgezeigt. 1m allge meinen hat ja der Studierende dieses Gebiet der Mechanik gerade verarbeitet, wenn er sich dem Studium der Fluidmechanik zuwendet. Solche Ouerverbindungen konnen dazu beitragen, beim Studierenden ein solides Bild von den einheitlichen Grundlagen der Naturerscheinungen aufzubauen. Wegen der Kompliziertheit der Stromungser- . scheinungen und wegen des starken .experimentellen Anteils .ist der Abstand der Stromungslehre zur ubrigen Mechanik ohnedies groBer als wunschenswert. Das Studium der Technischen Mechanik im allgemeinen und der Stromungslehre im besonderen hat im Rahmen der Ingenieurausbildung nicht nur den Zweck, dem Studierenden das Werkzeug zur Vorausberechnung technischer Vorgange in die Hand zu geben. 1m Verlaufe dieses Studiums erwirbt er sich unbewuBt - uber die konkreten Lehrinhalte hinaus - eine bestimmte mathematisch-naturwissenschaftliche Sichtweise mit spezifisch technischer Einfarbung, wie sie fUr den Ingenieur charakteristisch ist.

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Diese leiten sich aus dem U-Rohrmanometer ab: Der linke Schenkel wird mit sehr großem Querschnitt (A1) ausgeführt, der rechte Schenkel wird geneigt. Durch die Neigung entsteht eine Skalenspreizung, da es nur auf die vertikale Spiegeldifferenz ankommt. Man ermittle den Zusammenhang p1 – p2 = f (l, D, UM, U); A1 >> A2. ) a) Ist bei parallelen Geraden als Stromlinien konstant b) Die Druckänderung normal zu den Stromlinien hängt nur mit der Verengung oder Erweiterung der Stromröhre zusammen. 17 Wenn man einen Zylinder (oder auch einen Finger) quer in einen Wasserstrahl hält (Skizze), saugt sich der Strahl an und weicht von der senkrechten Fallrichtung überraschend weit ab.

Dabei ist vorausgesetzt, dass die Strömung von „1“ nach „2“ erfolgt. h. auch die kinetischen Energien durch das Verhältnis der Querschnitte zueinander gegeben. Die Lageenergie der Rohrabschnitte ist durch deren geodätische Höhe festgelegt. Somit kann sich eine Änderung der Arbeitsfähigkeit nur auf die Druckenergie, bzw. auf den statischen Druck auswirken. In der Druckgleichung heißt der Anteil des Reibungsverlustes dann Druckverlust 'pv . 18) Die Verluste können noch aufgespalten werden in solche, welche aus der Wandreibung im geraden Rohr herrühren (EVR) und solche welche zusätzlich durch Einbauten, Krümmer usw.

Das hydrostatische Grundgesetz muss an den Behälterwasserspiegel „angebunden“ werden (h', vgl. 563 Pa = 4,93 bar Hier ist zu beachten, dass die Angabe p3 bereits ein Überdruckwert ist. Normale Manometer messen immer Überdrücke. 563 Pa = 5,87 bar b) Eine Rechnung mit analoger Argumentation führt auf folgende Werte p1 = 0,695 bar pz = 5,93 bar FK = 981 N p2 = 5,87 bar p1ü = – 0,245 bar pzü = 4,99 bar (Unterdruck, gleich wie a)) p2ü = 4,93 bar (gleich wie bei a)) c) Bleiben Druckabfälle unberücksichtigt, so herrscht im Zylinder beim Saughub ein Druck wie bei a); beim Druckhub wie bei b); in den Totpunktlagen steigt der Druck steil an bzw.

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