Technische Strömungslehre Lehr- und Übungsbuch ; mit 34 Tabellen
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Braunschweig [u.a.]
Vieweg
2000
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| adam_text | Titel: Technische Strömungslehre
Autor: Böswirth, Leopold
Jahr: 2000
XI
Inhaltsverzeichnis
1 Grundbegriffe 1
1.1 Einfiihrung 1
1.2 Erorterung einiger wichtiger Begriffe 2
Fluid. Stationare und instationare Stromungen. Stromlinien und Bahnkurven.
Kontinuitatsgleichung. Ideales Fluid. Reale Fluide. Ablosung und Totwassergebiet.
Laminare und turbulente Stromungen.
1.3 Wiederholung wichtiger Gesetze der Fluidstatik 8
Druck. Hydrostatisches Grundgesetz. Pascalsches Gesetz.
1.4 Anwendung des Newtonschen Grundgesetzes auf stromende Fluide ... 12
Krummungsdruckformel.
1.5 Einteilung der Fluidmechanik 15
1.6 Beispiele 16
1.7 Kontrollfragen und Ubungsaufgaben 21
2 Bernoullische Gleichung fiir stationare Stromung 25
2.1 Herleitung 25
Herleitung aus dem Satz der Erhaltung der Energie. Herleitung aus dem Newtonschen
Grundgesetz.
2.2 Druckbegriffe bei stromenden Fluiden 31
Der statische Druck. Gesamtdruck. Staudruck.
2.3 Regeln fiir die Anwendung der Bernoullischen Gleichung 35
2.4 Verschiedene Formen der Bernoullischen Gleichung 37
2.5 Einfache Beispiele 38
AusfluB von Flussigkeiten aus GefaBen und Behaltern. Besonderheiten bei AusfluB aus
scharfkantigen Offnungen.
2.6 Bernoullische Gleichung, erweitert durch Arbeits- und Verlustglied .... 43
Besonderheiten bei Pumpen und Ventilatoren. Austrittsverlust.
2.7 Beispiel2.5 47
2.8 Ubungsaufgaben 49
3 Impulssatz und Drallsatz fiir stationare Stromung 59
3.1 Formulierung des Impulssatzes und Erorterung von Anwendungen .... 59
3.2 Herleitung des Impulssatzes aus dem Newtonschen Grundgesetz 61
3.3 Drallsatz, Begriff der Stromungsmaschine 64
3.4 Impulsantriebe, Vereinfachte Propellertheorie 69
3.5 Beispiele 73
3.6 Ubungsaufgaben 83
4 Raumliche reibungsfreie Stromungen 93
4.1 Allgemeines 93
4.2 Einfache raumliche reibungsfreie Stromungen 97
Quell- und Senkenstromung. Potentialwirbel. Wirbel- und Quellsenke.
4.3 Umstromte Korper 103
Zylinder. Kugel.
4.4 Einiges iiber Potentialstromungen 105
4.4.1 Allgemeines 105
XII
Inhaltsverzeichnis
4.4.2 Ebene Potentialstromungen 105
4.4.3 Raumliche Potentialstromungen 106
4.5 Beispiele 106
4.6 Ubungsaufgaben 110
5 Reibungsgesetz fur Fluide. Stromung in Spalten und Lagern 113
5.1 Haftbedingung 113
5.2 Reibungsgesetz 116
5.3 Zahigkeit 118
5.4 Weitere Erorterung der Reibungserscheinungen 119
5.5 Bewegungsgleichungen mit Bcriicksichtigung der Reibung 122
5.6 Stromung in Spalten und Lagern 124
5.7 Beispiele 127
5.8 Ubungsaufgaben 130
6 Ahnlichkeit von Stromungen 136
6.1 Reynoldssche Ahnlichkeit 136
6.2 Herleitung des Reynoldsschen Ahnlichkeitsgesetzes 138
6.3 Weitere Ahnlichkeitsgesetze 139
6.4 Das I7-Theorem von Buckingham 141
6.5 Beispiel 142
6.6 Ubungsaufgaben 143
7 Die Grenzschicht 146
7.1 Ubersicht liber grundlegende Forschungsergebnisse 146
Die langsangestromte Platte. Grenzschichten an umstromten Korpern. Grenzschichten
in Dttsen.
7.2 Wirbelbildung und Turbulenz 153
7.3 Widerstandsverminderung durch Langsrillen 157
7.3.1 Allgemeines 157
7.3.2 Experimentelle Befunde und Erorterung der Ursachen der
Widerstandsverminderung 158
7.4 Beispiele 160
7.5 Ubungsaufgaben 162
8 Rohrstromung und Druckverlust 165
8.1 Stromungscharakter der Rohrstromungen 165
Laminare Rohrstromung. Turbulente Rohrstrdmung.
8.2 Druckverlust und Druckabfall 168
8.2.1 Druckverlust gerader Rohrleitungsteile 168
8.2.2 Druckverlust von Rohrleitungseinbauten und in
Querschnittsiibergangen 173
8.2.3 Gesamte Druckdifferenz zwischen zwei Punkten in einer
Rohrleitung 177
8.3 DurchfluBmessung in Rohren y]l
Grundkonzept. DurchfluGziffer. Verhaltnisse bei der Normblende. Weitere Staugerate
8.4 Beispiele Igg
8.5 Ubungsaufgaben
Inhaltsverzeichnis
XIII
9 Widerstand umstromter Korper 193
9.1 Allgemeines 193
9.2 Der Stromungswiderstand der Kugel 195
9.3 Entstehung der Ablosung 196
9.4 Diskussion von Widerstandsbeiwerten 198
9.5 Einiges iiber stromungsgiinstige Gestaltung plumper Korper 201
9.6 Automobilaerodynamik 206
9.7 Freier Fall mit Stromungswiderstand 212
9.8 Beispiele 214
9.9 Ubungsaufgaben 216
10 Strdihung urn Tragflachen 221
10.1 Entstehung des Auftriebes 221
10.2 Geometrische Bezeichnungen und dimensionslose Beiwerte 224
10.3 Einfache Ergebnisse der Potentialtheorie 226
10.4 Darstellung von MeBwerten 228
10.5 Endlich breite Tragflachen 231
10.6 Krafte und Momente am Flugzeug 233
10.7 Schema der Anwendung der Tragfliigelstromung auf
Axial-Stromungsmaschinen 235
10.8 Beispiel 236
10.9 Ubungsaufgaben 238
11 Einiges iiber dieLosung zwei- und dreidimensionalerStromungsprobleme
mit Computern 243
11.1 Allgemeines 243
11.2 Ausgangsgleichungen und Diskretisierung 244
11.3 Grundsatzliche Vorgangsweise 251
Anhang 253
A.l Der partielle Differentialquotient 253
A.2 Diagramme und Tabellen 254
Tabelle 1 Eigenschaften der ICAO-Atmosphare 254
Tabelle 2 Stoffwerte fur Wasser 255
Tabelle 3 Stoffwerte fur trockene Luft 255
Tabelle 4 Stoffwerte fur Fliissigkeiten 255
Tabelle 5 Stoffwerte von Gasen 256
Diagramm 1 Widerstandsbeiwert cf fur die langsangestromte Platte ... 256
Diagramm 2 Widerstandsbeiwert fur den querangestromten Zylinder . 257
Diagramm 3 Tragfliigelpolaren 258
A.3 Losungsanhang 259
A.3.1 Ergebnisse fur die Ubungsaufgaben 259
A.3.2 Losungshinweise filr *-Aufgaben 267
Literatur 278
Sachverzeichnis 279
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