Zusammenfassung , 0. Einführung

Transkript

1 Zusammenfassung , 0. Einführung - Umrechnung der gebräuchlichen Einheiten - Teilung/Vervielfachung von Einheiten - Kenngrößen des reinen Wassers (z.b. Dichte 1000 kg/m 3 )

2 Zusammenfassung , 1. Hydraulisch relevante Eigenschaften der Fluide Dichte Wichte

3 Berechnungen, 1. Hydraulisch relevante Eigenschaften der Fluide - Endgeschwindigkeit eines gleitenden Körpers oder Dicke des Gleitfilmes - Viskositäten - kapillare Steighöhe, Unterdruck in Kapillare - Volumenänderung bei Erwärmung - Kompression durch überliegende Wassersäule - Kompression infolge eines Druckstoßes - Anwendung des Allgemeinen Gasgesetzes

4 Zusammenfassung , 2.Hydrostatik Teil 1

5 Zusammenfassung , 2. Hydrostatik Teil 2 Berechnungen, 1. Hydrostatik - Druck durch überliegende Wassersäule - Druckhöhe, Piezometrische Höhe, geodätische Höhe - Druck in kommunizierenden Gefäßen (Manometer, Druckdose) - Hydrostatische Kräfte (vertikale und horizontale Kräfte) - Kraft Druckpunkt, Schwerpunkt (Aussermittigkeit) - Schwimmfähigkeit von Körpern - Freibordhöhe, Verdrängungsvolumen, Dichte von Körpern

6 Zusammenfassung , 3. Hydromechanik (ideale Fluide) laminar (Re < 2320), turbulent (Re > 4000) dv dv stationär ( = 0), instationär ( 0) dt dt dv dv Gleichförmig ( = 0), ungleichförmig ( 0) ds ds ( gespeicherte Masse + Massenflussraus Massenflussrein ) = 0 Kontinuitätsgleichung für stationäre Verhältnisse Bernoulligleichung (verlustfrei) H p = z + ρg 2 v + 2g differentiell = h P 2 v + 2g Q = A v = ein ρ ( ρv + t x x ein für z=const. A ) ( ρv + y y aus v aus ) ( ρv + z z ) = p v p v + = + ρg 2g ρg 2g

7 Berechnung, 3. Hydromechanik (ideale Fluide) - unterschiedliche Querschnitte (Rechteckrohr vs. Rundes Rohr) - Verzweigungen Hosenrohr (Geschwindigkeiten, Durchflüsse, Querschnitte) - Durchfluss durch ein Becken - Bernoulli in der reibungsfreien Rohrströmung - Energiehöhe, geodätische Höhe, Geschwindigkeitshöhe, statische Druckhöhe - Drucklinie (Standrohr), Energielinie (Staurohr) Piezometer-, Pitot- und Prandlrohr - Querschnittsverengung, Venturimeter - Ausfluß aus einem Druckgefäß - Prinzip des Hebers (Kavitation!) - Ausflußberechnung nach dem freien Fall - Ausfluß aus einem offenen Gefäß - Ausfluß aus unter einem Schütz - Wasserstrahl - Impulserhaltung (Bsp. Schubkraft eines Triebwerkes) Haltekraft Düse Kraft auf Krümmer

8 Zusammenfassung Vorlesung , 4. Hydromechanik realer Fluide Teil 1

9 Zusammenfassung Vorlesung , 4. Hydromechanik realer Fluide Teil 2

10 Berechnungen, 4. Hydromechanik realer Fluide - Hydromechanische Kennzahlen (Reynolds, Froude) - Ähnlichkeitsmodelle - Reynolds: laminare und turbulente Strömung - Reale Strömungen in Rohren - Durchflußberechnung - Druckverluste - Reibungsverlusthöhe (Allgemeine Verluste) - Widerstandsbeiwert für laminare und turbulente Strömung (Prandtl-Colebrook-Formel, Ablesung Moody-Diagramm) - Ausfluß aus einem Behälter mit Verlusten - Energie- und Drucklinien mit Verlusten - Strömungen in nicht-kreisförmigen Querschnitten (Rechteck-Rohr) - Reibungs- und örtliche Verluste (Spezielle Verluste) - Einwirkung von Pumpen und Turbinen, effektive Leistung von Pumpen und Turbinen

11 Zusammenfassung Vorlesung , 6a. Grundlagen der Gerinneströmung Energie(Bernoulli)gleichung der reibungsfreien Gerinneströmung (z=konstant) Rechteckgerinne Energie- & Wasserspiegel bei vorgegebenem Abfluß Grenztiefe, Grenzgeschwindigkeit, minimale Energiehöhe Maximaler Abfluß bei vorgegebener Energie Reibungsbehaftete Gerinneströmung Chezy-Koeffizient, Gerinne-Abflußgeschwindigkeit und Gerinne-Abflußrate Chezy-Koeffizient und Prandtl-Colebrok-Formel

12 Zusammenfassung Vorlesung , 6b. Reibungsbehaftete Gerinneströmung Universelles Fließgesetz aus Darcy-Weisbach Strömung im vollgefüllten und teilgefülltem Kanal(-rohr) (Rechteck-, Trapez- und Kreisgerinne) Chezy-Koeffizient und Prandtl-Colebrok Formel Manning-Strickler Formel Strömung im vollgefüllten und teilgefülltem Kanal(-rohr) (Rechteck-, Trapez- und Kreisgerinne) Optimierung von Querschnitten Berechnung mit der Manning-Strickler Formel

13 Zusammenfassung Vorlesung , 5. Fluid- und aerodynamische Widerstände Teil 1 c W -Werte für die längsangeströmte Platte c W -Werte für die senkrecht angeströmte Platte errechnen sich mit Hilfe des b/h-verhältnisses

14 Zusammenfassung Vorlesung , 5. Fluid- und aerodynamische Widerstände Teil 2 Berechnung, 5. Fluid- und aerodynamische Widerstände - Windwiderstand eines Bauwerkes - Berechnung des Windwiderstandes einer Platte (längs- und senkrecht angeströmt) - Widerstandskraft und Sinkgeschwindigkeit eines Fallschirmes