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In der Strömungsmechanik werden Kräfte und Bewegungen von Flüssigkeiten und Gasen untersucht. Beides sind Kontinua, deren Elemente gegeneinander leicht verschiebbar sind. Sie werden unter dem Begriff Fluid zusammengefasst.
isotherme und isochore Zustandsänderung von Luft
Lerninhalte/Übungen
- Gesetzmäßigkeiten der Zustandsänderungen von Gasen im Versuch erarbeiten
- isotherme Zustandsänderung, Gesetz von Boyle-Mariotte
- isochore Zustandsänderung, 2.Gesetz von Gay-Lussac
Bestimmung des Adiabatenexponenten nach Clément-Desormes
Lerninhalte/Übungen
- Bestimmung des Adiabatenexponenten nach Clément-Desormes
- adiabatische Zustandsänderung von Luft
- isochore Zustandsänderung von Luft
Druck- und Temperaturmessung an einem Dampfkessel
Lerninhalte/Übungen
- Aufnahme der Dampfdruckkurve von Wasser
- Darstellung des Zusammenhangs zwischen Druck und Temperatur in einem geschlossenen System
- Temperatur- und Druckmessung
Aufnahme der Dampfdruckkurve von Wasser, softwareunterstützte Versuchsdurchführung und Auswertung
Lerninhalte/Übungen
- Aufnahme der Dampfdruckkurve von Wasser
- Darstellung des Zusammenhangs zwischen Druck und Temperatur in einem geschlossenen System
- Temperatur- und Druckmessung
senkrecht fallender Körper in Flüssigkeit; Probekörper mit unterschiedlicher Größe und Material
Lerninhalte/Übungen
- Einfluss folgender Parameter auf die Sinkgeschwindigkeit von Kugeln:
- Durchmesser der Kugel
- Dichte der Kugel
- Dichte der Flüssigkeit
- Viskosität der Flüssigkeit
In der Strömungsmechanik sind vor allem die Messung von Temperatur, Druck und Durchfluss von Interesse.
Experimentelle Einführung in die Temperatur-Messtechnik: Verfahren, Anwendungsbereiche, Charakteristika
Lerninhalte/Übungen
- Grundlagen der Temperaturmessung im Versuch erarbeiten
- verschiedene Verfahren, deren Anwendungsbereiche und Besonderheiten kennenlernen:
- nichtelektrische Verfahren: gas- und flüssigkeitsgefüllte Thermometer, Bimetall-Thermometer, Temperaturmessstreifen
- elektrische Verfahren: Thermoelement, Widerstandsthermometer Pt100, Thermistor NTC
- Bestimmung der Luftfeuchte mit einem Psychrometer
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Messung von Über- und Unterdruck mit verschiedenen Messgeräten
Lerninhalte/Übungen
- 2 verschiedenen Messverfahren kennenlernen:
- unmittelbares Verfahren mit U-Rohr-Manometer und Schrägrohrmanometer
- mittelbares Verfahren mit Rohrfedermanometer
- Funktionsweise eines Rohrfedermanometers
- mechanische Manometer kalibrieren
Funktionsweise eines Rohrfedermanometers und eines Kolbenmanometers
Lerninhalte/Übungen
- Wirkprinzip eines Rohrfedermanometers
- Manometer kalibrieren, angelegten Druck ablesen
- systematischen Fehler bestimmen
- Funktionsprinzip und Arbeiten mit einem Kolbenmanometer
Vergleich verschiedener Messmethoden und Bestimmung des Durchflusskoeffizienten
Lerninhalte/Übungen
- Durchflussmessung mit
- Messblende/-düse
- Venturidüse
- Schwebekörper-Durchflussmesser
- Druckmessung mit Pitotrohr
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Vergleich und Kalibrierung unterschiedlicher Durchflussmessgeräte
Lerninhalte/Übungen
- mit unterschiedlichen Durchflussmessgeräten als Zubehör
- Unterschiede verschiedener Durchflussmessgeräte und deren Funktionsprinzipien
- Kalibrierung unterschiedlicher Durchflussmessgeräte
- Lageabhängigkeit von Durchflussmessgeräten
- Aufnahme und Vergleich von Druckverlustkurven
Die Hydrostatik ist die Lehre der ruhenden Fluide.
Hydrostatik
Versuche zu: Auftrieb, Dichte, Kapillarwirkung, u.ä.; verschiedene Methoden der Druckmessung
Lerninhalte/Übungen
- Auftrieb verschiedener Körper untersuchen
- Dichte von Flüssigkeiten untersuchen
- hydrostatischer Druck, Gesetz von Pascal
- kommunizierende Röhren
- Druckmittelpunkt ermitteln
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Flüssigkeitsdruck an Gefäßwänden
Lerninhalte/Übungen
- Druckverteilung entlang einer wirksamen Fläche in ruhender Flüssigkeit
- Seitenkraft des hydrostatischen Druckes
- Bestimmung des Druckmittelpunkts und des Flächenschwerpunkts
- Ermittlung der resultierenden Druckkraft
Ermittlung des Metazentrums und des Auftriebs; rechteckiger Spantquerschnitt
Lerninhalte/Übungen
- Untersuchung und Ermittlung von
- Auftrieb, Auftriebsschwerpunkt
- Massenschwerpunkt, Metazentrum, Stabilität
- Krängung
Vergleich von zwei verschiedenen Spantformen: Knick- und Rundspant
Lerninhalte/Übungen
- Vergleich von zwei verschiedenen Spantformen: Knick- und Rundspant
Volumetrische Durchflussmessung für große und kleine Durchflüsse
Lerninhalte/Übungen
zusammen mit den Zubehören HM 150.01 – HM 150.39:
- Einstieg in die Grundlagen der Strömungsmechanik
- GUNT Media Center, digitale Kompetenzen entwickeln
- E-Learning Kurs mit Grundlagenwissen und Berechnungen
- vorbereitete CFD-Simulationen zur Strömungsvisualisierung
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Die Hydrodynamik beschäftigt sich mit der Untersuchung und Beschreibung von Fluiden in Bewegung. Die Vermittlung der Erhaltungssätze von Masse, Energie und Impuls stehen im Vordergrund.
Hydrodynamik
Basismodul für strömungsmechanische Versuche, Anlagensteuerung via SPS
Lerninhalte/Übungen
- GUNT-Software inhaltlich abgestimmt auf die einzelnen Zubehöre mit
- Info: Gerätebeschreibung und Lernmodule mit theoretischen Grundlagen
- Versuchsvorbereitung: geführter Versuchsaufbau und automatisches Entlüften der Versuchsstrecke
- Versuchsübersicht: digitale Messwertaufnahme mit graphischer Darstellung
- Screenshots aufnehmen
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Visualisierung von laminarer und turbulenter Strömung
Lerninhalte/Übungen
- Visualisierung von
- laminarer Strömung
- Übergangsbereichen
- turbulenter Strömung
- Sekundärströmung in einem Rohrkrümmer
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Messung von laminarer und turbulenter Strömung
Lerninhalte/Übungen
- Darstellung des Strömungsprofils
- Bestimmung einer lokalen und der gemittelten Strömungsgeschwindigkeit
- Einfluss der Reynolds-Zahl auf das Strömungsprofil
- Unterschiede von laminarer und turbulenter Strömungsausbildung erkennen
- Rohrreibung / Schubspannung
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Zusammenhang zwischen durchströmter Querschnittsfläche und Strömungsgeschwindigkeit
Lerninhalte/Übungen
- Untersuchung der Kontinuitätsgleichung
- Demonstration der Massenerhaltung
- Erkennen der Einflussgrößen
- durchströmte Querschnitte
- Steigung der Flügelräder
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Demonstration des Impulssatzes; austauschbare Prallkörper mit unterschiedlichen Umlenkwinkeln
Lerninhalte/Übungen
- Anwendung des Impulssatzes
- Messen der Strahlkräfte
- Einflussgrößen von Strahlkräfte untersuchen
- Umlenkwinkel
- Düsenvordruck
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Statische Drücke und Gesamtdruckverteilung entlang der Venturidüse
Lerninhalte/Übungen
- Energieumwandlung bei divergenter / konvergenter Strömung
- Druckverlauf in der Venturidüse aufnehmen
- Geschwindigkeitsverlauf in der Venturidüse bestimmen
- Druckverluste qualitativ bewerten
- Einflüsse von Düse und Diffusor auf den Druckverlust benennen
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Statische Drücke und Gesamtdruckverteilung entlang der Venturidüse
Lerninhalte/Übungen
- Energieumwandlung bei divergenter / konvergenter Rohrströmung
- Druckverlauf in der Venturidüse aufnehmen
- Geschwindigkeitsverlauf in der Venturidüse bestimmen
- Durchflusskoeffizient bestimmen
- Reibungseffekte erkennen
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Demonstration des Impulssatzes; austauschbare Prallflächen mit unterschiedlichen Umlenkwinkeln
Lerninhalte/Übungen
- Demonstration des Impulssatzes
- Untersuchung der Strahlkräfte
- Einfluss von Durchfluss und Strömungsgeschwindigkeit
- Einfluss unterschiedlicher Umlenkwinkel
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Visualisierung von laminarer und turbulenter Strömung
Lerninhalte/Übungen
- Visualisierung der laminaren Strömung
- Visualisierung des Übergangsbereiches
- Visualisierung der turbulenten Strömung
- Bestimmung der kritischen Reynolds-Zahl
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