Stationäre Strömung kompressibler Fluide
Bei Gasen unterscheidet man die Strömung mit konstantem Volumen (inkompressibel) und die mit Änderung des Volumens (kompressibel). Bei größeren Druck- und Temperaturänderungen des gasförmigen Fluids dürfen die gesetzmäßigen Zusammenhänge zwischen Druck, Temperatur und Volumen nicht mehr vernachlässigt werden. Diese Strömung wird als kompressibel bezeichnet.
Stationäre Strömung kompressibler Fluide
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Lerninhalte/Übungen
- Druckverluste in Rohren und im Rohrbogen
- Strömung in konvergenten/divergenten Düsen
- Schallgeschwindigkeit in Luft bestimmen
- Berechnungsmethoden für inkompressible und kompressible Strömung vergleichen
- komplette Kontinuitätsgleichung anwenden
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Überschallwindkanal mit Schlierenoptik
Schlierenoptik zur Visualisierung von Machlinien und Verdichtungsstößen an Widerstandskörpern; austauschbare Wände in der Messstrecke erzeugen Geschwindigkeiten bis Mach 1,8
Lerninhalte/Übungen
- Druckverläufe in Überschalldüsen (Lavaldüse)
- Druckverläufe und -verluste bei Kanalströmungen mit Mach >1
- Verdichtungsstöße bei Widerstandskörpern mit der Schlierenoptik beobachten
- Bestimmung der Mach-Zahl aus dem Winkel der Stoßwellen
- Vergleich von Theorie und Experiment
Kenngrößen von Düsen
Messung der Aufprall- bzw. Schubkraft zur Bestimmung der Austrittsgeschwindigkeit und des Wirkungsgrads
Lerninhalte/Übungen
- Bestimmung des kritischen Druckverhältnisses
- Demonstration des “Choking-Effekts”
- Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit im engsten Querschnitt
- Messung der Reaktions-, bzw. Aktionskraft des strömenden Fluids
- Düsenwirkungsgrad über Schubkraft bestimmen
Lerninhalte/Übungen
- Druckverlauf in
- Lavaldüsen
- konvergenten Düsen
- Zusammenhang zwischen Eintrittsdruck und Massenstrom bzw. Austrittsdruck und Massenstrom
- Einfluss des Entspannungsprozesses in der Düse auf die Temperatur
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