Das Verständnis von Strömungen um beliebige Körper ist von großer Bedeutung in der allgemeinen Fluid- und Aerodynamik.
Umströmung von Körpern
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Strömungen lassen sich mit Hilfe von Kontrastmittel, von Nebel oder durch mitschwimmende Partikel oder Gasbläschen sichtbar machen.
Stromlinien, 2D-Visualisierung
Visualisierung mit Hilfe von elektrolytisch erzeugten Wasserstoffbläschen
Lerninhalte/Übungen
- Visualisierung von zweidimensionalen Strömungen
- Stromlinienverlauf bei der Umströmung bzw. Durchströmung von Modellen
- Strömungsablösung
- Wirbelbildung, Demonstration von Karman’schen Wirbeln
- qualitative Beobachtung der Geschwindigkeitsverteilung bei laminarer Strömung
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flacher Wasserkanal; Visualisierung mit Hilfe von elektrolytisch erzeugten Wasserstoffbläschen
Lerninhalte/Übungen
- Visualisierung von zweidimensionalen Strömungen
- Stromlinienverlauf bei der Umströmung bzw. Durchströmung von Modellen
- Strömungsablösung
- Wirbelbildung, Demonstration von Karman’schen Wirbeln
- qualitative Beobachtung der Geschwindigkeitsverteilung bei laminarer und turbulenter Strömung
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Untersuchung von Querschnittsänderungen in laminarer, zweidimensionaler Strömung; Visualisierung mit Hilfe von elektrolytisch erzeugten Wasserstoffbläschen
Lerninhalte/Übungen
- Visualisierung von zweidimensionalen Strömungen
- Konzept von Strom-, Bahn- und Streichlinie kennenlernen
- Stromlinienverlauf bei Durchströmung einer Versuchsstrecke mit Querschnittsänderung
- Grenzen der Potentialströmung
Visualisierung von Stromlinien in einer Hele-Shaw-Zelle; Tinte als Kontrastmittel
Lerninhalte/Übungen
- Visualisierung von Stromlinien bei der
- Umströmung von Widerstandskörpern: Zylinder, Leitschaufelprofil, Quadrat, Rechteck
- Durchströmung von Modellen: Düsenkontur, unstetige Verengung bzw. Erweiterung
- Strömungsablösung, Strömung mit 90°-Umlenkung
- Modellierung der Umströmung durch Überlagerung der Parallelströmung mit Quellen oder Senken:
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verschiedene Modelle in einer beleuchteten Strömungsstrecke; laminare und turbulente Strömung
Lerninhalte/Übungen
- Stromlinien bei der Umströmung verschiedener Widerstandskörper
- Stromlinien bei der Durchströmung von verschieden geformten Modellen
- Strömung über unterschiedliche Wehre
Untersuchung von Modellen in laminarer, zweidimensionaler Strömung; Tinte als Kontrastmittel
Lerninhalte/Übungen
- Visualisierung von Stromlinien bei der
- Umströmung von Widerstandskörpern
- Durchströmung von Querschnittsänderungen
- Einfluss von Quellen und Senken
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beleuchtete Versuchsstrecke, verschiedene Modelle, Nebelgenerator enthalten
Lerninhalte/Übungen
- Visualisierung von Stromlinien
- Umströmung bzw. Durchströmung von verschieden geformten Modellen
- Strömungsablösung und Turbulenzen
- Strömungsabriss in Abhängigkeit vom Anstellwinkel
Strömungsbilder realer Fluide an verschiedenen Modellen; Visualisierung mit Hilfe von Nebel
Lerninhalte/Übungen
- anschauliche Demonstration ohne Erfassung bzw. Auswertung von Messwerten
- Strömungsbilder realer Fluide bei der Umströmung bzw. Durchströmung von verschiedenen Modellen
- Tragfläche mit einstellbarem Anstellwinkel
- Zylinder
- Blende zur Querschnittsänderung
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Die Aufnahme von Druck- und Geschwindigkeitsverteilung ermöglicht es, die Ursachen für gewünschte oder unerwünschte Strömungsverläufe zu analysieren und rechnerische Vorhersagen experimentell zu bestätigen.
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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Versuche aus den Bereichen Aerodynamik und Strömungsmechanik mit einem Windkanal Typ "Eiffel"
Lerninhalte/Übungen
- Versuche mit Zubehör
- Luftwiderstands- und Auftriebsbeiwerte bei verschiedenen Modellen ermitteln
- Druckverteilung an umströmten Körpern
- Grenzschichtuntersuchung
- Untersuchung von Flatterschwingungen
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Ermittlung von Widerstandskräften umströmter Modelle
Lerninhalte/Übungen
- Widerstandskräfte an umströmten Modellen messen
- Ermittlung von Widerstandsbeiwerten
- Anwendung des Impulssatzes
- Druckverteilung am umströmten Zylinder aufnehmen
- Nachlaufdelle hinter dem umströmten Zylinder erfassen
Untersuchung von wandgeführter Luftströmung; Prinzip pneumatischer Logikelemente
Lerninhalte/Übungen
- Untersuchung von wandgeführter Luftströmung (Coanda-Effekt)
- Prinzip pneumatischer Logikelemente kennenlernen
- Verstärkungseffekt bei pneumatischen Elementen untersuchen
Untersuchung von Widerstands- und Auftriebskräfte sowie Druckverlauf an Tragflächen mit Hilfe von Windkanalversuchen.
HM 170 Offener Windkanal
Untersuchungen an umströmten Körpern
Lerninhalte/Übungen
- Untersuchungen an umströmten Körpern
- Bestimmung des Widerstandsbeiwerts (cw-Wert)
- Bestimmung des Auftriebsbeiwerts
- zusammen mit Kraftaufnehmer HM 170.40
- Bestimmung des Momentbeiwerts
selbsterregte Schwingungen
Lerninhalte/Übungen
- Untersuchung von Flatterschwingungen an Tragflächen
- Unter Zuhilfenahme eines Stroboskopes sind Beobachtungen der Eigenformen des schwingenden Flügels möglich.
Tragflügelmodell zur Untersuchung von aerodynamischen Auftriebshilfen
Lerninhalte/Übungen
- Untersuchungen an umströmten Körpern
- Einfluss eines Vorflügels
- Einfluss einer Spreizklappe
- Bestimmung des Widerstandsbeiwerts (cw-Wert)
- Bestimmung des Auftriebsbeiwerts
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Versuche mit unterschiedlichen Anstellwinkeln des Tragflächenprofils
Lerninhalte/Übungen
- Druckverteilung an einer umströmten Tragfläche aufnehmen
- in Abhängigkeit des Anstellwinkels
Die sogenannte Grenzschicht entsteht entlang einer angeströmten Körperoberfläche durch das Anhaften des strömenden Fluids, z.B. Luft. Innere Reibung im Fluid bewirkt eine Änderung des Strömungsverlaufs und beeinflusst Strömungswiderstand und Strömungsgeschwindigkeit.
Untersuchung einer ebenen, längs angeströmten Platte; zwei verschiedene Oberflächen
Lerninhalte/Übungen
- Gesamtdruck mit Pitotrohr messen
- statischen Druck messen, in der Messstrecke von HM 170
- Geschwindigkeit über dynamischen Druck ermitteln
- Untersuchung des vertikalen Geschwindigkeitsprofils an der Messstelle
- Untersuchung der Grenzschichtdicke
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Geschwindigkeitsverteilung und Grenzschichtdicke innerhalb der Grenzschicht einer ebenen längs angeströmten Platte; Pitotrohr vertikal verschiebbar
Lerninhalte/Übungen
- Untersuchung der Grenzschicht an einer ebenen Platte
- Darstellung der Geschwindigkeitsprofile
Untersuchung an zwei verschieden rauen Oberflächen
Lerninhalte/Übungen
- innere Reibung von Gasen
- Untersuchung der Grenzschicht an der ebenen Platte
- Einfluss der Oberflächenrauigkeit auf die Bildung einer Grenzschicht
- Überlagerung der Grenzschicht mit degressivem/progressivem Druckverlauf
Beim Durchströmen einer Schüttschicht tritt ein Druckverlust durch Reibung auf. Der Druckverlust des hindurchströmenden Fluids wird u.a. zur Charakterisierung von Wirbelschichten und Füllkörperschüttungen herangezogen.
Untersuchung der Wirbelschichtbildung von Feststoffen in Luft und Wasser
Lerninhalte/Übungen
- Grundlagen zur Fluidisierung von Schüttschichten
- Beobachtung und Vergleich des Fluidisierungsprozesses in Wasser und Luft
- Druckverluste abhängig von der
- Strömungsgeschwindigkeit
- Art und der Partikelgröße der Schüttung
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Vergleich von verschiedenen Betriebsarten; Wasser oder Wasser und Luft, Gleich- oder Gegenstrombetrieb
Lerninhalte/Übungen
- Funktion einer Füllkörperkolonne
- Betriebsarten vergleichen
- mit Wasser
- Wasser-Luftbetrieb im Gleichstrom
- Wasser-Luftbetrieb im Gegenstrom
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