Verständnis der Fluidmechanik: Grundlagen und Prinzipien

Archimedes-Prinzip

Jeder Körper, der in eine Flüssigkeit getaucht ist, erleidet einen scheinbaren Gewichtsverlust, der gleich dem Gewicht der verdrängten Flüssigkeit ist.

Druck

Es ist die Kraft, die auf eine Fläche wirkt.

Atmosphärischer Druck

Druck, der durch die Schicht der Atmosphäre über der Erde erzeugt wird.

Hydrostatischer Druck

Der Druck, der durch eine Säule von Flüssigkeit auf den Boden des Tanks ausgeübt wird, der sie enthält.

Pascal-Prinzip

Alle Flüssigkeiten, die in einem Behälter eingeschlossen sind, üben, wenn sie unter Druck gesetzt werden, diesen in alle Richtungen mit gleicher Intensität aus.

Flussmerkmale

Stetiger Fluss

Wenn die Teilchen einer Flüssigkeit an einer bestimmten Stelle des Rohres die Drehzahl konstant halten.

Inkompressibler Fluss

Flüssigkeiten gelten als inkompressibel, da die Dichte während ihrer Bewegung nicht variiert. Gase können unter bestimmten Bedingungen als inkompressibel betrachtet werden.

Wirbelfreier Fluss

Der Fluss, in dem die flüssigen Teilchen eine Winkelgeschwindigkeit von null haben, da sonst eine Rotation auftritt.

Stromlinien

Diese Linien stellen die Flugbahn der Partikel in einem stetigen Fluss dar.

Prinzip der Erhaltung der Masse

Die Gesamtmasse des Universums bleibt konstant; sie wird nicht erschaffen oder zerstört, sondern kann in Energie umgewandelt werden.

Bernoulli-Prinzip

Für stationäre Strömungen und ohne innere Reibung bleibt die Summe aus Druckenergie, kinetischer Energie und potentieller Energie in jedem Teil des Rohres konstant.

Venturi-Rohr

Es ist eine Vorrichtung, die es ermöglicht, die Geschwindigkeit der Strömung zu bestimmen.

Abtriebsdrehzahl

Für ein Loch in einem Tank, das gegen die Atmosphäre offen ist.

Torricelli's Theorie

Die Flüssigkeit verhält sich wie ein Körper im freien Fall, wenn sie ein Loch in einem Tank hat, der gegen die Atmosphäre offen ist.

Viskosität

Eine Flüssigkeit kann den Kräften der Kompression widerstehen, aber nicht halten. Die Teilchen der Flüssigkeit sind intermolekularen Kräften der Kohäsion ausgesetzt, die eine Beziehung zu anderen Kräften haben und durch Reibungskräfte des Zusammenhalts beeinflusst werden.

Hinweise

1. In einer Flüssigkeit ist u = 0.
2. In einer realen Flüssigkeit ist u ≠ 0.
3. Die dynamische Viskosität variiert mit der Temperatur; wenn die Temperatur steigt, nimmt die Viskosität ab, sowohl in Gasen als auch in Flüssigkeiten, aber in beiden Fällen ist sie praktisch unentbehrlich, um Druck zu erzeugen.
4. Die kinematische Viskosität hängt von Druck und Temperatur in Gasen ab. In Flüssigkeiten variiert sie mit der Temperatur.
5. Die kinematische Viskosität hängt von der Dichte ab, also von den Trägheitskräften.

Theorie der Modelle

Nach dem Muster und Prototypen zu testen, sind dynamisch ähnlich, wenn die Reynolds-Zahlen gleich sind.

Reynolds-Zahl

Beachten Sie, dass die Reynolds-Zahl Folgendes anzeigt:

• RE > 20.000: turbulente Strömung in einem Rohr.
• RE > 10: turbulente Strömung mit Hindernissen.

Laminarer Fluss

Partikel der Flüssigkeit bewegen sich in geordneten Bahnen.

Turbulente Strömung

Die Trajektorien der flüssigen Partikel sind unbekannt, was zu einem Durcheinander führt.