Hydraulik für Bauingenieure - Grundlagen und Anwendungen

Hydraulik für Bauingenieure - Grundlagen und Anwendungen

 

 

 

von: Robert Freimann

Carl Hanser Fachbuchverlag, 2014

ISBN: 9783446437401

Sprache: Deutsch

246 Seiten, Download: 9999 KB

 
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Hydraulik für Bauingenieure - Grundlagen und Anwendungen



  Vorwort zur 3. Auflage 6  
  Inhalt 8  
  1 Einführung 12  
     1.1 Bedeutung der Hydraulik 12  
     1.2 Eigenschaften des Wassers 13  
        1.2.1 Dichte 14  
        1.2.2 Viskosität oder Zähigkeit 14  
        1.2.3 Volumenelastizität 15  
        1.2.4 Schallgeschwindigkeit 15  
        1.2.5 Oberflächenspannung und Kapillarität 15  
        1.2.6 Dampfbildung 16  
  2 Hydrostatik 17  
     2.1 Flüssigkeitsdruck 17  
        2.1.1 Druckeinheiten 18  
        2.1.2 Bezugsdruck 19  
        2.1.3 Kommunizierende Gefäße und Röhren 20  
     2.2 Grundlegendes zum Druck auf Flächen 22  
     2.3 Druck auf ebene Flächen 23  
     2.4 Tabellarische Ermittlung der Druckkraft 28  
     2.5 Druck auf gekrümmte und polygonartig zusammengesetzte Berandung 31  
     2.6 Auftrieb 32  
     2.7 Schwimmstabilität 34  
  3 Hydrodynamik 36  
     3.1 Allgemeine Begriffe 36  
     3.2 Bewegungsarten von Flüssigkeiten 38  
        3.2.1 Stationäre und instationäre Bewegung 38  
        3.2.2 Gleichförmige und ungleichförmige Bewegung 38  
        3.2.3 Kontinuierliche und diskontinuierliche Bewegung 39  
        3.2.4 Beispiel zu den Bewegungsarten 39  
     3.3 Fließverhalten realer Flüssigkeiten 40  
        3.3.1 Laminares und turbulentes Fließen 40  
        3.3.2 Schubspannung 41  
        3.3.3 Reynoldszahl 42  
     3.4 Kontinuitätsbedingung 42  
     3.5 Energiegleichung von Bernoulli 44  
        3.5.1 Bernoulligleichung für ideale Flüssigkeiten 44  
        3.5.2 Bernoulligleichung für reale Flüssigkeiten 49  
        3.5.3 Messung und Beobachtung der Energieanteile 50  
     3.6 Impulssatz 51  
        3.6.1 Allgemeine Betrachtungen 51  
        3.6.2 Stützkraft bei Druckrohrleitungen 52  
        3.6.3 Stützkraft bei Gerinneströmungen 56  
        3.6.4 Stützkraft bei freien Strahlen 57  
     3.7 Potenzialströmungen 58  
        3.7.1 Überblick 58  
        3.7.2 Einfache Potenzialströmungen 58  
  4 Ausfluss und Überfall 61  
     4.1 Allgemeines 61  
     4.2 Ausfluss aus Bodenöffnungen 62  
     4.3 Ausfluss aus Seitenöffnungen 64  
        4.3.1 Ausfluss aus großer Öffnung 64  
        4.3.2 Ausfluss aus kleiner Öffnung 66  
        4.3.3 Ausfluss unter Gegendruck 66  
     4.4 Ausfluss unter Planschütz 67  
        4.4.1 Freier Ausfluss 67  
        4.4.2 Rückgestauter Ausfluss 69  
     4.5 Abfluss über Wehre 71  
        4.5.1 Bezeichnungen und Einteilungen 71  
        4.5.2 Abflussberechnung 73  
        4.5.3 Unvollkommener Überfall 75  
     4.6 Abfluss über Streichwehre 77  
     4.7 Abfluss über Tiroler Wehre 80  
  5 Rohrhydraulik 83  
     5.1 Vorbemerkungen 83  
     5.2 Reibungsverluste 84  
        5.2.1 Ermittlungskonzept 84  
        5.2.2 Laminare Strömung 85  
        5.2.3 Turbulente Strömung 85  
        5.2.4 Nichtkreisförmige Querschnitte 90  
     5.3 Einzelverluste 91  
        5.3.1 Grundlagen 91  
        5.3.2 Rohreinlauf 92  
        5.3.3 Querschnittsänderung 92  
        5.3.4 Richtungsänderung 93  
        5.3.5 Rohrtrennungen und -vereinigungen 94  
        5.3.6 Armaturen 97  
        5.3.7 Rohrauslauf 97  
     5.4 Pumpen- und Turbinenleistung 99  
     5.5 Zusammenfassung Energieplan 103  
     5.6 Betriebliche bzw. integrale Rauheit 106  
  6 Pumpenhydraulik 111  
     6.1 Pumpenarten 111  
        6.1.1 Unterscheidung nach Arbeitsprinzip 111  
        6.1.2 Bauformen von Kreiselpumpen 112  
     6.2 Charakteristik von Kreiselpumpen 113  
        6.2.1 Pumpenkennlinie 113  
        6.2.2 Anlagenkennlinie 113  
        6.2.3 Betriebspunkt 113  
     6.3 Kombination von Kreiselpumpen 116  
     6.4 NPSH-Berechnung 118  
  7 Gerinnehydraulik 122  
     7.1 Allgemeine Beziehungen 123  
     7.2 Strömen und Schießen 126  
     7.3 Gleichförmige Strömung 129  
        7.3.1 Fließformel nach Darcy-Weisbach 130  
        7.3.2 Fließformel nach Gauckler-Manning-Strickler 131  
        7.3.3 Normalabfluss 132  
     7.4 Grenzverhältnisse 134  
     7.5 Fließwechsel 137  
        7.5.1 Vom strömenden zum schießenden Abfluss 137  
        7.5.2 Vom schießenden zum strömenden Abfluss 138  
        7.5.3 Wechselsprung 139  
        7.5.4 Tosbecken 140  
     7.6 Ungleichförmige Strömung 141  
        7.6.1 Ohne Fließwechsel 141  
        7.6.2 Mit Fließwechsel 143  
     7.7 Querschnittsänderungen 144  
        7.7.1 Querschnittserweiterung 144  
        7.7.2 Querschnittsverringerung 147  
        7.7.3 Lokale Verluste bei Querschnittsverringerung 149  
     7.8 Wasserspiegellinienberechnung 152  
        7.8.1 Allgemeine Zusammenhänge 152  
        7.8.2 Hydraulische Kontrollquerschnitte 154  
        7.8.3 Vorgabe einer Abschnittslänge 154  
        7.8.4 Vorgabe einer Wasserspiegeldifferenz Qh 156  
     7.9 Abfluss in natürlichen Fließgewässern 157  
        7.9.1 Unterschiedliche Rauheiten im Querschnitt 157  
        7.9.2 Gegliederte Fließquerschnitte 158  
        7.9.3 Querschnitte mit Großbewuchs 160  
  8 Sickerströmungen 161  
     8.1 Grundlagen 161  
     8.2 Druckhöhen und Standrohrspiegelhöhen 163  
     8.3 Anwendung von Potenzialliniennetzen 164  
        8.3.1 Unterströmung von Bauwerken 165  
        8.3.2 Dammdurchsickerung 167  
     8.4 Anströmung von Brunnen und Gräben 168  
        8.4.1 Vertikaler Brunnen 169  
        8.4.2 Entwässerungsgraben 171  
  9 Ergänzende Themen 173  
     9.1 Instationärer Beckenausfluss 173  
        9.1.1 Freier Ausfluss 173  
        9.1.2 Ausfluss unter Gegendruck 176  
     9.2 Berechnung von Rohrnetzen 178  
        9.2.1 Rohrsysteme 178  
        9.2.2 Berechnung von Ringnetzen 179  
     9.3 Druckstoß 183  
        9.3.1 Veranschaulichung der Problematik 183  
        9.3.2 Schnelles Schließen am Rohrleitungsende 185  
        9.3.3 Langsames Schließen am Rohrleitungsende 189  
        9.3.4 Weitere Ursachen für Druckstöße 189  
     9.4 Schwall und Sunk 189  
     9.5 Berechnung von Wasserspeichern 192  
        9.5.1 Grundlagen 192  
        9.5.2 Retentionsraum 193  
        9.5.3 Trinkwasserspeicher 195  
  10 Lösungen 198  
     10.1 Lösungen zu Aufgaben in Kapitel 1 198  
     10.2 Lösungen zu Aufgaben in Kapitel 2 199  
     10.3 Lösungen zu Aufgaben in Kapitel 3 207  
     10.4 Lösungen zu Aufgaben in Kapitel 4 211  
     10.5 Lösungen zu Aufgaben in Kapitel 5 216  
     10.6 Lösungen zu Aufgaben in Kapitel 6 221  
     10.7 Lösungen zu Aufgaben in Kapitel 7 224  
     10.8 Lösungen zu Aufgaben in Kapitel 8 233  
     10.9 Lösungen zu Aufgaben in Kapitel 9 235  
  Literaturverzeichnis 240  
  Verzeichnis englischer Fachbegriffe 241  
  Index 245  

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