Technische Strömungslehre

4 Inkompressible Strömungen (S. 82-83)

4.1 Einleitung

Der folgende Abschnitt befasst sich mit der Beschreibung und Berechnung inkompressibler Strömungen in durchströmten Rohrleitungen und Kanälen sowie an umströmten Körpern. Insbesondere werden die Strömungsfelder, d. h. Geschwindigkeits- und Druckverteilungen, im strömenden Fluid und die wechselseitigen Kraftwirkungen zwischen strömendem Fluid und durch- bzw. umströmtem Körper behandelt. Zunächst werden die Gesetzmäßigkeiten für ideale, reibungsfreie Strömungen beschrieben und anschließend die Korrekturen für die realen, reibungsbehafteten Strömungen angefügt.

Streng genommen versteht man unter inkompressiblen Strömungen Fluidbewegungen bei unveränderlicher Dichte (r = konst). In der praktischen Strömungstechnik und im Strömungsmaschinenbau betrachtet man Strömungen mit relativ geringen Druck-, Geschwindigkeits- und Temperaturänderungen näherungsweise als inkompressibel, wenn die Dichteänderungen klein sind (im Vergleich zu anderen Werteänderungen bzw. zu Mess- und Rechenunsicherheiten). So wird z.B. die Strömung durch Raumluftanlagen und Ventilatoren meist als inkompressibel angesehen und mit mittleren Dichtewerten gerechnet.

4.2 Grundbegriffe

Zur Beschreibung der Strömung in einem Punkt eines Strömungsfeldes wird neben der Angabe der Zustandsgrößen Druck, Temperatur und Dichte vor allem die Strömungsgeschwindigkeit benötigt. Die Strömungsgeschwindigkeit ist wie in der Punktmechanik (Kinematik) als Vektor definiert, zu dessen eindeutiger Bestimmung Richtung, Größe und Lage erforderlich sind. Im allgemeinen Fall der 3-dimensionalen Strömung (Raumströmung) ergibt sich folgende Darstellung der lokalen Geschwindigkeit eines Fluidteilchens dm (Bild 4.1):
(Abbildung kein Bestandteil der Leseprobe)