TM4 Kap. 3

Card Set Information

Author:
Hogan
ID:
215034
Filename:
TM4 Kap. 3
Updated:
2013-04-23 10:51:21
Tags:
Hydromechanik Strömungsmechanik Hydrodynamik Fluidmechanik
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Fragen zu Kap. 3 des Skripts TM4
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  1. In welche drei Bereiche lässt sich die Hydromechanik einteilen?
    • Hydrostatik
    • Hydrodynamik
    • Hydraulik
  2. Wie ist eine Flüssigkeit definiert?
    • Materie, die sich unter Scherkräften unbegrenzt verformt.
    • Die zur Verformung notwendigen Scherkräfte gehen gegen Null, wenn die Verformungsgeschwindigkeit gegen Null geht.
  3. Wie unterscheidet man Fluide nach alten Definitionen?
    • Tropfbare Fluide : Flüssigkeiten
    • Nicht-tropfbare Fluide : Gase
  4. Wie ist eine ideale Flüssigkeit definiert?
    Eine homogenens, inkompressibles, reibungsfreies Fluid mit konstanter Dichte nennt man auch ideale Flüssigkeit
  5. Wie viele Gleichungen braucht man um eine Strömung quantitativ beschreiben zu können?
    • 6 Gleichungen
    • die Massenerhaltung, Kräftegleichgewicht (Impulssatz ! 3 Gleichungen), Energiesatz.Die 6.Gleichung ist eine Zustandsgleichung der Fluide (z.B. Gasgleichung)
  6. Wie lautet die Definition der Hydrostatik?
    In der Hydrostatik betrachten wir ruhenden Flüssigkeiten für die ρ=const und w=0. Dies bedeutet wir betrachten das Verhalten von Fluiden ohne Relativbewegung zwischen Fluidelementen.
  7. Welche Besonderheiten gelten für Spannungen in ruhenden Flüssigkeiten?
    Wie lautet die Formel?
    • Spannungen an jeder Stelle normal zur Oberflächegerichtet.
    • Nur Druckspannungen.
  8. Wie lautet die Formel für den Zusammenhang zwischen Volumenkraft und Druckverteilung?
  9. Die Formel für den Druck einer ruhenden Flüssigkeit unter Eigengewicht?
  10. Was sagt das Pascalsches Paradoxon aus?
    • Der Druck ist unabhängig von der Form des Gefäßes.
    • Sind die Bodenflächen der Gefäße gleich groß, so sind es auch die Kräfte völlig unabhängig vom Gesamtgewicht der Flüssigkeit in den Gefäßen.
  11. Formel für Druckkräfte auf ebene Fläche (um Winkel   geneigt) die aufgrund des hydrostatischen Drucks hervorgerufen werden?
  12. Definition Auftrieb?
    Taucht man einen Körper in eine ruhende Flüssigkeit ein entsteht eine Resultierende, die vertikal nach oben gerichtet ist. Diese resultierende Kraft nennt man Auftrieb.
  13. Formel Auftrieb?


    Der Auftrieb ist somit gleich dem Gewicht der verdrängten Flüssigkeitsmenge.
  14. Wann ist per Definition ein schwimmender Körper instabil wann stabil?
    Der Schnittpunkt der Wirkungslinie von  mit der Geraden durch die Punkte  und heißt Metazentrum M. Seine Lage wird durch die Höhe  bestimmt. Wenn das Metazentrum oberhalb von  liegt ( > 0), dann bildet M ein Rückstellmoment, und die Gleichgewichtslage ist stabil. Befindet sich M dagegen unterhalb von  ( < 0), dann ist die Lage instabil.
  15. Strömungsvorgänge lassen sich in 2 Hauptströmungsarten unterteilen, welche?
    • • Laminare Strömungen:
    • • Turbulente Strömungen:
  16. Kennzeichen von laminaren Strömungen?
    Laminare Strömungen zeichnen sich aus durch einen hohen Grad an Ordnung aufmakroskopischer Ebene und damit verbunden auch Stabilität. Dazu gehören jedoch auch Wirbelströmungenmit Regelmäßigkeiten oder wirbelfreie Strömung.
  17. Kennzeichen von turbulenten Strömungen?
    Turbulente Strömungen zeichnen sich durch chaotische Fluidbewegungen aus. Ein hoher Grad an Fluiddurchmischung und hohe Diffusivität tritt auf. Die Wirbelströmungen sind unterschiedlicher Abmessungen und unregelmäßig. Man sagt auch die Strömung ist wirbelbehaftet.
  18. Nenne die drei Darstellungsarten für Fluide in der Dynamik. (Linien)
    • Bahnlinien
    • Stromlinien
    • Streichlinien
  19. Wie entstehen Bahnlinien?
    Betrachtet man die Linien, die von den einzelnen Partikeln bei ihrer Bewegung durchlaufen werden, so entstehen dieBahnkurven oder Bahnlinien
  20. Wie entstehen Stromlinien?
    Stromlinien zeigen zu einem bestimmten Zeitpunkt tn das Richtungsfeld des Geschwindigkeitsvektors ~v an. Stromlinie ist somit eine Linie, die auf das momentane Geschwindigkeitsfeld passt, der Geschwindigkeitsvektor ist Tangente zur Stromlinie.
  21. Wie entstehen Streichlinien?
    Streichlinien sind zum Zeitpunkt tn Verbindungslinien der Orte, die die Teilchenbahnen aller Teilchen erreicht haben, die zu irgendeinem Zeitpunkt t0 < tn alle den festen Ort  passiert haben.
  22. Was ist die Idee hinter der Stromfadentheorie?
    Viele Strömungsvorgänge lassen sich exakt oder näherungsweise als eindimensionale Strömung beschreiben. d.h., die Strömung in einer Stromröhre wird durch ihr Verhalten auf einer beliebigen Stromlinie, der Leitstromlinie charakterisiert.
  23. Woraus folgt die Kontinuitätsgleichung?
    • Da die Dichte konstant ist, kann sich dabei die Masse der Flüssigkeit im Gebiet nicht ändern. Aufgrund der Massenerhaltung folgt damit die Kontinuitätsgleichung:
    •  konstant
  24. Was ist ein Volumenstrom und wie ist er Definiert?
    Das Produkt Q = Av heißt Volumenstrom und stellt das pro Zeiteinheit durch einen festen Querschnitt strömende Volumen dar.
  25. Im Impulssatz wird der Spannungstensor aufgeteilt in?
    • In einem Drucktensor (isotropen Teil) und einen Reibungstensor:
  26. Was ist das besondere an der Navier-Stokes Gleichung? Und was stellt sie dar?
    • Wiki: Die Navier-Stokes-Gleichungen beschreiben die Strömung von newtonschen Flüssigkeiten und Gasen. Die Gleichungen sind somit eine Erweiterung der Euler-Gleichungen (Strömung von reibungsfreien Fluiden) um die innere Reibung oder Viskosität.
    • Im engeren Sinne, insbesondere in der Physik, ist mit Navier-Stokes-Gleichungen die Impulsgleichung für Strömungen gemeint.
  27. Nennen sie die bekannteste Form der Bernoulli-Gleichung.
    • Für stationäre Strömungen, bezogen auf ein ruhendes Bezugssystem folgt:
    •  const
    • für reibungsfreie Flüssigkeiten:         
    • für reibungsbehaftete Flüssigkeiten:  mit Druckverlust Δp

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