Impulssatz und Drallsatz

Strömungslehre

Das Kapitel Impulssatz und Drallsatz in unserem Online-Kurs Strömungslehre besteht aus folgenden Inhalten:

1. Impulssatz und Drallsatz

   Impulssatz und Drallsatz

   

   In den folgenden Abschnitten werden diejenigen Kräfte betrachtet, die das strömende Fluid auf die Wände von z.B. Rohren und Schaufeln ausübt. 

2. Impulssatz

   Impulssatz und Drallsatz > Impulssatz

   

   In diesem Abschnitt wird der Impuls sowie der Impulsstrom eingeführt. Impuls/ImpulsstromDer Impuls $I$ [Einheit: $N \cdot s$] wird auch als Bewegungsgröße bezeichnet und beschreibt die Bewegung eines massebehafteten Körpers.Der Impuls ist eine Vektorgröße, d.h. er besitzt einen Betrag und zeigt in die Richtung seiner Bewegung. Jeder bewegliche Körper (hier: Fluid) kann seinen Impuls ganz oder teilweise auf andere Körper übertragen ...

3. Stützkraftkonzept

   Impulssatz und Drallsatz > Impulssatz > Stützkraftkonzept

   

   In diesem Abschnitt soll gezeigt werden, wie man die zeitliche Änderung des Impulses bestimmt. Hierzu wird das Stützkraftprinzip herangezogen, weil dieses die Berechnung übersichtlicher gestaltet und damit vereinfacht. Wie bereits im vorherigen Abschnitt gezeigt, ist die zeitliche Änderung des Impulses gleich der Summe aller von außen wirkenden Kräfte.$\frac{dI}{dt} = \dot{I_2} - \dot{I_1} = \dot{m} (w_2 - w_1) = \sum F$Dabei ist $\dot{I_2}$ der austretende ...

4. Vertikale und horizontale Gleichgewichtsbedingung

   Impulssatz und Drallsatz > Impulssatz > Vertikale und horizontale Gleichgewichtsbedingung

   

   Im vorherigen Abschnitt ist die Stützkraft eingeführt worden, welche den Impulsstrom und die Druckenergie am Eintritt und Austritt zu einer Kraft zusammenfasst. In diesem Abschnitt soll nun gezeigt werden, wie man mithilfe der horizontalen und vertikalen Gleichgewichtsbedingung die fehlenden äußeren Kräfte (meistens Auflagerkräfte) berechnen kann. Die Auflagerkräfte treten u.a. bei Umlenkungen und Verengungen auf. Die obige Grafik zeigt einen Rohrkrümmer, ...

5. Drallsatz (Impulsmomentensatz)

   Impulssatz und Drallsatz > Drallsatz (Impulsmomentensatz)

   

   Das Impulsmoment, oder auch Drall, ist das Produkt aus Impuls und Hebelarm. Der Impulsmomentensatz oder Drallsatz lautet:Das Drehmoment $M$ der äußeren Kraft ist gleich der Änderung des Impulsmoments.Es werden im Weiteren wieder die Stützkräfte (Impulsstrom plus Druckenergie) herangezogen. Das heisst, dass die einzelnen Momente (Kraft mal Hebelarm) zusammen null ergeben müssen:$S_{aus} \cdot x + S_{ein} \cdot x + F_G \cdot x + F_A \cdot x = 0$.Alle äußeren ...