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Mechanische Verfahrenstechnik - Laminare und turbulente Rohrströmung

Kursangebot | Mechanische Verfahrenstechnik | Laminare und turbulente Rohrströmung

Mechanische Verfahrenstechnik

Laminare und turbulente Rohrströmung

In diesem Kurstext betrachten wir die laminare und turbulente Strömung in Rohren.

Einlaufbereich des Rohrs

Zuerst gehen wir aber auf den Einlauf eines Rohrs ein und beschreiben die dort vorliegende Strömung. Denn am Einlauf besteht ein Übergangsbereich zwischen kontinuierlicher Zuströmung und voll ausgebildeter Rohrströmung:

Strömung im Rohreinlauf
Strömung im Rohreinlauf

Merke

Hier klicken zum AusklappenAm Rand des Rohrs entsteht eine Grenzschicht und mittig tritt eine von der Wandreibung unbeeinflusste Kernströmung auf. Begründet ist dies durch die Haftbedingung an der Rohrwand und der Kontinuitätsvoraussetzung.

Für die Kernströmung gilt:

Methode

Hier klicken zum Ausklappen$ w_2 > w_1 > w_{\infty} $

Der Einlaufbereich weist eine Länge auf, die bis zur ausgebildeten Rohrströmung reicht. Je nach Art der Strömung lässt sich diese wie folgt berechnen:

Methode

Hier klicken zum Ausklappen$ \frac{L_E}{D} \approx 0,03 \cdot Re \rightarrow $ Laminare Strömung

$ \frac{L_E}{D} \approx 10 – 20 \rightarrow $ Turbulente Strömung

Kennzahlen: $ L_E $ = Länge des Einlaufbereichs, $ D $ = Durchmesser des Rohrs,

Ausgebildeter Strömungsbereich im Rohr

Hierzu mehr in den kommenden beiden Kurstexten.