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Strömungslehre

Formelsammlung

Hier findest du eine umfangreiche Formelsammlung mit allen Formeln aus dem Kurs Strömungslehre für deine Klausur. 

Grundlagen der Strömungslehre

Methode

Hier klicken zum AusklappenDichte:

                                 
Masse
Volumen
 Einheit

Methode

Hier klicken zum AusklappenKompressibilität

Methode

Hier klicken zum AusklappenViskosität

Kraft:
mit
  Dynamische Viskosität 
 Querschnittsfläche
 Geschwindigkeitsunterschied
  Abstand zwischen den Platten

Schubspannungen

Newtonsches Zähigkeitsgesetz:  

Kinematische Viskosität:  

Einheit der dynamischen Viskosität  

Hydrostatik

Methode

Hier klicken zum AusklappenFluidspannungen:

Gleichgewichtsbedingung in x-Richtung: .



Gleichgewichtsbedingung in z-Richtung: 

Gleichgewichtsbedingung in y-Richtung:

Methode

Hier klicken zum AusklappenHydrostatischer Druck

Druck allg. .

Hydrostatischer Druck eines Fluids:            
mit
  Hydrostatischer Druck in Abhängigkeit von der Höhe des Flüssigkeitsspiegels
  Dichte
    Fallbeschleunigung
     Höhe des Flüssigkeitsspiegels

Berücksichtigung des Umgebungsdrucks: 

Druckkraft:  

Hydrostatische Auftriebskraft:

Methode

Hier klicken zum AusklappenSinken, steigen, schweben

Resultierende Kraft:                 
Es gilt:

bzw.

Fall 1: 
Die resultierende Kraft weist vertikal nach oben. Der Körper bewegt sich aufwärts. 
Fall 2: 
Die resultierende Kraft weist vertikal nach unten. Der Körper bewegt sich abwärts. 
Fall 3: 
Die resultierende Kraft ist null und der Körper bleibt in seiner Position (er schwebt). Problematisch sind in dieser Situation schon kleine Änderungen des statischen Drucks, welche dazu führen, dass sich der Körper auf und ab bewegt. 

Methode

Hier klicken zum AusklappenVertikalkraft

oder

.

Methode

Hier klicken zum AusklappenHorizontalkraft

  
mit


       

Methode

Hier klicken zum AusklappenResultierende

Betrag der Resultierenden:  

Richtung der Resultierenden:  

Methode

Hier klicken zum AusklappenDruckmittelpunkt

.
mit
Flächenträgheitsmoment bezüglich der -Achse im Schwerpunkt
Abstand vom Schwerpunkt zur Flüssigkeitsoberfläche in -Richtung
Flächeninhalt


mit
Deviationsmoment
Abstand vom Schwerpunkt zur Flüssigkeitsoberfläche in -Richtung
Flächeninhalt

 Kinematik einer Strömung

Methode

Hier klicken zum AusklappenGeschwindigkeit eines Fluidteilchens

.

Hydrodynamik

Methode

Hier klicken zum AusklappenPrinzip der Massenerhaltung

.

Methode

Hier klicken zum AusklappenKontinuitätsgleichung

              
mit
 Querschnitt der Stromröhre
 mittlere Geschwindigkeit in einem Querschnitt der Stromröhre
 Dichte des Fluids
 Massenstrom

vereinfacht (Dichte konstant):  (inkompressible Strömung)

Methode

Hier klicken zum AusklappenGesamtenergiehöhe:

 

mit
  mittlere Strömungsgeschwindigkeit
 Fallbeschleunigung
 Druck
 Dichte des betrachteten Fluids
 Höhe über/unter einer Bezugsebene mit gleicher geodätischer Höhe (Bezugsniveau)

Methode

Hier klicken zum AusklappenBernoullische Energiegleichung

Spezifische Energie (m²/s²)

Methode

Hier klicken zum AusklappenBernoullische Höhengleichung:

     Höhe (m)

Methode

Hier klicken zum AusklappenBernoullische Druckgleichung:

   Druck (N/m²)

Methode

Hier klicken zum AusklappenReibungsfreie Strömung:

Gesetz von Torricelli  

Methode

Hier klicken zum AusklappenEinzelverluste bei Bernoullischen Gleichungen:

(1) .    Höhenverlust (für Höhengleichung)
(2)    Druckverlust (für Druckgleichung)
(3)    Energieverlust (für Energiegleichung)

Methode

Hier klicken zum AusklappenDarcy-Weisbach-Gesetz 

  Höhenverlust (für Höhengleichung)
  Druckverlust (für Druckgleichung)
  Energieverlust (für Energiegleichung)

Methode

Hier klicken zum AusklappenRohrabmessung

Methode

Hier klicken zum AusklappenReynoldszahl


mit 
 mittlere Strömungsgeschwindigkeit
  hydraulischer Durchmesser des Rohrs
 kinematische Zähigkeit (Viskosität)



. Laminare Strömung für


Methode

Hier klicken zum AusklappenZusammenhang der Viskositäten:


mit
 Dynamische Viskosität
 Kinematische Viskosität
 Dichte

Kinematische Viskosität

Methode

Hier klicken zum AusklappenEmpirisches Gesetz nach Prandtl:

Methode

Hier klicken zum AusklappenGesetz nach Nikuradse

Methode

Hier klicken zum AusklappenEmpirische Gesetz nach Colebrook

Methode

Hier klicken zum AusklappenLaminare Strömung:

Gesetz von Hagen-Pousseuille: 

Kritische Reynolds-Zahl:

Laminare Strömung (nicht-kreisförmiger Querschnitt):  

Methode

Hier klicken zum AusklappenTurbulente Strömung

Hydraulischer Durchmesser: 

Rohrleitungen mit Pumpen

Methode

Hier klicken zum AusklappenBernoullische Energiegleichung unter Berücksichtigung von Reibung

 

mit
 Spezifische technische Arbeit, die innerhalb der Pumpe dem Fluid zugeführt wird                 (= Stutzenarbeit)
 Druckerhöhung innerhalb der Pumpe (Energiezufuhr in der Pumpe pro Volumeneinheit)

Methode

Hier klicken zum AusklappenFörderhöhe der Pumpe

Methode

Hier klicken zum AusklappenDruckerhöhung innerhalb der Pumpe



Methode

Hier klicken zum AusklappenWirkungsgrad der Pumpe



Impuls und Drall

Methode

Hier klicken zum AusklappenImpuls: 


mit
  Impuls
  Masse
  Geschwindigkeit

Methode

Hier klicken zum AusklappenImpulsstrom (zeitliche Änderung)

Methode

Hier klicken zum AusklappenStützkraftkonzept

  
mit



ist der Impulstrom nicht gegeben, dann:

.

.

Ebene Strömungen

Methode

Hier klicken zum AusklappenWirbelstärke

Methode

Hier klicken zum AusklappenWirbelfreiheit

.

Hinweis

Hier klicken zum AusklappenHier endet die Formelsammlung und auch der Kurs Strömungslehre.

Ich wünsche dir viel Erfolg für deine Prüfung und dein Studium.

Jessica
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