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Strömungslehre - Reibungsfreie Strömungen

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Strömungslehre

Reibungsfreie Strömungen

Eine wesentliche Eigenschaft von Fluiden besteht darin, dass sich die Moleküle relativ frei bewegen. Bei der Bewegung der Moleküle transportieren sie ihre Masse, Impuls und Energie von einer Position im Fluid zu einer anderen. Dieser molekulare Transport ist die Ursache für Massendiffusion, Reibung und thermische Leitfähigkeit; Eigenschaften, die bei allen realen Fluiden beobachtet werden. Im Gegensatz dazu werden all diejenigen Strömungen als reibungsfrei bezeichnet, bei denen die Effekte der Diffusion, Reibung und der thermischen Leitfähigkeit vernachlässigt werden können. Obwohl reibungsfreie Strömungen in der Natur nicht vorkommen, gibt es mehr Strömungsfälle die mit dem Ansatz der reibungsfreien Strömung beschrieben werden können als man annehmen würde.

In den folgenden Abschnitten werden zunächst reibungsfreie Strömungen betrachtet. Reibungsfreie Strömungen weisen keinerlei Schubspannungen auf, sondern lediglich Druckspannungen. Bei reibungsfreien Strömungen wird keine mechanische Energie durch Reibungen in Wärme überführt.

In den folgenden Abschnitten werden die zwei Grundgleichungen

  • Kontinuitätsgleichung und

  • Energiegleichung (Bernoulli-Gleichung) für stationäre Strömungen behandelt.