Inhalt
Der Erwerb der genannten Kompetenzen und Fähigkeiten erfolgt durch Behandlung folgender Themen:
Grundlegende Eigenschaften von Fluiden (Dichte, Zähigkeit, Kapillarität)
Hydrostatik (hydrostatischer Druck, Auftrieb)
Aerostatik
Stromfadentheorie (Massen-, Impuls- und Energieerhaltung, Euler-Gleichung, Bernoulli-Gleichung
Grundlagen der Druckmessung
Potential- und Starrkörperwirbel
Impuls- und Drehimpulssatz (Anwendungsbeispiele: Carnot-Diffusor, Schub eines Triebwerks, Euler'sche Turbinenhauptgleichung)
Modellregeln und Ähnlichkeitskennzahlen
Grenzschichten
Laminare und turbulente Rohrströmungen
Verluste in durchströmten Systemen
Umströmungsprobleme (Auftrieb, Wiederstand)
Grundzüge kompressibler Strömungen
Windkanal: Messung von Auftrieb und Widerstand bei unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten, Anwendung von Modellregeln und Ähnlichkeitskennzahlen, Strömungsvisualisierung mittels Nebelsonde.
Strömungsprofil: Messung des Geschwindigkeitsprofils in einem luftdurchströmten, kreisrunden Rohr mit einem Prandtl-Rohr. Ermittlung des Volumenstroms durch Integration des Geschwindigkeitsprofils über die Querschnittfläche und Vergleich mit dem mit einer Normblende gemessenen Volumenstrom.
Strömungsverluste: Messung des Druckverluste für verschiedenen Leitungssysteme und Absperrorgane, Volumenstrommessung, Visualisierung verschiedener Strömungszustände.
Kreiselpumpe: spezifische Stutzenarbeit, Wirkungsgrad, Kavitation, Reihen- und Parallelschaltung
Lernergebnisse
Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls können die Studierenden
Methodenkompetenz:
Der Studierende ist in der Lage
einfache hydrostatische Problemstellungen selbstständig zu lösen.
einfache Atmosphärische Strömungen überschlägig zu berechnen (z.B. Temperatur und Druckabnahme mit zunehmender Höhe, Zusammenhang zwischen Druck und Windgeschwindigkeit).
die Bernoulli-Gleichung anzuwenden, um überschlägige Berechnungen von inkompressiblen Strömungen durchzuführen und diese zu beurteilen.
einfache technische Leitungssysteme hinsichtlich des Druckverlusts zu dimensionieren.
auf Basis der Grundlagen weiterführende strömungsmechanische Aufgabenstellungen unter Zuhilfenahme der weiterführenden Literatur zu bearbeiten.
Sozial- und Selbstkompetenz:
Die Durchführung der Laborveruche erfolgt in Kleingruppen. Im Team soll die Durchführung des Versuchs organisiert werden. Jedes Teammitglied soll eigene Aufgaben übernehmen. Die Einzelergebnisse werden zu einem Gesamtergebnis zusammgefürht und in einem Versuchsbericht dokumentiert.
Die Vorbereitung auf den Versuch erfolgt im Selbststudium mit Hilfe im Vorfeld ausgeteilter Unterlagen.
Das in der Vorbereitung angeeignete Wissen wird zu Beginn des Veruschs in einem Kolloqium verteidigt.
Literatur
Bohl, W., Elmendorf, W.. Technische Strömungslehre. Vogel, Würzburg, 2008. ISBN 978-3-8343-3129-8.
Zierep, J.; Bühler, K.. Grundzüge der Strömungslehre. Teubner, Wiesbaden, 2008. ISBN 978-3-8348-9756-5.
Oertel, H.,, jr.; Böhle, M.; Dohrmann, U.. Übungsbuch Strömungsmechanik. Vieweg + Teubner, Wiesbaden, 2010. ISBN 978-3-8348-9398-7.
