Dieses Buch wendet sich an Studenten und Dozenten des Faches Stromungslehre in praxisorientierten Studiengangen, insbesondere an Maschinenbauer und Studierende verwandter Fachrichtungen. Das grundliche Studium eines schwierigen Faches wie der Stromungslehre erfordert nach Ansicht des Autors drei Dinge: Theoriestudium, Aufgabenrechnen, La. borver suche. Mit dem LernprozeB anhand von Laborversuchen hat sich der Autor bereits in einem frUheren Werk befaBt [1]. Das vorliegende Werk ist der Theorie und dem Auf gabenrechnen gewidmet. Es ist aus einem im selben Verlag erschienenen Aufgaben buch [2] entstanden. Die Darstellung betont die physikalischen Grundlagen und versucht - mehr als sonst ublich - diese Grundlagen mit Alltagserfahrungen in Beziehung zu setzen. Wo immer moglich wurden auch Ouerverbindungen zur Festkorpermechanik aufgezeigt. 1m allge meinen hat ja der Studierende dieses Gebiet der Mechanik gerade verarbeitet, wenn er sich dem Studium der Fluidmechanik zuwendet. Solche Ouerverbindungen konnen dazu beitragen, beim Studierenden ein solides Bild von den einheitlichen Grundlagen der Naturerscheinungen aufzubauen. Wegen der Kompliziertheit der Stromungser- . scheinungen und wegen des starken ·experimentellen Anteils . ist der Abstand der Stromungslehre zur ubrigen Mechanik ohnedies groBer als wunschenswert. Das Studium der Technischen Mechanik im allgemeinen und der Stromungslehre im besonderen hat im Rahmen der Ingenieurausbildung nicht nur den Zweck, dem Studierenden das Werkzeug zur Vorausberechnung technischer Vorgange in die Hand zu geben. 1m Verlaufe dieses Studiums erwirbt er sich unbewuBt - uber die konkreten Lehrinhalte hinaus - eine bestimmte mathematisch-naturwissenschaftliche Sichtweise mit spezifisch technischer Einfarbung, wie sie fUr den Ingenieur charakteristisch ist.
Inhaltsverzeichnis
1 Grundbegriffe. - 1. 1 Einführung. - 1. 2 Erörterung einiger wichtiger Begriffe. - 1. 3 Wiederholung wichtiger Gesetze der Fluidstatik. - 1. 4 Anwendung des Newtonschen Grundgesetzes auf strömende Fluide. - 1. 5 Einteilung der Fluidmechanik. - 1. 6 Beispiele. - 1. 7 Kontrollfragen und Übungsaufgaben. - 2 Bernoullische Gleichung für stationäre Strömung. - 2. 1 Herleitung. - 2. 2 Druckbegriffe bei strömenden Fluiden. - 2. 3 Regeln für die Anwendung der Bernoullischen Gleichung. - 2. 4 Verschiedene Formen der Bernoullischen Gleichung. - 2. 5 Einfache Beispiele. - 2. 6 Bernoullische Gleichung, erweitert durch Arbeits- und Verlustglied. - 2. 7 Beispiel 2. 5. - 2. 8 Übungsaufgaben. - 3 Impulssatz und Drallsatz für stationäre Strömung. - 3. 1 Formulierung des Impulssatzes und Erörterung von Anwendungen. - 3. 2 Herleitung des Impulssatzes aus dem Newtonschen Grundgesetz. - 3. 3 Drallsatz, Begriff der Strömungsmaschine. - 3. 4 Impulsantriebe, Vereinfachte Propellertheorie. - 3. 5 Beispiele. - 3. 6 Übungsaufgaben. - 4 Räumliche reibungsfreie Strömungen. - 4. 1 Allgemeines. - 4. 2 Einfache räumliche reibungsfreie Strömungen. - 4. 3 Umströmte Körper. - 4. 4 Einiges über Potentialströmungen. - 4. 5 Beispiele. - 4. 6 Übungsaufgaben. - 5 Reibungsgesetz für Fluide. Strömung in Spalten und Lagern. - 5. 1 Haftbedingung. - 5. 2 Reibungsgesetz. - 5. 3 Zähigkeit. - 5. 4 Weitere Erörterung der Reibungserscheinungen. - 5. 5 Bewegungsgleichungen mit Berücksichtigung der Reibung. - 5. 6 Strömung in Spalten und Lagern. - 5. 7 Beispiele. - 5. 8 Übungsaufgaben. - 6 Ähnlichkeit von Strömungen. - 6. 1 Reynoldssche Ähnlichkeit. - 6. 2 Herleitung des Reynoldsschen Ähnlichkeitsgesetzes. - 6. 3 Weitere Ähnlichkeitsgesetze. - 6. 4 Das ? -Theorem von Buckingham. - 6. 5 Beispiele. - 6. 6 Übungsaufgaben. - 7 Die Grenzschicht. - 7. 1 Übersicht übergrundlegende Forschungsergebnisse. - 7. 2 Wirbelbildung und Turbulenz. - 7. 3 Widerstandsverminderung durch Längsrillen. - 7. 4 Beispiele. - 7. 5 Übungsaufgaben. - 8 Rohrströmung und Druckverlust. - 8. 1 Strömungscharakter der Rohrströmungen. - 8. 2 Druckverlust und Druckabfall. - 8. 3 Durchflußmessung in Rohren. - 8. 4 Beispiele. - 8. 5 Übungsaufgaben. - 9 Widerstand umströmter Körper. - 9. 1 Allgemeines. - 9. 2 Der Strömungswiderstand der Kugel. - 9. 3 Entstehung der Ablösung. - 9. 4 Diskussion von Widerstandsbeiwerten. - 9. 5 Einiges über strömungsgünstige Gestaltung plumper, umströmter Körper. - 9. 6 Automobilaerodynamik. - 9. 7 Freier Fall mit Strömungswiderstand. - 9. 8 Beispiele. - 9. 9 Übungsaufgaben. - 10 Strömung um Tragflächen. - 10. 1 Entstehung des Auftriebes. - 10. 2 Geometrische Bezeichnungen und dimensionslose Beiwerte für Kräfte und Momente an Tragflächen. - 10. 3 Einfache Ergebnisse der Potentialtheorie. - 10. 4 Darstellung von Meßwerten. - 10. 5 Endlich breite Tragflächen. - 10. 6 Kräfte und Momente am Flugzeug. - 10. 7 Schema der Anwendung der Tragflügelströmung auf Axial-Strömungsmaschinen. - 10. 8 Beispiel. - 10. 9 Übungsaufgaben. - A. 1 Der partielle Differentialquotient. - A. 2 Diagramme und Tabellen. - Tabelle 1 Eigenschaften der ICAO-Atmosphäre. - Tabelle 2 Stoffwerte für Wasser. - Tabelle 3 Stoffwerte für trockene Luft. - Tabelle 4 Stoffwerte für Flüssigkeiten. - Tabelle 5 Stoffwerte von Gasen. - Diagramm 2 Widerstandsbeiwert für den unendlich langen querangeströmten Zylinder. - Diagramm 3 Tragflügelpolaren. - A. 3 Lösungsanhang. - A. 3. 1 Ergebnisse für die Übungsaufgaben. - A. 3. 2 Lösungshinweise für *-Aufgaben. - Literatur.
