14. Erfassung des Konverter-Gasstrahls

Der Freistrahl in Abb. 14.1 links heißt Strom eines Fluids, der aus einer Öffnung in eine freie Umgebung austritt, in der er sich unbeeinflusst von Wänden ausbreitet. Einfachster Fall ist der Luftstrahl von Raumtemperatur und kreisrundem Querschnitt, der sich in einem (praktisch) unbegrenzten Volumen ruhender Luft bewegt. In diesem Fall sind Lage- und Druckkräfte vernachlässigbar klein. Man kann für das ganze Strömungsfeld mit guter Näherung konstanten Druck voraussetzen. Die am Strahlanfang herrschende Strömungskraft ändert sich längs des Weges nicht. Die Impulskraft I istmit r als größtem Wert der Radialkoordinate x. Die mittlere Geschwindigkeit v_M wirdwobei \( \dot{\mathrm{m}} \) den Massenstrom bezeichnet. Da m ⋅ v in der Mechanik als Impuls bezeichnet wird, nennt man die entsprechende auf einen Massenstrom bezogene Größe auch Impulsstrom. Sie hat die Dimension einer Kraft.