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2003 | Book | 4. edition

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Technische Fluidmechanik

Author: Prof. Dipl.-Ing. Herbert Sigloch

Publisher: Springer Berlin Heidelberg

Included in: Professional Book Archive

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About this book

Dieses erfolgreiche Lehrbuch vermittelt die Grundlagen der Fluidmechanik und deren praxisbezogene Anwendung, geht jedoch über eine Einführung hinaus.

Die strömungstechnischen Phänomene sind nicht nur beschrieben und - soweit möglich - mathematisch exakt oder näherungsweise dargestellt, sondern auch weitgehend physikalisch begründet und erklärt. Zum besseren Verständnis werden die Erscheinungen der Fluidmechanik ausgehend von der Festkörpermechanik veranschaulicht, dabei werden Analogien zu anderen Fachgebieten aufgezeigt. Dargestellt sind die Statik und Dynamik sowohl der Flüssigkeiten als auch der Gase und Dämpfe. Bei der Gasdynamik sind Unterschall- und Überschallströmungen einbezogen. Eine Einführung in die moderne numerische Strömungsmechanik, die Computational Fluid Dynamics (CFD), ergänzt den Stoff.

Mit über 100 Übungsbeispielen und kompletten Lösungen. Der Anhang enthält technisch wichtige Tabellen sowie Diagramme für Stoffgrößen und Beiwerte der Strömungstechnik.

Das Buch richtet sich sowohl an Studierende von Fachhochschulen und Technischen Universitäten als auch an Ingenieure in den Bereichen Strömungstechnik und Strömungsmaschinen.

Table of Contents

Frontmatter
1. Allgemeines
Zusammenfassung
Jeder Zweig der Wissenschaft prägt seine eigene Sprache. So auch die Fluidmechanik. Die wichtigsten Begriffe, Einheiten und Formelzeichen sind genormt. Die Normen, die das Gebiet der Technischen Fluidmechanik berühren, sind im Anhang (Tabelle 6–1) aufgeführt.
Herbert Sigloch
2. Fluid-Statik (Hydro- und Aerostatik)
Zusammenfassung
Fluide bilden Begrenzungsflächen (Grenzflächen) gegenüber festen Körpern und gegenüber solchen anderen Fluiden, mit denen ein Vermischen nicht stattfindet. Dabei sind zu unterscheiden:
  • Trennfläche:
  • Grenzfläche zwischen zwei sich nicht mischenden Flüssigkeiten.
  • Freie Oberfläche (Spiegel):
  • Grenzfläche einer Flüssigkeit gegenüber einem Gas. Die häufigste freie Oberfläche ist die von Wasser gegenüber Luft (Umgebung).
Herbert Sigloch
3. Fluid-Dynamik, Grundlagen (Hydro- und Aerodynamik)
Herbert Sigloch
4. Strömungen ohne Dichteänderung (quasi-inkompressible Strömungen)
Zusammenfassung
Bei der Strömung realer Fluide, mit oder ohne Energieumsetzung, treten Verluste durch Reibung und Turbulenz (Wirbel) auf. Dabei verlorengehende Strömungsenergie (Verlustenergie) wird in Wärme- und meist unbedeutende Schallenergie umgesetzt. Während die Geräuschenergie stört, beeinflußt die Erwärmung, insbesondere bei in-kompressiblen Fluiden, den Strömungsverlauf meistens nicht. Diese durch innere Reibung und Impulsaustausch (Turbulenz) letztlich in Wärme umgesetzte mechanische Energie, die Dissipation (dissipieren), wird als Verlustenergie Y v bezeichnet. Y v ist dabei ebenfalls auf die Masseneinheit bezogen, also die spezifische Verlustenergie. Mechanische Energie wird auch als geordnete Energie (hochwertig) und Wärme als ungeordnete Energie (geringerwertig) bezeichnet.
Herbert Sigloch
5. Strömungen mit Dichteänderung (Gasdynamik)
Zusammenfassung
Während, wie ausgeführt, die Volumenänderung, verursacht durch Ändern des Druckes und der Temperatur, bei strömenden Flüssigkeiten fast immer vernachlässigt werden kann, ist dies bei Gasen und Dämpfen nur bei kleinen Geschwindigkeiten zulässig. Nach Abschnitt 1.3.1 ist die Kompressibilität bei Gasen und Dämpfen in Strömungen bis zu MACH-Zahlen von etwa 0,3 vernachlässigbar. Bei höheren Ma-Zahlen ist die oft erhebliche Volumenänderung kompressibler Fluide in Abhängigkeit von Druck und Temperatur zu berücksichtigen. Dabei können sich Druck und Temperatur verändern infolge Wärmezufuhr/-ab-fuhr von/nach außen durch Wärmeübertragung oder von innen durch Verbrennung sowie Dissipation (Umsetzung von Strömungsenergie in Reibungswärme) als auch durch Umwandlung von thermischer Energie in Strömungsenergie bzw. umgekehrt.
Herbert Sigloch
6. Anhang
Herbert Sigloch
7. Lösungen der Übungsbeispiele
Herbert Sigloch
8. Schrifttum
Herbert Sigloch
Backmatter
Metadata
Title
Technische Fluidmechanik
Author
Prof. Dipl.-Ing. Herbert Sigloch
Copyright Year
2003
Publisher
Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN
978-3-662-10234-3
Print ISBN
978-3-662-10235-0
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-10234-3