5. Strömungen mit Dichteänderung

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 Abschn. 1.3.1 ist die Kompressibilität bei Gasen und Dämpfen in Strömungen bis zu Mach-Zahlen von etwa 0,3 vernachlässigbar. Bei höheren \(\mathit{Ma}\)-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/ abfuhr 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.

Gemäß der Prandtlschen Regel (Abschn. 5.5.2) sind unterhalb der Schallgeschwindigkeit \((\mathit{Ma}<1)\) Strömungen kompressibler Medien näherungsweise mit denen inkompressibler vergleichbar.