Beispiele und Aufgaben zur Technischen Strömungslehre by Leopold Böswirth

By Leopold Böswirth

Der Leser, der bis hierher unserem Weg gefolgt ist, soil nun noch riickblickend mit einigen umfang reicheren, tells kapiteliibergreifenden Aufgaben konfrontiert werden. Diese Aufgaben erfordern i. a. etwas mehr Zeit und Geduld. Bei schwierigeren Aufgaben wurde versucht, durch differenzierte Frage ste11ung den Losungsweg vorzuzeichnen. thirteen. 2 Aufgaben "'''' thirteen. 1 Die Eichung einer nicht normgemiiEen Blendenmell, strecke (D = forty mm) fur Luft solI mit Wasser von 20 C erfolgen (Skizze). Mit Wasser ist niimlich eine genaue Messung des Massenstromes m mit Stoppuhr und Waage auf einfache artwork mog1ich. Interessierender Bereich bei Betrieb mit Luft: PL = 2 bar, 1?L = eighty C, three PL = 1,974 kg/m Mittlere Geschwindigkeit im Rohr WmL = 6-12 m/s. Eine 2 orientierende Berechnung liiEt Wirkdrticke an der Blende von LlPBL = 1500 N/m 2 (bei Wm = 6 m/s) und 6000 N/m (bei Wm = 12 m/s) erwarten. guy berechne: a) Reynoldszahlbereich fur die Luftstromung ReL b) Erforderlicher Wassergeschwindigkeitsbereich Wmw, wenn Reynoldssche A- lichkeit gewahrleistet sein sol1 c) Mindestgroll, e des AuffanggefaJ. )es V min ftir five Minuten Mell, zeit d) Welchen Bereich mull, das WirkdruckmeBgerat ftir Wasser liberdecken? e) Ein MeBpunkt ergab: m = 139,2 kg Wasser seasoned five Minuten bei einem Wirkdruck 2 an der Blende von LlPBW = 5920 N/m Ermittle daraus das auch fur Luft gtiltige Wertepaar okay, Re. kist dabei die Blendenkonstante in der Gleichung m =kA 'YLlP P A Rohrquerschnittsflache t) Die Rohrstrecke (D = forty mm), in der die Blende eingebaut ist, ist insgesamt four m lang.

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P = 0,01 bar. Der Wirkungsgrad betragt 74 %. a) Hangt die Antriebsleistung von der Dichte des Fluids ab? 27 Eine Ventilatorieitung fUhrt Luft mit einem Oberdruck von 100 mm WS (~ 981 N/m 2 ). FUr MeBzwecke wurde ein Loch mit d = 10 mm gebohrt. Aus Nachlassigkeit wurde dieses Loch nach der Messung nicht mehr verschlossen. Luftdichte p = 1,21 kg/m 3 • Man berechne: a) Austrittsgeschwindigkeit wa der Luft durch das Loch. Die kinetische Energie der in der Leitung stromenden Luft kann vernachlassigt werden.

3. 7 Ein Flugzeug mit Strahltriebwerk fliegt mit 800 km/h. Das Triebwerk nimmt 140 kg/s Luft aufund stoBt sie mit einer Geschwindigkeit von 400 m/s relativ zum Flugzeug wieder aus. a) Wie groB ist der Schub? mBrennstoff = 40. 8 30 Ein Hubschrauberrotor wird durch die an den Rotorenden mit hoher Geschwindigkeit tangential austretenden Abgase einer im Rumpf der Maschine untergebrachten Gasturbine angetrieben. Der Rotordurchmesser betragt 8,0 m, die Drehzahl 480 U/min, die Austrittsgeschwindigkeit des Gasstrahles relativ zum Rotor betragt 400 m/s.

D) Mit welcher Drehzahl n muB das Peltonrad laufen, damit die aufgenommene Leistung ein Maximum wird? e) Wie groB ist dann die aufgenommene Leistung P? 18 Ein Freistrahl trifft mit der absoluten Geschwindigeo=c, keit Cl auf die Schaufeln einer Turbine auf, die sich mit der Geschwindigkeit u == 8 m/s bewegen. a) Wie groB muB Cl sein, urn stoBfreien Eintritt (d. h. tangential zur Schaufel) zu erhalten? Die Reibung an der Schaufel wird nieht be rucksichtigt; Pl == P2 -+ Wl == W2' b) Wie groB muB die Wassermenge sein, urn eine Leistung von 10 kW zu erzielen?

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