Sie suchen einen schnellen Überblick über die Strömungsmechanik? Dann ist dies genau das richtige Buch für Sie. Die Autoren erklären zuerst die wichtigen Grundlagen und Eigenschaften von Fluiden. Dann erläutern sie, was es zu ruhenden und sich bewegenden Fluiden zu wissen gibt und führen Sie in die Anwendung für ideale und reibungsbehaftete Strömungen ein. Anschließend lernen Sie das Wesentliche über Impulssatz, kompressiblen Strömungen und Strömungen mit Arbeitsaustausch. Übungsaufgaben mit Lösungen helfen Ihnen, Ihr Wissen zu festigen und zu prüfen.

Autorentext

Markus Stephan studierte an der Universität Karlsruhe und promovierte an der Technischen Universität München. Er ist seit 2013 Professor an der DHBW Mosbach.
Bernd Bachert studierte in Mannheim und Darmstadt Maschinenbau. Er promovierte in Darmstadt und ist seit 2013 Professor an der DHBW Mosbach.
Matevz Dular studierte in Ljubljana und promovierte ebenda. Er ist dort seit 2017 Professor.

Inhalt

Einleitung 25

Was Sie schon immer über die Strömungsmechanik wissen wollten 25

Zielgruppe dieses Buches und notwendiges Vorwissen 27

Ziel des Buches 28

Eine kurze Gebrauchsanleitung 28

1 Grundlagen und Fluideigenschaften 31

Die Teilgebiete der Strömungsmechanik 31

Was ist ein Fluid? 32

Phasen und Grenzflächen 34

System und Systemgrenze 34

Größen und Einheiten 35

Physikalische Eigenschaften von Fluiden 36

Auf einen Blick 55

Übungsaufgaben 56

2 Ruhende Fluide (Hydrostatik) 59

Was ist Hydrostatik? 59

Fluiddruck 59

Hydrostatische Grundgleichung 67

Kräfte auf ebene Wände 77

Kräfte auf gekrümmte Wände 85

Auftrieb und Schwimmen 90

Auf einen Blick 93

Übungsaufgaben 94

3 Grundlagen strömender Fluide 99

Grundbegriffe und Einteilung von Strömungen 99

Strömungsgeschwindigkeit 102

Darstellung und Visualisierung von Strömungen 107

Durchfluss und Kontinuitätsgleichung 110

Ähnlichkeitsgesetze und dimensionslose Kennzahlen 113

Laminare und turbulente Strömungen 116

Grenzschichtströmung und Strömungsablösungen 120

Reibungsfreie und reibungsbehaftete Strömung 127

Inkompressible und kompressible Strömung 128

Auf einen Blick 130

Übungsaufgaben 131

4 Reibungsfreie (ideale) Strömung 133

Eigenschaften reibungsfreier Strömungen 133

Eulersche Bewegungsgleichung entlang eines Stromfadens 134

Energiegleichung und Bernoulli-Gleichung 136

Statischer Druck, dynamischer Druck und Totaldruck 146

Staupunktströmung und Druckmessung 147

Düsen- und Diffusor-Strömung 150

Venturi-Rohr 153

Auf einen Blick 155

Übungsaufgaben 156

5 Reibungsbehaftete (reale) Strömungen 161

Eigenschaften realer Strömungen 161

Erweiterte Bernoulli-Gleichung 162

Laminare Rohrströmung 168

Turbulente Rohrströmung 175

Strömung durch nicht kreisförmige Rohrquerschnitte 183

Druckverlust in technischen Rohrleitungssystemen 185

Umströmung von Körpern 193

Auf einen Blick 201

Übungsaufgaben 201

6 Impulssatz 205

Was ist der Impulssatz? 205

Herleitung des Impulssatzes 206

Anwendungen des Impulssatzes 211

Auf einen Blick 227

Übungsaufgaben 228

7 Kompressible Strömungen 231

Eigenschaften kompressibler Strömungen 231

Energiegleichungen für kompressible Strömungen 232

Schallgeschwindigkeit 241

Kompressible Rohrströmung 244

Ausströmung aus Mündungen und Düsen 247

Auf einen Blick 258

Übungsaufgaben 259

8 Strömungen mit Arbeitsaustausch 261

Einteilung und Grundbegriffe 261

Energiegleichung für Strömungsmaschinen 262

Zusammenwirken von Strömungsmaschine und Leitungssystem 267

Auf einen Blick 272

Übungsaufgaben 273

9 Musterlösungen zu den Übungsaufgaben 275

Literatur 321

Häufig verwendete Formelzeichen 323

Lateinische Formelzeichen 323

Griechische Formelzeichen 326

Kopf- und Fußzeichen, Indizes 327

Anhang: Moody-Diagramm 329

Stichwortverzeichnis 331