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Stationäre Strömung

Hier können Sie in nur wenigen Schritten die stationäre Strömung berechnen lassen. Geben Sie dazu unten einfach nur die Querschnittsfläche 1 und 2 sowie die Strömungsgeschwindigkeit am Querschnitt 1 an.

Querschnittsfläche 1 [m2]  
Querschnittsfläche 2 [m2]  
Strömungsgeschwindigkeit am Querschnitt 1 [m/s]  

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Für einen Ingenieur sind die Erscheinungen, die sich bei einer strömenden Flüssigkeit zeigen von Interesse, wenn die Flüssigkeiten entlang strömen an festen Körpern. Dieser Fall tritt ein wenn die Strömung um ein Hindernis herum verläuft oder durch Rohre. Ein Beispiel sind die Tragflügel von einem Flugzeugt. Werden die Reibungskräfte vernachlässigt an den Grenzflächen von Flüssigkeiten und Körpern zwischen ihren einzelnen Flüssigkeitsschichten, ist dann die Rede von einer idealen oder auch reibungsfreien Strömung. Zahlreiche der auftretenden Erscheinungen lassen sich erklären mit den Gesetzmäßigkeiten, die bei einer idealen Strömung auftreten. Es handelt sich bei diesem Fall um eine stationäre Strömung.

Die stationäre Strömung

Diese wird angezeigt sofern alle Strömungsgrößen, darunter die Strömungsgeschwindigkeiten und Drücke, lediglich abhängig sind von der Zeit und dem Ort. Die Bahn, welche während der Strömung durchlaufen wird von der Flüssigkeit nennt sich Strombahn. Oftmals trägt sie auch den Namen Bahnlinie.

Die Stromlinie ist eine Kurve bei der die Tangente, die Geschwindigkeit die dort vorhanden ist, in jedem Kurvenpunkt angibt. Im Falle der stationären Strömung stimmen die Strombahnen und die Stromlinien überein. Strömt die Flüssigkeit nicht zu schnell zeigt sich, dass zwar bei Querschnittsverengungen sich die Strombahnen bevor sie vor der Ausflussöffnung zusammengedrängt werden, kreuzen oder vermischen sich aber nicht. Eine solche Strömung wird als laminare Strömung bezeichnet.

Die ideale stationäre Strömung mit einem wechselnden Querschnitt

Angenommen die Flüssigkeit kann nicht zusammengedrückt werden so muss zur gleichen Zeit auch das gleiche Volumen durch jeden Querschnitt gelangen. Möglich ist dies nur wenn im kleinen Querschnitt die Flüssigkeit schneller strömt als in dem Größeren.
Damit die Flüssigkeit von der im großen Querschnitt vorhandenen kleinen Geschwindigkeit wechseln kann in die große Geschwindigkeit in dem kleineren Querschnitt ist dazu Kraft notwendig. Entstanden sein muss die Kraft im Inneren der Flüssigkeit durch einen Unterschied im Druck. Es muss also ein Unterschied der statistischen Drücke entstanden sein. Der Druck im großen Querschnitt ist größer als der im kleinen Querschnitt. Unter Berücksichtigung, dass die Strombahnen sich im Falle einer Querschnittsverkleinerung zusammendrängen, bekommt man für das grundsätzliche Verständnis von vielen Erscheinungen nützliche Hinweise.

Die Strömungsmechanik

Dieser Bereich beschäftigt sich bei flüssigen und gasförmigen Medien mit deren Bewegung. Flüssigkeiten und Gase fallen unter den Begriff Fluide. Ein anderer Name für die Strömungsmechanik lautet daher auch Fluiddynamik die wiederrum ein Teilgebiet der klassischen Kontinuumsmechanik darstellt. Zunächst einmal liegt das Interesse bei diesem Phänomen nicht wie sich die einzelnen Moleküle bewegen sondern das Fluid wird erst einmal betrachtet als ein deformierbarer Körper. Dessen Masse und physikalische Eigenschaften beruhen auf einer kontinuierlichen Verteilung.




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