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.
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.
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
