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Update:  09.11.2018

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Strömung in und um Rohren mit ausführlichen Beispielen.



Grundlagen der Fluidmechanik und deren praxisbezogene Anwendung.



Praxisorientierte und leichtverständliche Darstellung der Strömungslehre.



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Bernoulli Energiegleichung

Kontinuitätsgleichung

Die Kontinuitätsgleichung für den Massenstrom besagt, dass ein Massenstrom (Strömung) in einer Leitung immer konstant ist (Massenerhaltungssatz).
Der Querschnitt eines Rohres und die Geschwindigkeit einer darin strömenden Flüssigkeit sind umgekehrt proportional.
Der Querschnitt eines Rohres und der hydrostatische Druck einer darin strömenden Flüssigkeit sind proportional.

Kontinuitätsgleichung
Strömungsgeschwindigkeit Formel
m = Massenstrom (kg/s) 
v = Strömungsgeschwindigkeit (m/s) 
A = Strömungsquerschnitt (m²) 
ρ = Dichte (kg/m³) 
d   = Rohrinnendurchmesser (m)
m = Massenstrom (kg/s) 
v = Strömungsgeschwindigkeit (m/s) 
A = Strömungsquerschnitt (m²) 
ρ = Dichte (kg/m³) 
d   = Rohrinnendurchmesser (m)
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Bernoulligleichung

Die Bernoulli Gleichung sagt aus, dass jedes Teichen in einer Strömungsröhre denselben Wert der spezifischen Gesamtenergie hat. Auf dem Weg eines Teilchens durch die Stromröhre, ändern sich die Energieanteile, ihre Summe bleibt aber konstant.
Die Gesamtenergie setzt sich zusammen aus den folgenden Anteilen.

Bernoulli Energieform

Bernoulligleichung bei reibungsfreier Strömung eines idealen Fluids ohne Energiezu- und -abfuhr

Bezieht man die Energie auf eine bestimmte Masse (spezifische Energie), so kann die Bernoulligleichung auch wie folgt geschrieben werden:


Bernoulli

Bernoulli


v = Strömungsgeschwindigkeit (m/s) 
g = Fallbeschleunigung (m/s²) 
h = geodätische Höhe (m) 
p   = statischer Druck (Pa)
ρ   = Dichte (kg/m³)
Index 1 bzw. 2 bezieht sich auf den jeweiligen Ort im System
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Bernoulligleichung bei einer horizontalen Rohrströmung

Betrachtet man eine horizontal verlaufende Rohrströmung, so entfällt in der Bernoulligleichung das Glied mit h, da sich h nicht ändert.

Bernoulli horizontal
Bernoulli horizontal


v = Strömungsgeschwindigkeit (m/s) 
g = Fallbeschleunigung (m/s²) 
p   = statischer Druck (Pa)
ρ   = Dichte (kg/m³)
Index 1 bzw. 2 bezieht sich auf den jeweiligen Ort im System
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Erweiterte Bernoulligleichung bei reibungsbehafteter Strömung eines realen Fluids ohne Energiezu- und -abfuhr

Einbauten wie z. B. Armaturen oder Rohrübergänge werden durch den Zetawert und die Rohrreibung durch die Rohrreibungszahl berücksichtigt.
Die Reibungsanteile sind in den Formeln rot markiert.


Bernoulli mit Reibung



v = Strömungsgeschwindigkeit (m/s) 
g = Fallbeschleunigung (m/s²) 
h = geodätische Höhe (m) 
p   = statischer Druck (Pa)
ρ   = Dichte (kg/m³)
ζ   = Zetawert Einbauten (-)
λ   = Rohrreibungszahl (-)
L   = Länge des Rohrabschnitts (m)
d   = Rohrdurchmesser (m)
Index 1 bzw. 2 bezieht sich auf den jeweiligen Ort im System
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Erweiterte Bernoulligleichung bei reibungsbehafteter Strömung eines realen Fluids mit Energiezufuhr (Pumpe)

Die Energiezufuhr durch eine Pumpe, wird durch die Pumpenleistung berücksichtigt.
Die Energiezufuhr ist in der Formel blau markiert und der Reibungsanteile rot.


Bernoulli mit Pumpe
Bernoulli mit Pumpe


v = Strömungsgeschwindigkeit (m/s) 
g = Fallbeschleunigung (m/s²) 
h = geodätische Höhe (m) 
p   = statischer Druck (Pa)
ρ   = Dichte (kg/m³)
P P = Pumpenleistung (kg*m2/s3)
m   = Massenstrom (kg/s)
ζ   = Zetawert der Armatur (-)
λ   = Rohrreibungszahl (-)
L   = Länge des Rohrabschnitts (m)
d   = Rohrdurchmesser (m)
Index 1 bzw. 2 bezieht sich auf den jeweiligen Ort im System
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Lösungsformeln zur Bernoulligleichung bei reibungsfreier Strömung

Geschwindigkeit v berechnen

Gegeben: v1 oder 2 - p1,2 - h1,2

Bernoulli Geschwindigkeit

Gegeben: A1,2 - p1,2 - h1,2

Bernoulli Geschwindigkeit

Gegeben: d1,2 - p1,2 - h1,2

Bernoulli Geschwindigkeit

Gegeben: Volumenstrom - A1,2 - p1,2 - h1,2

Bernoulli Geschwindigkeit
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Höhe h berechnen

Gegeben: v1,2 - p1,2 - h1 oder 2

Bernoulli Höhe

Gegeben: Volumenstrom - A1,2 - p1,2 - h1 oder 2

Bernoulli Höhe

Gegeben: Volumenstrom - d1,2 - p1,2 - h1 oder 2

Bernoulli Höhe
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Druck p berechnen

Gegeben: v1,2 - p1 oder 2 - h1,2

Bernoulli Druck

Gegeben: v1 oder 2 - A1,2 - p1 oder 2 - h1,2

Bernoulli Druck

Gegeben: v1 oder 2 - d1,2 - p1 oder 2 - h1,2

Bernoulli Druck

Gegeben: Volumenstrom - A1,2 - p1 oder 2 - h1,2

Bernoulli Druck

Gegeben: Volumenstrom - d1,2 - p1 oder 2 - h1,2

Bernoulli Druck


v = Strömungsgeschwindigkeit (m/s) 
V = Volumenstrom (m³/s) 
g = Fallbeschleunigung (m/s²) 
h = geodätische Höhe (m) 
p   = statischer Druck (Pa)
ρ   = Dichte (kg/m³)
A   = Strömungsquerschnitt (m²)
d   = Rohrinnendurchmesser (m)

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