Strömungslehre Klausur II.

Strömungslehre Klausur II. Gruppe B 12.05.2006 Punkte:
Sommersemester 2005/06 Name: ________________________ Neptun Code: _______________
Testfrage 1 Welche Antwort(en) sind richtig? (1 P.)
Ein Flugzeug fliegt mit der Geschwindigkeit v Flugzeug . Am Bug entsteht ein Staupunkt mit der statischen
Temperatur TStaupunkt. Die Zustandsgrößen der umgebenden ruhenden Luft sind: T0, ρ0, p0. Es gilt:
1./ aStaupunkt = κ ⋅ R ⋅T0
2./ aStaupunkt = κ ⋅ R ⋅TStaupunkt
3./ a Umgebung = κ ⋅ R ⋅ T0
vFlugzeug
4./ M Flugzeug =
a
vFlugzeug
5./ M Flugzeug =
a
Umgebung
Staupunkt
Aufgabe 1 (3 P.)
Auf die schräg gestellte Platte stößt ein Wasserstrahl mit der
Geschwindigkeit v= 10m/
s . Berechnen Sie die
Querschnitten A1 [m 2 ] und A2 [m 2 ], sowie die Kraft F [N]
mit der die Platte gehalten werden muss!
Der Aussendruck ist überall p0 =10 5 Pa. Zweidimensionale
Strömung kann vorausgesetzt werden.
Hinweis: Da die Schubspannung an der Platte 0 ist,
F ⊥ Platte !
Zeichnen Sie die Kontrollfläche in die Abbildung ein!
Aufgabe 2 (4 P.)
Aus dem Behälter fließt Wasser durch eine Rohrleitung zum Springbrunnen.
3
Man berechne den Volumenstrom qV [ m / s]
durch das Rohr, wenn die Höhe des Wasserstrahles 11m ist! Die
Reibungsverluste der Bögen, des Konfusors sowie zwischen Luft und Wasser sind vernachlässigbar. Rohrwände
sind hydraulisch glatt. Die angegebene Länge des Stahlrohres bezieht sich auf die Länge alle Rohrteile zwischen
Behälter und Düse.
Anmerkung: Bitte benutzen Sie das λ=f(Red, d/k) Diagramm! Zeichnen Sie die Hilfslinien in das Diagramm ein! Das
Diagramm ist logarithmisch skaliert. Achten Sie auf das genaue Ablesen!

Aufgabe 3 (2 P.)
Aus dem Behälter strömt Luft durch eine einfache Düse in die Umgebung aus.
a) Berechnen Sie den austretenden Massenstrom [ kg / s]
q M
b) Entsteht eine Stoßwelle im System? Wenn ja, wo?
5
p = 3 ⋅10
Pa,
p = 10
1
T =
293 K
1
R = 287 J / kg
κ = 1.
4
K
2
5
Pa
!