DA032 - Lehrstuhl Verbrennungskraftmaschinen und Flugantriebe ...

4. Strömungsmischvorgänge - 39 -
4.7 Rohrströmung
Rohrströmungen lassen sich in laminare und in turbulente Strömungen in Rohren
unterscheiden. Ein wichtiger beschreibender Faktor stellt die bereits vorher genannte
Reynolds-Zahl dar.
Laminare Rohrströmung:
Bei einer laminaren Rohrströmung bewegen sich die Teilchen auf zur Rohrachse parallelen
Stromlinien, wobei sich diese nicht untereinander vermischen. Bei kreisrunden Rohren tritt
eine laminare Strömung unterhalb der kritischen Reynolds-Zahl von 2300 auf [6] [40].
Turbulente Rohrströmung:
Bei der turbulenten Rohrströmung treten neben der in Rohrachse gerichteten
Transportbewegung auch Querbewegungen auf. Diese führen zu einer ständigen
Vermischung der Strömungsteilchen. Die turbulente Strömung tritt oberhalb der kritischen
Reynolds-Zahl von 2320 auf [6].
Ausgebildete und nicht ausgebildete Strömung
Beim Eintritt eines Fluids in einen Kanal ergibt sich unter bestimmten Bedingungen eine über
den gesamten Strömungsquerschnitt konstante Geschwindigkeitsverteilung. Mit einer
ansteigenden Lauflänge wird aufgrund von Wandreibungseffekten die in der Wandnähe
befindliche Flüssigkeit verzögert, und die in Achsennähe befindliche beschleunigt. Dabei
wird das Geschwindigkeitsprofil umgeformt und nähert sich der ausgebildeten laminaren
bzw. turbulenten Strömung. Die Strömungsgrenzschicht an der Wand wächst stetig an, und
erreicht im Grenzfall die Kanalachse. Eine ausgebildete Strömung ist erreicht, wenn das
Geschwindigkeitsprofil keinerlei Änderungen mehr erfährt.
Abb. 14 Erläuterung der Einlaufstrecke
4.8 Luft und Wasser als Strömungsmedium
Untersuchungen komplexer Strömungsphänomene auf theoretische Art und Weise erfordern
Modellversuche. Dabei kann das verwendete Strömungsmedien vom Original abweichen.
Beispielsweise werden Modelle von Wasserturbinen auch mit dem Medium Luft untersucht.