Viewegs Fachbücher der Technik: Beispiele und Aufgaben zur Technischen Strömungslehre

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Der Leser, der bis hierher unserem Weg gefolgt ist, wird nun mit umfangreicheren, kapitelübergreifenden Aufgaben konfrontiert, die mehr Zeit und Geduld erfordern. Bei schwierigeren Aufgaben wird durch differenzierte Fragestellungen der Lösungsweg vorgezeichnet. Eine der Aufgaben betrifft die Eichung einer nicht normgemäßen Blendenmessstrecke (D = 40 mm) für Luft, die mit Wasser bei 20°C durchgeführt werden soll. Die genaue Messung des Massenstroms m kann einfach mit Stoppuhr und Waage erfolgen. Der interessante Betriebsbereich liegt bei PL = 2 bar und TL = 80°C, wobei der mittlere Geschwindigkeitsbereich im Rohr WmL zwischen 6 und 12 m/s liegt. Eine orientierende Berechnung ergibt Druckdifferenzen an der Blende von ΔPBL = 1500 N/m² (bei Wm = 6 m/s) und 6000 N/m² (bei Wm = 12 m/s). Die Aufgaben umfassen: a) den Reynoldszahlbereich für die Luftströmung ReL, b) den erforderlichen Wassergeschwindigkeitsbereich Wmw zur Gewährleistung der Reynoldsschen Ähnlichkeit, c) die Mindestgröße des Auffanggefäßes, d) den Bereich, den das Wirkdruckmessgerät für Wasser abdecken muss, und e) die Ermittlung eines Wertepaars k, Re aus einem Messpunkt von m = 139,2 kg Wasser pro 5 Minuten bei einem Wirkdruck von ΔPBW = 5920 N/m². Die Rohrstrecke, in der die Blende eingebaut ist, hat eine Gesamtlänge von 4 m.