Strömungstechnik II PEU Frank Kameier

1. Strömungstechnik II PEUFrank Kameier 15.Termin Mi 06.07.05 Wiederholung Windkraftanlagen Exceldokumente (kompressible Strömungen, laminare/turbulente Rohrströmung) Referat Wasserturbinen (???) Prüfungsvorbereitung – siehe Prüfungsforum (http://mlab.medien.fh-duesseldorf.de) Der Prüfungstermin 13.7.05 ist nur hinsichtlich der Abmeldung für die Prüfung relevant, Prüfungstermine können per email im Zeitraum 11.7.05 bis 30.09.05 frei vereinbart werden. Nach gesonderter Anmeldung im Prüfungsamt können auch Termine im WS 2005/2006 vereinbart werden. 16.Termin Mi 13.07.05 Prüfungsvorbereitung

2. Strömungstechnik II PEUFrank Kameier 14.Termin Mi 29.06.05 Wiederholung Eulersche Strömungsmaschinenhauptgleichung (Drall) Referat Windkraftanlagen (Nyzar JORIO) WKA mit und ohne Getriebe, Regelung (Stall, Pitch), aktuelle Größen und Hersteller (siehe Zeitschrift Erneuerbare Energien (FHD Bibliothek)) Berechnung der maximalen Windausbeute (Formel von Betz, siehe windkraftanlagen290605.doc) Geschwindigkeitsdreiecke (siehe windkraftanlagen290605.doc) Exceldokumente zu kompressiblen Strömungen (u.a. isentroper Wirkungsgrad (Prüfungsfrage 10))

3. Strömungstechnik II PEUFrank Kameier 13.Termin Mi 22.06.05 Wiederholung: Navier-Stokes-Gleichung in Zylinderkoordinaten, Klassifizierung der DGL(partielle DGL, 2. Ordnung, nichtlinear), Unbekannte (u,v,w,p), Randbedingungen, Symmetriebetrachtung, lineare DGL, Lösung der linearen DGL, Lösungshinweise (Produktregel rückwärts) Nachlese Exkursionen Radialventilator (Radialverdichter), grundsätzliches Aussehen, Laufrad (rückwärts und vorwärts gekrümmte Schaufel, lange Schaufelkanäle=große Druckerhöhung), Spiralgehäuse. Geschwindigkeitsdreiecke für den Radialventilator, Meridiangeschwindigkeit r-Richtung, u2>u1, c1 senkrecht zu u1 (drallfreie Zuströmung), schaufelkonkrugente Strömung Prüfung, Termine siehe auch http://mlab.medien.fh-duesseldorf.de

4. Strömungstechnik II PEUFrank Kameier 12.Termin Mi 15.06.05 Exkursion: RWE Pumpspeicherkraftwerk und Museum Koepchenwerke, Herdecke 11.Termin Mi 08.06.05 Exkursion: Siemens AG Power Generation (Dampfturbinenfertigung, Werk Hafen, Mülheim an der Ruhr)

5. Strömungstechnik II PEUFrank Kameier 10.Termin Mi 01.06.05 Wiederholung: Flugzeugtriebwerke, 2 Wellen, Hochdruck- und Niederdruckkomponenten, Kerntriebwerk (Core), By-pass-Triebwerk, Wirbelschicht, Verluste und Geräusche.Überschallgeschwindigkeit, Lavaldüse, Mach-zahl, Schallgeschwindigkeit. Fortsetzung des Referats, siehe Verzeichnis Referate Geschwindigkeitsdreiecke in einem Axialventilator. Eulersche Strömungsmaschinenhauptgleichung. Kraft, Arbeit, Leistung, Drehmoment, Winkelgeschwindigkeit, Leistung.

6. Strömungstechnik II PEUFrank Kameier 9.Termin Mi 25.05.05 Wiederholung: Ebene Couette-Strömung, Vereinfachung der Navier-Stokes- Gleichungen in kartesischen Koordinaten (x,y,z), Klassifizierung der partiellen DGL, Lösung der DGL durch Integration, Berechnung der Integrationsfunktionen durch die Randbedingungen an den beiden Wänden. Couette-Strömung in Zylinderkoordinaten (siehe verteilten Umdruck, oder Internet) (Fortsetzung in der nächsten Woche) Strömungsmaschinen, Erklärung von mitgebrachten Schaufeln aus Flugtriebwerken, Staubsauger, sekundäres Luftsystem PKW. Referat: Flugtriebwerke (Fortsetzung in der nächsten Woche)

7. Strömungstechnik II PEUFrank Kameier 8.Termin Mi 18.05.05 Wiederholung: Grundlagen der Tensorrechnung, Tensoranalysis mit Gradient-, Divergenz- und Laplace-Operator Newtonscher Schubspannungsansatz und 3-dimensionale Verallgemeinerung, Spannungsvektor und Spannungstensor Navier-Stokes-Gleichungen (Massen- und Impulserhaltung) für inkompressible Medien, Randbedingungen (Wandhaftung, Stetigkeit von Geschwindigkeit und Spannungsvektor) Beispielrechnung „ebene Couette-Strömung“, Vereinfachungen, Herausstreichen der Terme aus den Navier-Stokes-Gleichungen

8. Strömungstechnik II PEUFrank Kameier 7.Termin Mi 11.05.05 Wiederholung: Eulersche und Lagrangsche Betrachtungsweise; Stromlinien, Bahnlinien, Streichlinien; Transporttheorem NPSH, was bedeutet diese Größe, die im Praktikum bestimmt wurde? Beispielaufgabe mit NPSH-Anlage>NPSH-Pumpe, kleines NPSH-Pumpe ist positiv hinsichtlich der Güte der Pumpe. Gradient, Divergenz, Rotation, Laplace, Nabla partielle Ableitung, (gesprochen: d c i nach d x i) Laplace, (gesprochen: d 2 c i nach d x j Quadrat) Zusammenhang zur Navier-Stokes-Gleichung: grad p -> äußere Oberflächenkraft grad c -> konvektive Beschleunigungc -> div grad -> Reibungsterm

9. Strömungstechnik II PEUFrank Kameier 6.Termin Mi 04.05.05 Wiederholung: Berechnung der Druckdifferenz Innen- zu Außenseite eines Krümmers, exemplarische Lösung einer einfachen gewöhnlichen DGL durch Trennung der Variablen Wiederholung Kavitation am Beispiel der Aufgabe 4, S.89 Schade/Kunz Bernoulli-Diagramm, Hydrostatik, Impulserhaltung Strömung durch die Nase (Ein- und Ausströmen, siehe letzte Seite radiale_druckgleichung_arbeitsbogen200405.doc Impulserhaltung und F=m a, welcher Zusammenhang gilt Navier-Stokes-Gleichung, Problem Beschleunigung Eulersche und Lagrangsche Darstellung Stromlinien, Bahnlinien, Streichlinien am Beispiel folgender Filme siggi_demo.mov fv2_strom_streich_bahnlinien.rm fv3_instationaere_Stroemung.rm smoke_paths.mov Terminvereinbarung: Referat Flugtriebwerke 25.05.05

10. Strömungstechnik II PEUFrank Kameier 5.Termin Mi 27.04.05 Wiederholung: Ablösung in Krümmer und Diffusor Referat: Steven MacLean „Kavitation“ (siehe ftp-Server) Kavitation, 2-Phasen-Strömung, Kavitationsblasen verringern u.U. Reibungswiderstand, Superkavitation, Ultraschall und Kavitation, Atomphysik versus Kontinuumsphysik zur Erklärung physikalischer Ursachen, lokale Unterdruckgebiete an scharfen Kanten (radial Druckgleichung, kleiner Krümmungsradius) Berechnung der Druckdifferenz Innen- zu Außenseite eines Krümmers, Näherung und exakte Lösung, vgl. mit Lösungsvorschlag Bohl, Strömungslehre (1994), Seite91.

11. Strömungstechnik II PEUFrank Kameier 4.Termin Mi 20.04.05 Wiederholung: Auftrieb am Tragflügel, Erhaltungssätze(Massen-,Impuls- ,Energieerhaltung), Ablösung Hinweise zum Internet, Literatur, Strömungstechnikforum Praktikum: groß und kleine Drücke oder Geschwindigkeiten (Fußgänger 2m/s, PKW(Stadt) 15 m/s, Ventilator: pro 1000 Pa => 1°K Mach-Zahl, Ma>0.3 (ca. 100 m/s) = kompressible Strömung Arbeitsbogen „Strömungsablösung und Anwendung der radialen Druckgleichung“ - Ablösung im Diffusor, Definition Öffnungswinkel, Totwasser besser Sekundärströmungsgebiet - Steigung = Null Ablösepunkt, Druck und Geschwindigkeitsgradient beachten - Ablösung im Krümmer (Die kinetische Energie in Wandnähe reicht nicht mehr aus, um den Druckberg zu überwinden. Die Folge ist, dass die Strömung ablöst. Verteilung von Themen für Referat: Steven MacLean „Kavitation“ Termin(27.04.), Jorio und Rada „Flugtriebwerke, Jorio „Windkraftanlagen“

12. Strömungstechnik II PEUFrank Kameier 2 ./3.Termin Mi 06.04.05 und Mi 13.04.05 Arbeitsbogen „Strömungsablösung und Anwendung der radialen Druckgleichung“ Literaturhinweis beachten Film „Cavitation“ anschauen

13. Strömungstechnik II PEUFrank Kameier 1 . Termin Mi 30.03.05 - Seite 2 Referate: Wer moderiert in 3 Wochen den Film „Cavitation“? Auftrieb am Tragflügel, radiale Druckgleichung Ablösung, Wandschubspannung (Formel) Erhaltungssätze, Bilanzgleichungen (Massenerhaltung, Impulserhaltung, Energieerhaltung), Unbekannte, Anzahl der Gleichungen, Randbedingungen zur Lösung des Differentialgleichungssystems bei inkompressibler Strömung

14. Strömungstechnik II PEUFrank Kameier 1 . Termin Mi 30.03.05 Wissensstand nach einem Semester Strömungstechnik? zur Rolle des Praktikums Frontalunterricht versus selbständiges Erarbeiten (... nichts ist langweiliger als eine Vorlesung ...) interessante Anwendungen zur Motivation der `langweiligen Theorie´ - was ist interessant? Literatur(siehe Lehrbuchsammlung): Schade/Kunz Strömungslehre; Bohl, Strömungslehre und Strömungsmaschinen I und II, etc. Materialien im Internet (Skript - .doc und .ppt) Nomenklatur meiner Dateien Vorlesung_teil1_230304.ppt