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Matteo Kerpen14.08.2013Ingenieurshydrologie Stationäre Strömungen in Druckrohrleitungen.

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Präsentation zum Thema: "Matteo Kerpen14.08.2013Ingenieurshydrologie Stationäre Strömungen in Druckrohrleitungen."—  Präsentation transkript:

1 Matteo Kerpen Ingenieurshydrologie Stationäre Strömungen in Druckrohrleitungen

2 1.Einleitung 2.Darcy-Weisbach-Gleichung 3.Laminare Strömung 3.1Geschwindigkeitsprofile 4.Turbulente Strömung 4.1 Laminare Grenzschicht 4.2 Rauheitshöhe 4.3 Hydraulisch glatt 4.4 Hydraulisch rau 5.Moody-Diagramm Gliederung Matteo Kerpen Ingenieurshydrologie

3 Rohrleitungen: wichtige Transportbauwerke Fernleitungen, Kraftwerke & Landwirtschaft Bau/Auslegung: Hydraulische Kenntnisse Einleitung Matteo Kerpen Ingenieurshydrologie Wasser Öl Dampf Gas etc.

4 * Französischer Wasserbau-Ingenieur Weiterentwicklung des Pitotrohr Henry Darcy Matteo Kerpen Ingenieurshydrologie

5 Allgemeines Widerstandsgesetz: Darcy-Weisbach-Gleichung Matteo Kerpen Ingenieurshydrologie h v : Energieverlusthöhe [m] λ : Widerstandsbeiwert [-] d: Durchmesser [m] v : Geschwindigkeit [m/s] g: Erdbeschleunigung [m/s²] h v,ö : Verlusthöhen durch lokale Störungen [m]

6 Re < 2320 Geordnete Strömungen In Druckrohrleitungen selten Anwendung: Fließvorgänge im Boden (z.B. enge Kapillarröhrchen) Laminare Strömung Matteo Kerpen Ingenieurshydrologie

7 Verteilung der Geschwindigkeit über den Rohrdurchmesser Geschwindigkeitsprofile Matteo Kerpen Ingenieurshydrologie

8 Re > 2320 Querbewegungen höherer Energieverlust Unebenheit der Wand: Turbulenzballen Fließgeschwindigkeit gleichmäßiger verteilt Turbulente Strömung Matteo Kerpen Ingenieurshydrologie

9 Wandbereich der turbulente Strömung δ l [mm] als Grenzschicht Rauheitshöhe k [mm]: hydraulischer Versuch Laminare Grenzschicht Matteo Kerpen Ingenieurshydrologie

10 Umkehrung der Verlusthöhenberechnung k-Wert: Rohrstömungsexperiment Matteo Kerpen Ingenieurshydrologie

11 δ l >> k Rauheitselemente von Grenzschicht eingehüllt Eindeutiger Zusammenhang: Geschwindigkeitsprofil flacher Hydraulisch glatt Matteo Kerpen Ingenieurshydrologie

12 δ l < k/4 Rauheitselemente ragen in turbulenten Kern Direkter Einfluss Fließ- & Reibungsverhalten Widerstand abhängig vom Durchmesser Hydraulisch rau Matteo Kerpen Ingenieurshydrologie

13 Moody-Diagramm Matteo Kerpen Ingenieurshydrologie

14 Bollrich, G.: Technische Hydromechanik 1, Berlin: Verlag Bauwesen 2000 Schröder, R.; Zanke U.: Technische Hydraulik. Kompendium für den Wasserbau. 2. Aufl. Berlin; Heidelberg; New York: Springer, 2003 Fachgebiet Technische Hydraulik und Ingenieurhydrologie, Gesamthochschule Kassel, Prof. Dr.-Ing. W. Kinzelbach, Meßmethoden in Hydraulik und Hydrologie, Blatt II Quellen Matteo Kerpen Ingenieurshydrologie

15 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

16 Matteo Kerpen Ingenieurshydrologie Anhang

17 Matteo Kerpen Ingenieurshydrologie

18

19 Reynoldszahl: Zusätzliche Formeln Matteo Kerpen Ingenieurshydrologie Fließgeschwindigkeit:λ (laminar): Bernoulligleichung:


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