Matteo Kerpen Ingenieurshydrologie

Präsentation zum Thema: "Matteo Kerpen Ingenieurshydrologie"—  Präsentation transkript:

1 Matteo Kerpen 14.08.2013 Ingenieurshydrologie
Stationäre Strömungen in Druckrohrleitungen Matteo Kerpen Ingenieurshydrologie

2 Matteo Kerpen 14.08.2013 Ingenieurshydrologie
Gliederung Einleitung Darcy-Weisbach-Gleichung Laminare Strömung 3.1 Geschwindigkeitsprofile Turbulente Strömung 4.1 Laminare Grenzschicht 4.2 Rauheitshöhe 4.3 Hydraulisch glatt 4.4 Hydraulisch rau 5. Moody-Diagramm Matteo Kerpen Ingenieurshydrologie

3 Matteo Kerpen 14.08.2013 Ingenieurshydrologie
Einleitung Rohrleitungen: wichtige Transportbauwerke Fernleitungen, Kraftwerke & Landwirtschaft Bau/Auslegung: Hydraulische Kenntnisse Wasser Öl Dampf Gas etc. Matteo Kerpen Ingenieurshydrologie

4 Matteo Kerpen 14.08.2013 Ingenieurshydrologie
Henry Darcy * † 1858 Französischer Wasserbau-Ingenieur Weiterentwicklung des Pitotrohr Matteo Kerpen Ingenieurshydrologie

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

6 Matteo Kerpen 14.08.2013 Ingenieurshydrologie
Laminare Strömung Re < 2320 Geordnete Strömungen In Druckrohrleitungen selten Anwendung: Fließvorgänge im Boden (z.B. enge Kapillarröhrchen) Matteo Kerpen Ingenieurshydrologie

7 Geschwindigkeitsprofile
Verteilung der Geschwindigkeit über den Rohrdurchmesser Matteo Kerpen Ingenieurshydrologie

8 Matteo Kerpen 14.08.2013 Ingenieurshydrologie
Turbulente Strömung Re > 2320 Querbewegungen höherer Energieverlust Unebenheit der Wand: Turbulenzballen Fließgeschwindigkeit gleichmäßiger verteilt Matteo Kerpen Ingenieurshydrologie

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

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

11 Matteo Kerpen 14.08.2013 Ingenieurshydrologie
Hydraulisch glatt δl >> k Rauheitselemente von Grenzschicht eingehüllt Eindeutiger Zusammenhang: Geschwindigkeitsprofil flacher Matteo Kerpen Ingenieurshydrologie

12 Matteo Kerpen 14.08.2013 Ingenieurshydrologie
Hydraulisch rau δl < k/4 Rauheitselemente ragen in turbulenten Kern Direkter Einfluss Fließ- & Reibungsverhalten Widerstand abhängig vom Durchmesser Matteo Kerpen Ingenieurshydrologie

13 Matteo Kerpen 14.08.2013 Ingenieurshydrologie
Moody-Diagramm Matteo Kerpen Ingenieurshydrologie

14 Matteo Kerpen 14.08.2013 Ingenieurshydrologie
Quellen 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 5.2 Matteo Kerpen Ingenieurshydrologie

15 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
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16 Matteo Kerpen 14.08.2013 Ingenieurshydrologie
Anhang Matteo Kerpen Ingenieurshydrologie

17 Matteo Kerpen 14.08.2013 Ingenieurshydrologie

18 Matteo Kerpen 14.08.2013 Ingenieurshydrologie

19 Matteo Kerpen 14.08.2013 Ingenieurshydrologie
Zusätzliche Formeln Reynoldszahl: Fließgeschwindigkeit: λ (laminar): Bernoulligleichung: Matteo Kerpen Ingenieurshydrologie