Overview

Auf der Grundlage eines beiden Gebieten gemeinsamen Konzepts wird für Studenten der Physik und der Ingenieurwissenschaften eine Einführung in die Fluid- und Thermodynamik gegeben. In der Fluiddynamik werden Hydrostatik, Hydrodynamik der idealen und viskosen Fluide sowie laminare und turbulente Rohrströmungen behandelt, in der Thermodynamik der erste und zweite Hauptsatz. Die Gasdynamik umfaßt Akustik, stationäre isentrope Stromfadentheorie und Stoßtheorie, und so werden Fluid- und Thermodynamik miteinander verwoben. Angeschlossen ist - als Besonderheit - ein Kapitel über Dimensionsanalyse und Modelltheorie, das die Erarbeitung technischer Fragestellungen und den Blick für umweltrelevante Probleme eröffnet.

Full Product Details

Author:   Kolumban Hutter
Publisher:   Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. KG
Imprint:   Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. K
Edition:   2. Aufl. 2003
Dimensions:   Width: 15.50cm , Height: 2.40cm , Length: 23.50cm
Weight:   1.440kg
ISBN:  

9783540437345

ISBN 10:   3540437347
Pages:   454
Publication Date:   08 October 2002
Audience:   Professional and scholarly ,  Professional & Vocational
Format:   Paperback
Publisher's Status:   Active
Availability:   In Print  
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Language:   German

Table of Contents

1. Einleitung.- 1.1 Historische Notizen und Abgrenzung des Fachgebietes.- 1.2 Eigenschaften von Flussigkeiten.- 2. Hydrostatik.- 2.1 Der Flussigkeitsdruck.- 2.2 Grundgleichung der Hydrostatik.- 2.3 Druckverteilung in einem dichtebestandigen, schweren Fluid.- 2.4 Hydrostatischer Auftrieb schwimmender Koerper.- 2.5 Hydrostatik im beschleunigten Bezugssystem.- 2.6 Druckverteilung in der Atmosphare.- 3. Hydrodynamik idealer Fluide.- 3.1 Kinematische Grundbegriffe.- 3.1.1 Bewegung, Geschwindigkeit.- 3.1.2 Stromlinien, Bahnlinien, Streichlinien.- 3.2 Massenbilanz, Kontinuitat.- 3.3 Impulsbilanz.- 3.4 Die Bernoullische Gleichung.- 3.5 Einfache Anwendungen der Bernoullischen Gleichung.- 3.6 Globale Formulierung des Impulssatzes.- 3.7 Anwendungen des Impulssatzes.- 3.7.1 Reaktionskrafte in durchstroemten Rohren.- 3.7.2 Bordamundung.- 3.7.3 Aufprallen eines Freistrahles auf eine Wand.- 3.7.4 Mischvorgange.- 3.7.5 Wassersprung.- 3.8 Stroemungen um unendlich lange Tragflugel.- 3.8.1 Stroemung durch ein periodisches Flugelgitter.- 3.8.2 Stroemung um einen Einzelflugel.- 3.9 Drallbilanz.- 3.10 Anwendungen des Drallsatzes.- 3.10.1 Segnersches Wasserrad.- 3.10.2 Eulersehe Turbinengleichung.- 4. Viskose Flussigkeiten.- 4.1 Dynamische Grundgleichungen viskoser Flussigkeiten.- 4.1.1 Newtonsche Fluide.- 4.1.2 Dilatante und pseudoplastische, dichtebestandige Fluide.- 4.2 Ebene Schichtenstroemungen.- 4.3 Anwendungen.- 4.3.1 Couette-Viskosimeter.- 4.3.2 Drehkegel-Viskosimeter.- 4.3.3 OEldruckpolster.- 4.3.4 Filmstroemung.- 4.3.5 Einfluss des Eigengewichtes bei der ebenen Poiseuille-Stroemung.- 4.3.6 Gleitlagertheorie.- 4.4 Dreidimensionale Kriechstroemung eines pseudo-plastischen Fluids mit freier Oberflache.- 5. Rohrstroemungen.- 5.1 Laminare Rohrstroemungen.- 5.1.1 Das Gesetz von Hagen-Poiseuille.- 5.1.2 Laminare Stroemung in zylindrischen Rohren allgemeinen Querschnitts.- 5.1.3 Ausfluss aus einem Gefass.- 5.1.4 Einfluss der Rohrreibung auf den Ausfluss aus einem Behalter.- 5.2 Turbulente Stroemungen in Rohren.- 5.2.1 Widerstandszahl.- 5.2.2 Einiges zur Turbulenz nach Prandtl und von Karman.- 5.2.3 Druckverlustberechnung in turbulenten Rohrstroemungen.- 6. Thermodynamik.- 6.1 Grundsatzhches sowie geschichthche Bemerkungen.- 6.2 Allgemeine Begriffe und Definitionen.- 6.2.1 System.- 6.2.2 Zustand, Prozess.- 6.2.3 Extensive, intensive, spezifische, molare Zustandsgroesse.- 6.2.4 Adiabate und diatherme Wande.- 6.2.5 Empirische Temperatur, Gastemperatur, Temperaturskalen.- 6.3 Thermische Zustandsgieichungen.- 6.3.1 Ideales Gas.- 6.3.2 Reale Gase.- 6.3.3 Das phanomenologische Modell von van der Waals.- 6.4 Reversible und irreversible thermodynamische Prozesse.- 6.4.1 Reversible Expansion und Verdichtung eines Gases.- 6.5 Der erste Hauptsatz.- 6.5.1 Mechanische Energien.- 6.5.2 Der erste Hauptsatz.- 6.5.3 Die kalorische Zustandsgieichung der Fluide.- 6.5.4 Einfache Anwendungen des 1. Hauptsatzes.- 6.5.5 Spezifische Warmen bei realen Gasen.- 6.6 Der zweite Hauptsatz - Prinzip der Irreversibilitat.- 6.6.1 Vorbemerkungen.- 6.6.2 Der zweite Hauptsatz fur einfache adiabate Systeme.- 6.7 Verallgemeinerung des 2. HS fur nicht-adiabate Systeme.- 6.8 Anwendungen des zweiten Hauptsatzes.- 6.8.1 Einfache Beispiele.- 6.8.2 Auswertung des einfachen Entropieprinzips fur eine warmeleitende viskose Flussigkeit.- 6.9 Zustandsgieichungen.- 6.9.1 Kanonische Zustandsgieichungen.- 6.9.2 Spezifische Warmen und andere thermodynamische Groessen.- 6.9.3 Anwendung auf ideale Gase.- 6.9.4 Isentrope Prozesse in kalorisch idealen Gasen.- 7. Gasdynamik.- 7.1 Einleitende Bemerkungen.- 7.2 Ausbreitung kleiner Stoerungen in einem Gas.- 7.2.1 Grundgleichungen.- 7.2.2 Ebene Wellen und Kugelwellen.- 7.2.3 Eigenschwingungsansatz nach Bernoulli.- 7.3 Stationare, isentrope Stromfadentheorie.- 7.4 Stosstheorie.- 7.4.1 Grundsatzliches.- 7.4.2 Sprungbedingungen.- 7.4.3 Stationare Stoesse bei einfachen Fluiden unter adiabaten Bedingungen.- 8. Dimensionsanalyse.- 8.1 Mass-Systeme und Dimensionen.- 8.2 Theorie der dimensionsbehafteten Gleichungen.- 8.2.1 Dimensionshomogenitat.- 8.2.2 Das Theorem von Buckingham.- 8.2.3 Systematische Berechnung von dimensionslosen Produkten.- 8.3 Algebraische Theorie der Dimensionsanalyse.- 8.3.1 Transformation von Grundeinheiten.- 8.3.2 Exakte Definition der Dimensionshomogenitat.- 8.3.3 Kalkul der dimensionslosen Produkte.- 8.4 Theorem von Buckingham.- 8.4.1 Beweis des Theorems von Buckingham.- 8.4.2 Anwendungen der Theorie.- 8.5 AEhnlichkeit und Modellversuche.- 8.5.1 Theorie.- 8.5.2 Anwendungen.- A Vektor analysis und Integralsatze.- A.l Der Gradient.- A.2 Der Gausssche Satz und die Divergenz.- A.3 Der Stokessche Satz und die Rotation.

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