Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage
1.) Fließgesetzte von viskosen, und viskoelastischen Fluiden zu formulieren und zur Berechnung von einfachen Scherströmungen anzuwenden.2.) Massen- und Impuls- bzw. Kräftebilanz für Kontrollvolumina in einer Scherströmung aufzustellen und damit die Bewegungsgleichungen für einfache Scherströmungen herzuleiten und zu lösen.3.) Effekte, die nur bei viskoelastischen Fluiden auftreten, zu beschreiben bzw. erklären.4.) Normalspannungseffekte bei Nichtnewtonschen Fluiden zu beschreiben und erklären.5.) Die Bewegungsgleichungen für einfache Scherströmungen (Couette, Rohr- und Filmströmungen) für Newtonsche und Nichtnewtonsche Fluide aufzustellen und für vollausgebildete Strömungen zu lösen.6.) Die Grundgleichungen und Randbedingungen für inkompressible Strömungen aufzustellen und zu interpretieren.7.) Das Konzept der mechanischen Ähnlichkeit auf Strömungen anzuwenden und die entsprechenden dimensionslosen Kennzahlen anzugeben.8.) Die Strömung um Kugeln und Blasen im Falle kleiner und großer Reynolds-Zahlen zu berechnen.9.) Die Blasen- und Tropfenform bzw. den Widerstand für verschiedene Bereiche der Reynolds- und Weber-Zahl anzugeben.10.) Potentialströmungen zu charakterisiern und in einfachen Fällen zu berechnen.11.) Die stationäre Steig- bzw. Sinkgeschwindigkeit von Blasen bzw. Tropfen in einem anderen Fluid zu berechnen.12.) Kavitation und den Kollaps von Kaviatationsblasen zu erklären.13.) Den Zerfall von Flüssigkeitsstrahlen zu beschreiben.14.) Die Schallgeschwindigkeit in kompressiblen Medien (ideales Gas, bzw. Gas/Flüssigkeitsgemisch) zu berechnen.15.) Den Massenstrom eines kompressiblen Fluids durch eine (Laval)-Düse zu berechnen.16.) Die kompressible Strömung durch und hinter einer Düse qualitativ zu beschreiben.17.) Strömungsformen von Mehrphasenströmungen zu charakterisieren.18.) Die Zustandsgleichungen von homogenen Gas/Flüssigkeitsgemischen anzugeben.19.) Die Schallgeschwindigkeit eines homogenen Gas- Flüssigkeitsgemischs zu berechnen.20.) Eindimensionale, homogene Zweiphasenströmungen mit und ohne Reibung zu berechnen.21.) Zweiphasenströmungen mit Relativgeschwindigkeit zu beschreiben.22.) Das Driftflussmodel herzuleiten und anzuwenden.23.) Sedimentationsprobleme mittels kinematischen Wellengleichungen zu berechnen.24.) Die Aufgaben der Übungssammlung zu lösen.25.) Die Fragen im Fragenkatalog richtig zu beantworten.
Einfache Scherströmungen (Couetteströmung, Rohrströmung) Newtonscher und nicht-Newtonscher Flüssigkeiten; Filmströmungen; Bewegung von festen Teilchen, Tropfen und Gasblasen; Kavitation; Zerfall von Flüssigkeitsstrahlen; homogene Zweiphasenströmungen (Schallgeschwindigkeit, Rohrströmung, Düsenströmung) und Zweiphasenströmungen mit Relativgeschwindigkeit (Festbett, Wirbelschicht, Sedimentation).
Um die Studierenden bei Erreichung der definierten Lehrziele zu unterstützen, werden neben dem Vortrag Übungsbeispiele vorgerechnet. Zur Vorbereitung auf die Tests gibt es eine Sammlung an Übungsbeispielen und einen Katalog mit beispielhaften Fragen.
Die Beurteilung basiert auf
Die Hausübungen werden in TUWEL gestellt und müssen in TUWEL als .pdf-Datei hochgeladen werden. Die Tests werden online durchgeführt, die Arbeitszeit beträgt jeweils 110 Minuten. Für den positiven Abschluss der VU müssen mindestens 20 Punkte auf die Tests und 15 Punkte auf die Hausübungen erreicht werden. Es wird ein Ersatztest über den Gesamtsstoff angeboten. Der Ersatztest ersetzt den Test mit dem schlechtesten Ergebnis, falls das Ergebnis des Ersatztests besser ist. Beim Abschlussgespräch können noch Fragen zum Stoff geklärt und Feedback gegeben werden. Falls erwünscht, kann das Abschlussgespräch auch als Prüfungsgespräch mit der Möglichkeit der Notenanpassung geführt werden. Die Gesamtpunktezahl für die Tests ergibt sich aus
Summe = Hausübung 1 + Hausübung 2 + Hausübung 3 + Test 1 + Test 2 + Test 3 + Nachtest - Minimum(Test 1, Test 2, Test 3, Nachtest) + Mitarbeit
Notenschlüssel: Genügend ab 38 Punkte, Befriedigend ab 48 Punkte, Gut ab 57 Punkte, Sehr gut ab 66 Punkte.
Bitte melden Sie sich zur Lehrveranstaltung und zu einer Testgruppe in tiss an, damit Sie Zugriff auf TUWEL und die Unterlagen haben.
L. Prandtl et al.: Führer durch die Strömungslehre. 9. Aufl., Vieweg, 1990.H. Brauer: Ein- u. Mehrphasenströmungen. Sauerländer, 1971.C. Brennen: Fundamentals of Multiphase Flow. Cambridge, 2005.H.A. Barnes et al.: An Introduction to Rheology. Elsevier, 1989.H. Kuhlmann: Strömungsmachanik. Pearson, 2007.W. Schneider et al.: Repetitorium Thermodynamik. 3. Aufl., Oldenbourg, 2012.
