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.
Die Beurteilung basiert auf
- 3 Hausübungen (jeweils 10 Punkte),
- 3 Tests (jeweils 10 Punkte + 5 mögliche Zusatzpunkte) und einem
- Abschlussgepräch.
Die Hausübungen werden in TUWEL gestellt und müssen in TUWEL als .pdf-Dateihochgeladen werden. Die Tests werden als Onlinetests nach den üblichen Regeln durchgeführt. Die Arbeitszeit beträgt jeweils 60 Minuten + 10 Minuten zum Hochladen (pdf-Datei) in TUWEL. Pro Test werden 10+5 Punkte, pro Hausübung 10 Punkte vergeben. Das erreichbare Punktemaximum beträgt daher 60+15 Punkte. Für den positiven Abschluss der VU müssen mindestens 15 Punkte auf die Tests und 15 Punkte auf die Hausübungen erreicht werden. Es wird ein Nachtest im Februar 2022 über den Gesamtstoff angeboten, der den Test mit der geringsten erreichten Punktezahl ersetzt.
Notenschlüssel: Genügend ab 30 Punkte, Befriiedigend ab 37 Punkte, Gut ab 42 Punkte, Sehr gut ab 50 Punkte.
Beim Abschlussgespräch werden mit jedem Studierenden die Tests besprochen und ergänzende Fragen gestellt. Ein positives Abschlussgespräch ist Voraussetzung für eine positive Beurteilung der LVA.
Die Testtermine werden in TUWEL bekannt gegeben.
Die voraussichtlichen Termine sind: :5.11.2021, 3.12..2021 und 21.1.2022.
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.
