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Abb. 4.43  Strömung um
einen Körper. (Schaffernak
1960 )
B
C
D
A
B
Grundsätzlich verändert jeder in eine Flüssigkeitsströmung eingebrachte Körper
den natürlichen Strömungsvorgang; dies macht sich, wie Abb. 4.43 verdeutlicht, in
einem veränderten Stromfädenbild bemerkbar.
Die Stromfäden stauen sich vor dem Hindernis, die Geschwindigkeit der Was-
serfäden nimmt hier ab und kommt bei dem Staupunkt A völlig zur Ruhe. Unter
der (vereinfachten) Annahme einer inkompressiblen, reibungsfreien und stationären
Strömung kann die Gleichung von Bernoulli angewandt werden, um den Druck P
im Staupunkt A zu ermitteln:
Da im Staupunkt A der dynamische Druck gleich Null ist - die Fließgeschwin-
digkeit an diesem Punkt ist gleich Null -, gilt:
+ v 2
2 g
= P
ρ
P 0
ρ
(4.22)
+ 0
mit
P 0 = statische Druckhöhe im ungestörten Bereich [Pa]
P = Gesamtdruckhöhe im Staupunkt A [Pa]
v = Strömungsgeschwindigkeit [m/s]
ρ = Dichte des strömenden Mediums [kg/m 3 ]
g = Erdbeschleunigung [m/s 2 ].
Daraus folgt, dass der Druckanstieg in der Wassersäulenhöhe des Staurohrs gemes-
sen wird
v 2
2 g [N / m 2 ] .
(4.23)
P P 0
=
ρ
Der Druckunterschied P P 0 in Gl. (4.23) 1 wird als Staudruck (auch dynamischer
Druck) bezeichnet; er ist der Druck, den das anströmende Wasser durch seine Ge-
schwindigkeitsänderung ausübt und charakterisiert den kinetischen Energieanteil,
d. h. je schneller die Strömung ist, desto größer ist der Staudruck. Seine Abhängig-
keit von der Geschwindigkeit ergibt sich nach Gl. (4.23).
Der Gesamtdruck P ist der Druck, der durch die Strömung in Fließrichtung auf
das Staurohr ausgeübt wird. Dieser Gesamtdruck wird durch das Staurohr dort, wo
1 1 N = 1 kg · m/s 2
1 N/m 2 = 1/9,80665 kp/m 2 ≈ 0,102 mm WS
1 kp/m 2 = 9,80665 N/m 2 ≈ 1 mm WS, 1 mm WS = 9,80665 Pa
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