Geoscience Reference
In-Depth Information
Abb. 2.5
Turbulente
Schwankung der Fließge-
schwindigkeit. (Preißler u.
Bollrich
1985
)
v
v'
v'
v
t
0
∆
t = t
1
-t
0
t
1
t
Andererseits ist anzumerken, dass bei turbulenter Strömung Geschwindigkeits-
schwankungen auftreten können, die auf Pulsationen zurückzuführen sind.
In Abb.
2.5
ist der Betrag der Geschwindigkeit an einem fixen Ort der Strö-
mung über der Zeit aufgetragen, wie er von einem trägheitslos arbeitenden Mess-
instrument, z. B. einem Hitzdraht- oder Heißfilmanemometer (s. Kap. 4.5.7, 4.5.8),
angezeigt werden kann. Von den üblichen trägen Messinstrumenten, wie Pitotrohr
oder hydrometrischer Flügel (Kap. 4.5.1), welche den relativ hochfrequenten Pul-
sationen nicht zu folgen vermögen, wird lediglich der zeitliche Mittelwert der Ge-
schwindigkeit
v
m
angezeigt (nach Preißler u. Bollrich
1985
).
Als Kriterium für die Beurteilung, ob laminare oder turbulente Strömung in
einem Gewässer herrscht, dient die
Reynold'sche Zahl R
e
, denn sie enthält die ent-
scheidenden Faktoren
v
(Geschwindigkeit) und
v
(kinematische Viskosität): Die
Reynold'sche Zahl berechnet sich nach
R
e
R
e
=
=
(
v
·
h
)/ν
[
−
]
(
v
·
h
)/ν
[
−
]
(2.6)
mit
v
= Fließgeschwindigkeit [m/s]
h
= Wassertiefe [m]
ν
= kinematische Viskosität [m²/s].
Allgemein gilt
R
e
< 400 = laminares Fließen
R
e
> 800 = turbulentes Fließen.
Beispiel
:
v
= 0,10 m/s
h
= 2 m
ν
= 1 × 10
−6
m²/s →
R
e
= 20.000 ≥ 800
d. h. es herrscht turbulentes Fließen.
Weiterhin werden
stationäre
und
instationäre
Strömungen unterschieden. Danach
ist eine Strömung stationär, wenn sich die Geschwindigkeit am Ort mit der Zeit
Search WWH ::
Custom Search