Widerstand bei Rohrströmung?
Widerstand entsteht, da die Rohrwände rau sond und dadurch eine beliebig große Grenzschicht mit Geschwindigkeit 0 entsteht.
wenn man nun ein theoretisch perfekt Glattes Rohr hat, gäbe es dann auch einen Druckverlust durch die Rohrströmung?
wie dick ist so eine Ramdschicht und kommen dort auch Wechselwirkingen wie Van der Waals Kräfte vor (in dem Fall perfekt glattes Rohr)?
dann würde dies ja bedeuten, dass es auch dort einen Verlust gibt-oder?
3 Antworten
Der Strömungswiderstand ist eine physikalische Größe, die in der Fluiddynamik die Kraft bezeichnet, die das Fluid als Medium einer Bewegung entgegensetzt. Der Widerstand entsteht durch die Reibung des Fluids an der Rohrwand und ist mit dem Verlust an mechanischer Energie verbunden, der unweigerlich beim Strömen eines Fluids durch ein Rohrsystem auftritt. Eine glatte Rohrinnenwand würde den Strömungswiderstand verringern. Die Rauigkeit der Rohrwand beeinflusst die Größe des Strömungswiderstands und somit auch den Druckverlust. Die Rauigkeitshöhe ks kennzeichnet die Wandrauhigkeit. Die Randschichtdicke hängt von der Reynoldszahl ab und kann bei turbulenten Strömungen bis zu 10% des Rohrradius betragen.
die Rauhigkeit bestimmt nur, wie dick die Grenzschicht ist, aber die Wassermoleküle direkt an der Wand sind immer in Ruhe. Es gibt also kein "Durchrutschen" des Wassers als Festkörper (und selbst, wenn das Wasser gefroren ist, rutscht es nur dank einer flüssigen Grenzschicht).
In der Tat gibt es in der Realität keine reibungsfreien Vorgänge, auch nicht bei der Rohrreibung.
In der Theorie kann man bei kurzen dicken Rohren mit langsamer Strömung die Reibung vernachlässigen., da sie gegenüber anderen Einflüssen und Unsicherheiten vernachlässigbar klein ist.
Bei "normalen" längeren und dünnen Rohren mit schnellem Durchfluss muss man die Reibung allerdings berücksichtigen. Ihre Überwindung erfordert nämlich Pumpenleistung.
Danke für die Antwort😊 weisst du auch was zu Randschicht-Dicken? Und wieso die gescheindigkeit am rand gleich 0 ist? Ist das nur wegen der rauen oberfläche? Und wie groß ist diese 5mm? 5mirkometer?
Und wie ist das Begründet, dass Fluidteilchen, die nicht in Kontakt mit der Oberfläche sind auch v=0 haben? Oder ist sie fast 0 und man vernachlässigt einen restimpuls?
Es wird immer Teilchen geben, die in Kontalkt mit der Wand stehen und dadurch langsamer sind als die Teilchen in der Mitte der Strömng...es ist eben Flüssigkeit bzw. Gas und kein Festkörper.
weisst du auch was zu Randschicht-Dicken?
Die können sehr unterschiedlich ausfallen von Mikrometern bis zu Zentimetern. Das hängt von der Rohrgeometrie, der Oberflächenrauhigkeit und der Strömungsgeschwindigkeit ab.
Und in der Theorie?😜