Reynoldszahl

Susan · Anmeldungsdatum: 19.07.2006 Beiträge: 7

Hallo!

Wann nimmt man bei der Berechnung der Reynolds Zahl die char. Länge und wann den Durchmesser? grübelnd

Hängt dies zusammen => turbulente oder laminare strömung oder wo von??

MfG! & THX!

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5786 Wohnort: Heidelberg

Hallo!

Nein, die char. Länge meint ja eine für den Aufbau charakteristische Länge. Bei einem Rohr oder eine Kugel kann man da den Durchmesser nehmen, einfach etwas, was in der Größenordnung der Gegenstände liegt.
Man nimmt also nicht "entweder die char. Länge oder den Durchmesser" sondern die char. Länge kann bei einem bestimmten Versuchsaufbau eben der Durchmesser von irgendwas sein. Man nimmt also immer die char. Länge.
Die Reynoldszahl gibt ja ein Maß, ab wann eine laminare Strömung in eine turbulente übergeht. Ausrechnen kann man sie aber für beide Strömungsarten, bekommt dann aber eben einen anderen Wert für turbulente als für laminare Strömungen.

Gruß
Marco

//Edit: Ich wurde freundlicher Weise darauf hingewiesen, dass meine letzten beiden Sätze über die Reynoldszahl Quatsch sind, was leider auch stimmt...
Ich versuch's mal nochmal, aber ich kenne mich mit den Strömungen ehrlich gesagt nicht so besonders gut aus, weshalb das auch wieder falsch sein könnte:

Bei Re klein: Reibungsarbeit überwiegt gegenüber Beschleunigungsarbeit, so dass die Strömung laminar ist.
Bei einer kritischen Re können Turbulenzen und Wirbelbildung einsetzen.
Bei einer sehr großen Re wird die Strömung fast reibungsfrei. Dazu steht in meinem alten Physikbuch, dass die Strömung dann wieder laminar sein kann, weil Wirbel nur durch Reibung generiert werden können, andererseits aber auch schon entstandene Wirbel nicht abgebremst werden können

Ja, das ist alles, was ich noch so ungefähr über die Re-Zahl weiß... Wenn sich da jemand besser auskennt, dann wäre ich auf jeden Fall über mehr Informationen/Details/etc. sehr froh.

nochmal Gruß!
Marco

Susan · Anmeldungsdatum: 19.07.2006 Beiträge: 7

Hallo Marco!

Danke für deine Antwort!

Also nimmt man immer den Durchmesser und nie die Länge?
Wieso wird in der Formal dann die Länge genommen? Würde doch mehr sind mit d machen statt l oder?

Aber ich glaube man nimmt bei Rohen immer den Durchmesser zumindest haben wir es bei unseren Rechnungen so gemacht!

Danke! Ciao!

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5786 Wohnort: Heidelberg

Hallo!

Das heißt "charakteristische Länge", weil es nicht unbedingt ein Durchmesser sein muß. Wenn Du z. B. ein Rohr mit einem quadratischen Querschnitt nimmst, dann hast Du ja keinen Durchmesser, aber die char. Länge könnte man jetzt als die Kantenlänge des Quadrats nehmen oder so.
Wenn Du mit Objekten arbeitest, die einen Durchmesser haben, kann man oft den als charakteristische Länge nehmen. Bei anderen Objekten halt eine andere Länge, charakteristisch für die Strömung ist. Dein Satz "Also nimmt man immer den Durchmesser und nie die Länge?" macht deshalb keinen Sinn, weil bei Eurer Versuchsanordnung offensichtlich der Durchmesser die charakteristische Länge war, Länge und Durchmesser also das selbe sind.
Übrigens habe ich den Post von oben nochmal etwas ergänzt, weil der nicht so wirklich richtig war: Wenn die Reynoldszahl bei einer Strömung überschritten wird, muß nicht unbedingt eine turbulente Strömung entstehen. Mein Satz von oben wäre also besser so:
"Die Reynoldszahl gibt ja ein Maß, ab wann eine laminare Strömung in eine turbulente übergehen kann."
Aber mir ging es nicht so sehr um die Reynoldszahl an sich sondern eher um das, was bei der Formel unter charakteristischer Länge zu verstehen ist.

Gruß
Marco

Susan · Anmeldungsdatum: 19.07.2006 Beiträge: 7

Danke!!

Jetzt hab ich es mit der "charakteristischen Länge" verstanden.

Tanzen

Warst mir eine große Hilfe! Gott

CIAO!

dachdecker2

Die charakteristische Länge ist etwas, das man anscheinend nur sehr schwer im Netz findet, besser ist der hydraulische Durchmesser - nur ein anderer Name.

Der hydraulische Durchmesser wird für nichtrunde Objekte nach follgender Formel berechnet:

A ist dabei die Querschnittsfläche des angeströmten Profils (bei mir war das Medium innen, ich finde aber nichts, das gegen Anwendung der Formel für Außenströmungen spricht)

u ist der Umfang des angeströmten Profils

Der hydraulische Durchmesser kann bei langgestreckten Profilen etwa bei Rohren angewendet werden, für Flugzeugflügel ist er nicht geeignet.

//Edit:
Ich hab gerade noch ein paar Formeln für den hydraulischen Durchmesser gefunden:

Ringspalt (Spalt zwischen konzentrischen Rohren):

mit s = Spaltweite

geschlossener Rechteckkanal:

oben offener Rechteckkanal:

Wenn man einsetzt, sieht man dass die allgemeine Formel oben in diese drei speziellen Anwendungsfälle übergeht.

Für Flügel kann man die Reynoldszahl nach dieser Formel berechnen:

Im Unterschied zur "normalen" Gleichung wird die Anströmgeschwindigkeit statt der Durchschnittsgeschwindigkeit verwendet. Die charakteristische Länge L ist die Flügeltiefe.

ist die kinematische Viskosität des strömenden Mediums.

gert · Gast

hängt mit der gewählten Nusselbeziehung zusammen, steht eig immer dabei

Dometheus · Gast

Zum Verständnis:
Die characteristische Länge ist eigentlich eine Art Bemaßungsgröße in einer Skizze des betrachteten Strömungsproblems. Die Rohrströmung durch kreisrunde Rohre ist besonders gut untersucht, sodass besonders viele Korrelationen existieren, die die Reynoldszahl mit dem Rohrdurchmesser als charakteristische Größe als Parameter verwenden (z.B. für den Wärmeaustausch zwischen Flüssigkeit und Rohrwand und für die Reibunsgsverluste). Man hat jedoch festgestellt, dass andere Rohrquerschnitte von der Reynoldszahl abhängig ein ähnliches Verhalten auf weisen, WENN man in selbigen Korrelationen einen Ersatzdurchmesser "hydraulischer Durchmesser" verwendet. Dieser ist von dem spezifischen, von dem Problem des kreisrunden Rohrs abweichenden, Strömungsproblem abhängig. Im thread sind ja bereits entsprechende Formeln zu finden.