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Natürliche Konvektion

Storyboard

Natürliche Konvektion wird durch die Schwerkraft ausgelöst. Niedrigere Temperaturzonen, in denen sich die Masse zusammengezogen hat und daher größer ist, neigen dazu, durch Verdrängung einer Masse höherer Temperatur abzufallen, die im erweiterten Zustand weniger dicht und daher leichter ist.

>Modell

ID:(1167, 0)

Turbulenzen durch eine Zigarette erzeugt

Definition

Eine Zigarette hat eine glühende Spitze, die die Luft in ihrer Umgebung erhitzt. Zusätzlich ermöglicht der ausgestoßene Rauch, die Bewegung der Luft sichtbar zu machen. Durch die Erhitzung dehnt sich die Luft aus, was zu einer Verringerung der Dichte führt und somit eine Auftriebskraft erzeugt. Dadurch beginnt der Rauch laminar aufzusteigen und es bilden sich die typischen Linien.

Im Verlauf dieses Prozesses beginnt das Gas abzukühlen, verliert an Auftriebskraft und bestimmte Bereiche steigen langsamer auf, was die aufwärts gerichtete Luftbewegung behindert. Dadurch entstehen Turbulenzen und die langsamer aufsteigenden Bereiche beginnen sich zu drehen und bilden Teil der Wirbel, die in diesem Bereich beobachtet werden.

ID:(1654, 0)

Unterschiedliche Viskositäten

Bild

Die Viskosität hat einen tiefgreifenden Einfluss auf das Verhalten eines Fluids, wie in den folgenden drei Beispielen zu sehen ist:

ID:(7068, 0)

Natürliche Konvektion

Beschreibung

Variablen

Symbol

Text

Variable

Wert

Einheiten

Berechnen

MKS-Wert

MKS-Einheiten

$Re$

Anzahl der Reynold

$\rho$

rho

Dichte

kg/m^3

$v$

Mittlere Geschwindigkeit der Flüssigkeit

m/s

$R$

Typische Abmessungen des Systems

$\eta$

eta

Viskosität

Pa s

Berechnungen

Gleichung

Zahl

Zuerst die Gleichung auswählen:

, dann die Variable auswählen:

Symbol

Gleichung

Gelöst

Übersetzt

Berechnungen

Symbol

Gleichung

Gelöst

Übersetzt

Variable

Gegeben

Berechnen

Ziel :

Gleichung

Zu verwenden

Gleichungen

$ Re =\displaystyle\frac{ \rho R v }{ \eta }$

Re = rho * R * v / eta

(ID 3177)

$ r =\displaystyle\frac{ M_v }{ M_a }$

r = M_v / M_a

(ID 7069)

$ Gr =\displaystyle\frac{ \rho ^2 g \alpha }{ \eta ^2}( T_b - T_t ) h ^3$

Gr =\displaystyle\frac{ \rho ^2 g \alpha }{ \eta ^2}( T_b - T_t ) h ^3

(ID 9041)

$ v =\displaystyle\frac{ g }{ \eta }( \rho_b - \rho_m ) h ^2$

v = ( \rho_b - \rho_m )* h ^2 * g / eta

(ID 9042)

Beispiele

Turbulenzen durch eine Zigarette erzeugt

Eine Zigarette hat eine gl hende Spitze, die die Luft in ihrer Umgebung erhitzt. Zus tzlich erm glicht der ausgesto ene Rauch, die Bewegung der Luft sichtbar zu machen. Durch die Erhitzung dehnt sich die Luft aus, was zu einer Verringerung der Dichte f hrt und somit eine Auftriebskraft erzeugt. Dadurch beginnt der Rauch laminar aufzusteigen und es bilden sich die typischen Linien.

Im Verlauf dieses Prozesses beginnt das Gas abzuk hlen, verliert an Auftriebskraft und bestimmte Bereiche steigen langsamer auf, was die aufw rts gerichtete Luftbewegung behindert. Dadurch entstehen Turbulenzen und die langsamer aufsteigenden Bereiche beginnen sich zu drehen und bilden Teil der Wirbel, die in diesem Bereich beobachtet werden.

(ID 1654)

Unterschiedliche Viskosit ten

Die Viskosit t hat einen tiefgreifenden Einfluss auf das Verhalten eines Fluids, wie in den folgenden drei Beispielen zu sehen ist:

(ID 7068)

ID:(1167, 0)