13.21
Nehmen wir an, dass eine inkompressible, laminare Flüssigkeit in einem stationären Zustand durch ein Rohr mit ungleichmäßigem Querschnitt strömt.
Da das Fluid inkompressibel ist, bleiben das Volumen des Fluidelements und seine Masse konstant.
Die Geschwindigkeit, mit der das Fluidelement in das Rohr ein- und austritt, ist unterschiedlich, was zu einer Änderung der kinetischen Nettoenergie führt.
Die Kraft, die auf das Fluidelement wirkt, ist auf den Umgebungsdruck des Fluids zurückzuführen.
Die Netzarbeit, die die umgebende Flüssigkeit während der Verdrängung auf das Fluidelement ausübt, ist also die Differenz zwischen der Arbeit, die beim Eintritt in das Rohr und beim Verlassen des Rohrs geleistet wird.
Wenn sich das Fluidelement im erhöhten Bereich bewegt, gewinnt es potentielle Gravitationsenergie und die Änderung der potentiellen Gravitationsenergie wird bestimmt.
Nach dem Satz der arbeitskinetischen Energie entspricht die am Fluidelement geleistete Arbeit der Änderung der kinetischen Energie.
Dividiert man durch einen gemeinsamen Wert, erhält man eine Gleichung.
Entlang einer Stromlinie ist die Gesamtenergie pro Volumeneinheit eines fließenden Fluids eine Konstante, die als Bernoulli-Gleichung bezeichnet wird.
Die Anwendung des Energieerhaltungssatzes oder des Arbeits-Energie-Theorems auf eine inkompressible, nichtviskose Flüssigkeit in laminarer, stationäre…
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