Couette-Strömung

Die Couette-Strömung beschreibt die Fluidbewegung zwischen zwei parallelen Platten, von denen eine stationär ist und die andere sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegt, wodurch eine stetige, laminare, schergetriebene Strömung entsteht.

Dieser Aufbau vereinfacht die Navier-Stokes-Gleichungen, die in dimensionsloser Form ausgedrückt werden können.

Ein dimensionsloser Parameter, der sich auf den Druckgradienten bezieht, definiert Schwankungen in den Strömungsprofilen der Couette.

Wenn es keinen Druckgradienten entlang der Strömungsrichtung gibt, wird dieser Parameter zu Null, was auf eine lineare Geschwindigkeitsvariation zwischen den beiden Platten hinweist.

Das Geschwindigkeitsprofil der Flüssigkeit zwischen den Platten ist linear und steigt von Null an der stationären Platte bis zur Geschwindigkeit der sich bewegenden Platte.

Die Couette-Strömung wird häufig verwendet, um das Verhalten von Flüssigkeiten in leicht belasteten Gleitlagern zu modellieren, wie z. B. in Wasserpumpen, bei denen eine dünne Schmiermittelschicht eine rotierende Welle innerhalb eines festen Gehäuses trennt.

Bei diesen leicht belasteten Lagern sind die Druckeinwirkungen minimal, so dass die Strömungseigenschaften denen der reinen Couette-Strömung sehr ähnlich sind.

Die Scherspannung und die Durchflussrate der Schmierschicht hängen von der Drehzahl der Welle und der Spaltweite zwischen Welle und Gehäuse ab.