21.1
Die Rohrströmung beschreibt die Flüssigkeitsbewegung durch geschlossene, vollständig gefüllte Leitungen, typischerweise zylindrische Rohre wie Wasserleitungen oder Hydraulikschläuche, die so konstruiert sind, dass sie höheren Druckgradienten standhalten, ohne sich zu verformen.
Rechteckige Leitungen, wie z. B. Klima- und Heizungskanäle, bewältigen in der Regel niedrigere Drücke.
Bei der Rohrströmung wird die Bewegung durch Druck angetrieben, während die Strömung in offenem Kanal ausschließlich auf der Schwerkraft beruht.
Osborne Reynolds leistete mit seinem Farbstoffinjektionsexperiment Pionierarbeit bei der Klassifizierung von Flüssigkeitsströmungen in Rohren.
Durch die Injektion von Farbstoff in das Wasser, das durch Rohre fließt, identifizierte Reynolds drei unterschiedliche Regime: laminar, übergangsweise und turbulent.
Bei niedrigen Fließgeschwindigkeiten bildet der Farbstoff eine glatte Schlierenlinie; mit zunehmendem Fluss beginnt er zu fluktuieren und verteilt sich schließlich zufällig.
Die Reynolds-Zahl, ein wichtiger dimensionsloser Parameter, stellt das Verhältnis von Trägheits- zu viskosen Kräften in der Rohrströmung dar.
Die Reynolds-Zahl hängt von der Geschwindigkeit, der Dichte, der Viskosität und dem Rohrdurchmesser des Fluids ab. Bei glatten, kreisförmigen Rohren sind die Strömungen in der Regel laminar unterhalb von 2100, turbulent über 4000 und übergangsweise dazwischen.
Rohrströmung bezieht sich auf die Bewegung von Flüssigkeiten in vollständig geschlossenen Leitungen, die typischerweise zylindrisch geformt sind, wie…
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