Laminare Strömung – Problemlösung

Stellen Sie sich vor, dass Luft mit 300 Kelvin bei normalem Atmosphärendruck durch das Rohr strömt, mit einem Massendurchfluss von 0,0163 Kilogramm pro Sekunde. Wenn davon ausgegangen wird, dass die Strömung laminar ist, bestimmen Sie den minimal zulässigen Durchmesser für das Rohr.

Eine laminare Strömung wird erreicht, wenn die Reynolds-Zahl 2100 nicht überschreitet. Diese Berechnung beginnt mit der Angabe der Geschwindigkeit in Form von Durchfluss und Querschnittsfläche.

Bei einem kreisförmigen Rohr hängt die Geschwindigkeit von der Durchflussmenge und dem Rohrdurchmesser ab. Das Einsetzen dieses Ausdrucks für die Geschwindigkeit in die Formel der Reynolds-Zahl, die Dichte, Geschwindigkeit, Durchmesser und Viskosität umfasst, ermöglicht die Berechnung der Durchflussrate.

Bei gegebener Durchflussmenge wird die Fluiddichte anhand bekannter Werte für Druck, Gaskonstante und Temperatur berechnet, was etwa 1,177 Kilogramm pro Kubikmeter ergibt.

Mit den bekannten Größen des Massendurchflusses und der Dichte ergibt sich ein Volumenstrom von etwa 0,0138 Kubikmetern pro Sekunde.

Bei Verwendung eines Standardviskositätswerts beträgt der erforderliche Rohrdurchmesser zur Gewährleistung einer laminaren Strömung etwa 0,46 Meter, wobei die Reynolds-Zahl bei 2100 bleibt.