Bernoulli-Gleichung und strömungsbedingte Unterdrücke

Bernoulli-Gleichung und Reibung im Strömungskanal

Die Bernoulli-Gleichung ist die Grundlage für die Erklärung vieler Phänomene in der Strömungsmechanik.

In diesem Versuch können wir beobachten, dass der statische Druck an jenen Stellen in einem Strömungsrohr niedrig ist, an denen der dynamische Druck hoch ist. Ein hoher dynamischer Druck wird in diesem Versuchsaufbau mit einer Engstelle in dem Strömungsrohr erreicht. Steigrohre an verschiedenen Positionen des Strömungsrohrs ermöglichen das qualitative Beobachten des statischen Drucks.

auch Prandtlsches Staurohr

Ein Drucksonde nach Prandtl, auch Prandtlsches Staurohr genannt, dient dazu, den dynamischen Druck einer Strömung zu messen. Dieser kann nicht direkt bestimmt werden, sondern wird aus der Differenz von Gesamtdruck und statischem Druck ermittelt. Das Staurohr besitz dazu vor eine Öffnung, an der sich die Luft staut. An dieser Öffnung liegt der Gesamtdruck vor. An den Öffnungslöchern auf der Seite herrscht der statische Druck. Über unterschiedliche Zugänge zu einem Manometer wird die Differenz der beiden Drücke gebildet. Das vorhandene Manometer ist auf Windgeschwindigkeit und zusätzlich mmWs (Millimeter-Wassersäule) kalibriert.

eindrucksvolles Experiment zur Bernoulli-Gleichung

In diesem Versuch sehen wir uns das hydrodynamische Paradoxon an. Dazu stehen zwei Metallplatten zur Verfügung, wobei in eine der Metallplatten ein Loch eingelassen ist. Über dieses Loch wird Druckluft durch die Metallplatten gepustet. Wird die zweite Metallplatten entgegen der Druckluft in Richtung der Platte mit dem Loch bewegt, so wird sie angezogen, wenn der Abstand der beiden Metallplatten in der Größenordnung von 1 mm ist.

Dabei bläst der Orkan nicht von unten gegen das Dach.

Für die Simulation eines Orkan steht ein kleines Modellhaus zur Verfügung, dessen Dach nur lose aufgelegt ist. Der Orkan selbst wird mit Druckluft nachgebildet.

Pustet man mit der Druckluftpistole über das Hausdach, so hebt es ab, selbst wenn sich die Pistole noch etwa 1 cm oberhalb des Dachfirsts befindet. Es ist folglich nicht notwendig, dass ein Dach von unten angewindet wird, damit es vom Haus gelöst und angehoben wird.

im Einsatz mit den Magdeburger Halbkugeln

Wir sehen uns das Prinzip einer Wasserstrahlpumpe mit Hilfe der Magdeburger Halbkugeln an. Bei einer Wasserstrahlpumpe wird eine Engstelle so verbaut, dass durch diese Engstelle strömendes Wasser (aus einem Wasserhahn) dort einen hohen dynamischen und damit einen niedrigen statischen Druck erzeugt. Der niedrige statische Druck kann verwendet werden, um die Magdeburger Halbkugeln so weit abzupumpen, dass sie von Hand nicht mehr auseinander gezogen werden können.

aus dem Fußball bekannt von einer Bananenflanke

Auch wenn man den Magnus-Effekt im Alltag vor allem an Luft kennt, beispielsweise von Ballsportarten, sehen wir ihn hier uns in Wasser an.