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Nachtest vom 02. Oktober 2012

Hallo, ich habe den Nachtest fotografiert. Hier die Fragen:

Beantworten Sie folgende 6 Fragen, indem Sie die richtigen Antworten (und nur diese) ankreuzen (es können mehrere Antworten pro Frage richtig sein) bzw. indem Sie alle Antworten laut Angabe vervollständigen. 2 Punkte: alle Kreuz(e) richtig gesetzt/Antworten richtig vervollständigt 0 oder 1 Punkte: Kreuz(e) falsch gesetzt/Antworten falsch vervollständigt 0 Punkte: keine Kreuz(e)/Antwort(en)

[SIZE=2]Frage 1 Stationärer, kompressibler, isentroper Stromfaden: in unten stehender Abbildung sind verschiedene normierte Größen als Funktion der lokalen Machzahl M aufgetragen. Ordnen Sie die Buchstaben a - c, die in der Abbildung eingezeichnet sind, richtig zu:

___ $ \frac{s}{s_0} $ ___ $ \frac{T}{T_0} $ ___ $ \frac{c^*}{c_0} $

___ $ \frac{A^}{A} $ ___ $ \frac{u}{c} $ ___ $ \frac{u}{\sqrt{6}c^} $

[Siehe Abbildung 1 im Anhang]

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Stationärer, senkrechter Verdichtungsstoß in einem idealen Gas konstanter spezifischer Wärmekapazität: welche der folgenden Größen sind über den Stoß hinweg bekannt?

[]die Entropie $ s $ []die Temperatur $ T $ []die Schallgeschwindigkeit $ c $ []die Dichte $ \rho $ [*]keine der genannten Größen

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[SIZE=2]Frage 3 Betrachten Sie ein kleines stationäres Objekt, das von einem kompressiblem, reibungsfreien Fluid mit konstanter Geschwindigkeit u angeströmt wird. Welche der folgenden Aussagen sind richtig?

[]Wenn die Anströmgeschwindigkeit u sehr viel kleiner als die Schallgeschwindigkeit ist, kann die Strömung als inkomressibel betrachtet werden. []Wenn die Anströmgeschwindigkeit u beinahe Schallgeschwindigkeit erreicht, kann sich vor dem Objekt ein Verdichtungsstoß ausbilden. []Wenn die Anströmgeschwindigkeit u größer als die Schallgeschwindigkeit ist, breiten sich Druckschwankungen, die von dem Objekt ausgehen, nur innerhalb des Mach'schen Kegels aus. []Keine dieser Aussagen ist richtig.

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Rotierende Flüssigkeit: gegeben ist das unten skizzierte Stromlinienbild einer ebenen, inkompressiblen, stationären Strömung (die Schwerkraft spielt keine Rolle). Zwischen jeweils welchen zwei Punkten aus {A,B,C,D} kann man die Bernoulligleichung anwenden?

[]A und B []A und C []A und D []B und C []B und D []C und D [*]zwischen keinen

[Siehe Abbildung 2 im Anhang]

[SIZE=2]Frage 5 Durch welchen Term unterscheidet sich die Navier-Stokesgleichung von der Eulergleichung im Falle eines inkompressiblen Fluids?

[Siehe Abbildung 3 im Anhang]

Ein Wasserstrahl trifft, wie unten skizziert, unter einem Wirbel $ \alpha $ auf eine Platte. Welche der folgenden Aussagen gelten unter der Annahme, dass die Strömung stationär, inkompressibel und reibungsfrei ist? Für den (in der Skizze eingezeichneten) Druck $ p_1 $ gilt $ p_1 \approx p_0 $ Für den Druck $ p_2 $ gilt $ p_2 \approx p_0 $ Für den Druck $ p_3 $ gilt $ p_3 \approx p_0 $ Der Strahl übt eine Kraft auf die Platte aus, die unter dem Winkel $ \alpha $ angreift. Der Strahl übt eine Kraft auf die Platte aus, die normal auf die Platte steht. Keine dieser Aussagen gilt.

[Siehe Abbildung 4 im Anhang]

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[SIZE=3]2. Rechenteil Ein gerades, horizontales Rohr mit Länge L, Durchmesser d und Rauhigkeit k verbindet zwei große Behälter, die mit Wasser gefüllt sind. Die Wasserspiegel befinden sich in den höhen $ h_1 $ bzw. $ h_2 $ über den Rohrmündungen. Eine Pumpe pumpt das Wasser mit Konstanter Rate $ \dot{V} $ von Behälter 1 in den Behälter 2, wie in der Skizze angegeben.

Sie Strömung sei stationär, die Wasserspiegel ändern sich nicht. Verluste beim Rohrein- bzw. austritt sowie in der Pumpe werden vernachlässigt.

Folgenden Größen sind gegeben.

die Länge $ L = 2km $ des Rohres der Durchmesser $ d = 1m $ des Rohres die Rauhigkeit $ k = 2mm $ der Rohrwand die Höhendifferenzen $ h_1 = 10m $, $ h_2 = 20m $ der Volumenstrom $ \dot{V}=0.6\frac{m^3}{s} $ die Dichte $ \rho=1000\frac{kg}{m^3} $ des Wassers die kinematische Viskosität $ \ny=10^-6\frac{m^2}{s} $ des Wassers der Umgebungsdruck $ p_0=1bar $ die Schwerebeschleunigung $ g=9.81\frac{m}{s^2} $

[Siehe Abbildung 5 im Anhang]

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Korrigiert mich falls sich Fehler eingeschlichen haben, die letzte Seite war leider ziemlich verschwommen.

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