Eigenschaften von Fluiden

Zusammenfassung

Der molekulare Aufbau und die daraus resultierende Mikrostruktur ist für die makroskopischen Eigenschaften der Strömungsmedien von zentraler Bedeutung. Die Aggregatzustände von Gas, Flüssigkeit und fester Körper werden anhand des molekularen Aufbaues erläutert. Der Widerstand gegen Formänderungen durch Elastizität und Viskosität wird an den Beispielen der festen elastischen Körper und der Fluide aufgezeigt und durch die rheologischen Ersatzmodelle erläutert.

Eigenschaften Newtonscher und nicht-Newtonscher Fluide werden über den Zusammenhang zwischen Schubspannung und Deformationsgeschwindigkeit definiert. Das Verhalten der dynamischen und kinematischen Viskosität wird in Abhängigkeit von der Temperatur für Flüssigkeiten und Gase aufgezeigt. Mit der gaskinetischen Erklärung der inneren Reibung wird die kinematische Viskosität auf molekulare Eigenschaften zurückgeführt.

Die Zustandsgleichung idealer Gase wird aus der Verbindung des Boyle-Mariotte- mit dem Gay-Lussac-schen Gesetz hergeleitet. Die physikalischen Ursachen der Oberflächen- und Grenzflächenspannung sowie der Kapillarität werden detailliert betrachtet und bei Anwendungsbeispielen erläutert.