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Laminare Strahlausbreitung. (German) JFM 59.0767.02

Unter laminarer Strahlausbreitung versteht man die Vermischung eines aus einer Öffnung austretenden Flüssigkeitsstrahles mit der umgebenden ruhenden Flüssigkeit unter Wirkung des laminaren Reibungsgesetzes. Die Berechnung wird nach den Ansätzen der Prandtlschen Grenzschichttheorie ausgeführt und gestaltet sich für den drehsymmetrischen Strahl besonders einfach. Bei der Integration wird für die Stromfunktion der Ansatz \[ \psi = x^pF(\eta )\quad \text{mit}\quad \eta =\frac y{x^n} \] eingeführt. Für den runden laminaren Strahl erhält man das eigenartige Ergebnis, daß die Durchflußmenge in einem bestimmten Lochabstand vom Impuls des Strahles unabhängig ist, d. h. unabhängig vom Überdruck, unter dem der Strahl aus Öffnung ausmeßt. Ein Strahl, der unter großem Druck (mit großer Geschwindigkeit) ausfließt, bleibt schmaler als ein andrer unter geringem Druck (mit kleiner Geschwindigkeit). Dieser reißt verhältnismäßig mehr ruhende Flüssigkeit mit. sich, so daß die Durchflußmenge bei gleicher Zähigkeit in beiden Fällen bei gleichem Lochabstand dieselbe wird. - Für den ebenen laminaren Strahl, d. h. für den aus einem langen schmalen Spalt austretenden Flüssigkeitsstrahl, kann die Lösung durch Zusammenfügung einer Potenzreihenentwicklung um \(\eta = 0\) und einer asymptotischen Lösung für \(\eta \rightarrow \infty \) gewonnen werden. Die Durchflußmenge ist jedoch nicht wie beim runden Strahl vom Strahlimpuls unabhängig.

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