Impulsformel – Impulsgleichung
Wir gehen davon aus, dass die Flüssigkeit sowohl stabil als auch inkompressibel ist . Um die Änderungsrate des Impulses für eine Flüssigkeit zu bestimmen, betrachten wir ein Stromrohr ( Kontrollvolumen ), wie wir es für die Bernoulli-Gleichung getan haben . In diesem Steuervolumen ist jede Änderung des Impulses des Fluids innerhalb eines Steuervolumens auf die Einwirkung äußerer Kräfte auf das Fluid innerhalb des Volumens zurückzuführen.
Wie aus dem Bild ersichtlich, kann mit der Kontrollvolumenmethode das Gesetz der Impulserhaltung in Flüssigkeiten analysiert werden. Das Kontrollvolumen ist eine imaginäre Oberfläche, die ein interessierendes Volumen einschließt. Das Kontrollvolumen kann fest oder beweglich sein und es kann starr oder verformbar sein. Um alle auf die Oberflächen des Kontrollvolumens einwirkenden Kräfte zu bestimmen, müssen wir die Erhaltungssätze in diesem Kontrollvolumen lösen.
Die erste Erhaltungsgleichung, die wir im Kontrollvolumen berücksichtigen müssen, ist die Kontinuitätsgleichung ( das Erhaltungsgesetz der Materie ). In der einfachsten Form wird es durch folgende Gleichung dargestellt:
∑ṁ in = ∑ṁ out
Summe der pro Zeiteinheit eintretenden Massenströme = Summe der pro Zeiteinheit austretenden Massenströme
Die zweite Erhaltungsgleichung, die wir im Kontrollvolumen berücksichtigen müssen, ist die Impulsformel . In der einfachsten Form der Dynamik Formel kann durch folgende Gleichung dargestellt werden:
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Auswahl eines Kontrollvolumens
Ein Kontrollvolumen kann als ein beliebiges Volumen ausgewählt werden, durch das Fluid fließt. Dieses Volumen kann statisch sein, sich bewegen und sich während des Flusses sogar verformen. Um ein Problem zu lösen, müssen wir grundlegende Erhaltungsgesetze in diesem Band lösen. Es ist sehr wichtig, alle relativen Strömungsgeschwindigkeiten zur Kontrolloberfläche zu kennen, und daher ist es sehr wichtig, die Grenzen des Kontrollvolumens während einer Analyse genau zu definieren.
Beispiel: Die Kraft, die auf einen Umlenkbogen wirkt
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