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Strömungsmechanik nicht-newtonscher Fluide

Dozent/in

Prof. Dr. Andreas Wierschem

Angaben

Vorlesung, 2 SWS, ECTS-Studium, ECTS-Credits: 5, Evaluation, Unterrichtssprache DeutschE

Zeit und Ort:

  • Do 12:15-13:45 Uhr, LSTM-SR

Studienfächer / Studienrichtungen

WPF CBI-MA 123 (ECTS-Credits: 5)
WPF LSE-MA 123 (ECTS-Credits: 5)
WPF CEN-MA 123 (ECTS-Credits: )

Voraussetzungen / Organisatorisches

Grundwissen in Strömungsmechanik. Kenntnisse der Rheologie sind vortheilhaft.

Die Lehrveranstaltung wird in Deutsch oder Englisch durchgeführt.

Inhalt

Die Strömungsmechanik nicht-newtonscher Fluide beschäftigt sich mit dem Fließverhalten von Stoffen, bei denen die Materialeigenschaften wie Viskosität eine Funktion der mechanischen Beanspruchung ist. In unserem Alltag finden sich unzählige dieser Materialien.

Beispielhaft seien genannt: Lebensmittel wie Brotaufstrich, Ketchup, Senf, Soßen, Teige oder Kosmetikartikel wie z.B. Zahnpasta, Pasten, Cremes, Shampoo, Rasierschaum, aber auch Lacke, Zement, Polymerschmelzen, Schlämme finden sich darunter. In der industriellen Verarbeitung ist die Strömungsmechanik nicht-newtonscher Fluide daher von großer Bedeutung für die Auslegung von verfahrenstechnischen Anlagen (z.B. Druckverlust, Auswahl eines Rührorgans, Pumpen, etc.).
Dies gilt umso mehr, da nicht-newtonsche Fluide sich gegenüber den klassischen newtonschen Fluiden wie Wasser oder Luft konträr verhalten können: Die Viskosität kann sich bei Scherbelastung um mehrere Größenordnungen ändern, Zahnpasta beispielsweise kann sich bei geringen Scherbelastungen wie ein Festkörper verhalten; Fluide können sich an die Vorgeschichte „erinnern" oder an einem Rührer hochkriechen statt wie Wasser nach außen geschleudert werden.

Inhalt: Kinematik, Bilanzgleichungen, reinviskose Fluide, 3-dimensionale Fließgesetze, Schichtenströmungen, Normalspannungseffekte, Weissenbergeffekt und Strangaufweitung, Dehnströmungen, Objektivität, instationäre Strömungen, 3-dimensionale viskoelastische Materialmodelle.

Übungen ergänzen die Vorlesung. Studenten werden angeleitet, das erhaltene Wissen anzuwenden, strömungsmechanische Problemstellungen bei nicht-newtonschen Fluiden zu bewerten und Lösungen zu entwickeln.

ECTS-Informationen

Title:

Fluid mechanics of non-Newtonian fluids

Zusätzliche Informationen

Schlagwörter: CIW, CBI, LSE, Strömungsmechanik, Rheologie
Erwartete Teilnehmerzahl: 10
www: http://www.lstm.uni-erlangen.de