Definitionen
Dichte (Density) – Eine Materialeigenschaft, die den Zustand eines Flüssigkeitsflusses als inkompressibel oder kompressibel definiert. Die konstitutive Gleichung des Zustands der Dichte hat folgende allgemeine Form:
Dabei gilt:
T
Temperatur
kg/m3
Dichte
Zusätzlich zur mit dem Ausdrucks-Editor benutzerdefinierten Dichte sind verschiedene spezielle konstitutive Gleichungen des Zustands vorhanden, um die Flussdichte zu bestimmen und die obigen geltenden Gleichungen zu lösen.
Konstante Dichte – In einem Flüssigkeitsfluss hat die Annahme einer konstanten Dichte den Fluss als inkompressibel vereinfacht. Für die meisten Flüssigkeiten wird die Dichte als eine Konstante betrachtet, es sei denn, sie ist erheblichen Schwankungen im Hinblick auf Druck, Temperatur oder Druck und Temperatur ausgesetzt.
Wasserschlag (Compressible Liquid) – Bei Wasserschlägen und Einspritzdüsen sind die Kompressibilitätseffekte einer Flüssigkeit entscheidend, um die Flussmerkmale und somit die Leistung der Flusskomponenten, Apparaturen oder beiden zu bestimmen. Das folgende kompressible Flüssigkeitsmodell ist in Creo Flow Analysis verfügbar:
Allgemeine Gasgleichung (Ideal Gas Law) – Für kompressible Flüsse verknüpft die allgemeine Gasgleichung die Gasdichte mit dem absoluten Flussdruck und der absoluten Flusstemperatur wie folgt:
Dabei gilt:
P
absoluter Druck in N/m2 (Manometerdruck + Betriebs-/Referenzdruck)
T
statische Temperatur (Kelvin)
Mw
Molekulargewicht
R
Universelle Gaskonstante
Isentrope Gasgleichung (Isentropic Gas Law) – In Flow Analysis ist dies die absolute Temperatur in Kelvin (K). In Bezug auf thermodynamische Eigenschaften ist die Temperatur das steuernde Element für die Energieübertragung als Wärme.
Dabei gilt:
ρt
Referenzdichte
Pt
Referenzdruck
Tt
Referenztemperatur
γ=CP/CV
Adiabatischer Index, Verhältnis der spezifischen Wärme bei konstantem Druck zur spezifischen Wärme bei konstantem Volumen
M
Mach-Zahl
Mass Fraction Average – Eine Methode zum Berechnen der durchschnittlichen Dichte für Kombinationen aus mehreren Komponenten in einem ausgewählten Volumen.
Dabei gilt:
ρi
Dichte
fi
Konzentration der einzelnen Komponenten
Volume Fraction – Volumen einer Komponente geteilt durch das Gesamtvolumen in einem ausgewählten Volumen oder an einem Punkt.