Strömungsprofile: Geschwindigkeits- und Druckverteilung verstehen

Question 1

Welche Aussage zur Geschwindigkeitsverteilung innerhalb einer Grenzschicht ist korrekt?

Accepted Answer

Die Geschwindigkeit ist am Rand der Grenzschicht gleich Null.

Answer

Die Geschwindigkeit ist in der Mitte der Grenzschicht am größten.

Answer

Die Geschwindigkeit nimmt linear mit dem Abstand zur Wand zu.

Answer

Die Geschwindigkeit ist überall in der Grenzschicht konstant.

Question 2

Welche der folgenden Größen hat keinen Einfluss auf die Dicke der Grenzschicht?

Accepted Answer

Druck

Answer

Geschwindigkeit

Answer

Rauigkeit

Answer

Temperatur

Question 3

Welche Aussage zur Grenzschichtablösung ist korrekt?

Accepted Answer

Sie kann durch Turbulenzerzeuger begünstigt werden.

Answer

Sie tritt nur bei laminaren Grenzschichten auf.

Answer

Sie führt zu einer Verringerung des Strömungswiderstands.

Answer

Sie ist immer schädlich.

Question 4

Welche Aussage zur Geschwindigkeitsverteilung in einer laminaren Strömung trifft zu?

Accepted Answer

Das Geschwindigkeitsgefälle ist linear, was zu einem parabolischen Geschwindigkeitsverteilung führt.

Answer

Das Geschwindigkeitsgefälle ist logarithmisch, was zu einer logarithmischen Geschwindigkeitsverteilung führt.

Answer

Das Geschwindigkeitsgefälle ist konstant, was zu einer linearen Geschwindigkeitsverteilung führt.

Question 5

Welche Aussage beschreibt die transiente Strömung zutreffend?

Accepted Answer

Sie entsteht durch abrupte Änderungen der Strömungsbedingungen.

Answer

Die Strömungsgeschwindigkeit ist zeitlich unveränderlich.

Answer

Der Druck ist über den Strömungsquerschnitt gleichmäßig verteilt.

Question 6

Welche Aussage zur Geschwindigkeitsverteilung in einer laminaren Rohrströmung ist korrekt?

Accepted Answer

Parabolisch

Answer

Linear

Answer

Exponentiell

Answer

Hyperbolisch

Question 7

Welche physikalische Größe beschreibt die Dicke der laminaren Grenzschicht?

Accepted Answer

Impulsverlustdicke

Answer

Verschiebungsdicke

Answer

Energieverlustdicke

Answer

Reynoldszahl

Question 8

Welchen Einfluss hat die Oberflächenrauigkeit auf die Grenzschichtentwicklung?

Accepted Answer

Erhöhung des Reibungsbeiwerts

Answer

Reduktion der Grenzschichtdicke

Answer

Verminderung der Turbulenzintensität

Answer

Stabilisierung der laminaren Strömung

Question 9

Welche Strömungsart zeichnet sich durch unregelmäßige Geschwindigkeitsfluktuationen aus?

Accepted Answer

Turbulente Strömung

Answer

Laminare Strömung

Answer

Grenzschichtströmung

Answer

Kompressible Strömung

Question 10

Was beschreibt das Kármán-Wirbelstraßen-Phänomen?

Accepted Answer

Ablösen von Wirbeln hinter einem Hindernis

Answer

Resonanzschwingungen in Rohren

Answer

Strömungsinstabilität in Kanälen

Answer

Druckpulsationen in Pumpen

Question 11

Welche dimensionslose Kennzahl beschreibt das Verhältnis von Trägheitskräften zu Reibungskräften in einer Strömung?

Accepted Answer

Reynoldszahl

Answer

Strouhal-Zahl

Answer

Prandtl-Zahl

Answer

Machzahl

Question 12

Welche Aussage beschreibt eine Eigenschaft der laminaren Strömung?

Accepted Answer

Das Geschwindigkeitsprofil ist parabolisch.

Answer

Die Strömungslinien sind unregelmäßig und turbulent.

Answer

Die Strömung ist instationär.

Answer

Die Reibungskräfte sind vernachlässigbar.

Question 13

Welcher Faktor beeinflusst das Strömungsprofil in einem geraden, kreisförmigen Rohr mit konstantem Durchmesser am stärksten?

Accepted Answer

Die Reynolds-Zahl

Answer

Der Rohrradius

Answer

Die Oberflächenrauigkeit des Rohres

Question 14

Welches Geschwindigkeitsprofil beschreibt eine Strömung, bei der die Geschwindigkeit in Wandnähe zunimmt und von ihr weg abnimmt?

Accepted Answer

Parabolisches Profil

Answer

Hyperbolisches Profil

Answer

Lineares Profil

Answer

Exponentielles Profil

Question 15

Welche Größe beschreibt den Druckabfall in einer Strömung in Richtung der Strömungsrichtung?

Accepted Answer

Druckgradient

Answer

Reynolds-Zahl

Answer

Viskosität

Answer

Strömungsgeschwindigkeit

Question 16

Welche Schicht einer Grenzschicht ist durch den direkten Einfluss der Reibungskraft an der Wand gekennzeichnet?

Accepted Answer

Laminare Unterschicht

Answer

Turbulente Unterschicht

Answer

Außenzone

Answer

Pufferzone

Question 17

Welche dimensionslose Kennzahl gibt das Verhältnis der Trägheitskräfte zu den viskosen Kräften in einer Strömung an?

Accepted Answer

Reynolds-Zahl

Answer

Strouhal-Zahl

Answer

Mach-Zahl

Answer

Prandtl-Zahl

Question 18

Welche Form nimmt die Bernoulli-Gleichung für inkompressible, reibungsfreie Strömungen an?

Accepted Answer

p + 0,5ρv² = const.

Answer

p = const.

Answer

p + ρgh = const.

Answer

v = const.

Question 19

Welche Kraft wirkt auf ein sich in einer Strömung bewegendes Objekt aufgrund des Druckunterschieds zwischen Vorder- und Rückseite des Objekts?

Accepted Answer

Druckwiderstand

Answer

Formwiderstand

Answer

Reibungswiderstand

Answer

Induzierter Widerstand

Question 20

Wie kann die Grenzschichtablösung in einer Grenzschicht vermieden werden?

Accepted Answer

Erhöhung der Reynolds-Zahl

Answer

Erhöhung der Viskosität

Answer

Verringerung der Reynolds-Zahl

Question 21

Die Größe des Geschwindigkeitsgradienten in einer laminaren Grenzschicht ist direkt proportional zu welcher Größe?

Accepted Answer

der Schubspannung an der Wand

Answer

der Dicke der Grenzschicht

Answer

der freien Strömungsgeschwindigkeit

Question 22

Welche Aussage über die Druckverteilung in einer Poiseuille-Strömung ist richtig?

Accepted Answer

Der Druck nimmt parabolisch ab

Answer

Der Druck bleibt konstant

Question 23

Welche der folgenden Geschwindigkeitsverteilungen tritt typischerweise in einer turbulenten Grenzschicht auf?

Accepted Answer

Logarithmisches Profil

Answer

Parabolisches Profil

Answer

Lineares Profil

Question 24

Welche der folgenden Aussagen über den Widerstandskoeffizienten c_f ist korrekt?

Accepted Answer

Er nimmt mit zunehmender Reynoldszahl ab

Answer

Er ist unabhängig von der Reynoldszahl

Question 25

Die Charakteristische Länge für die Reynoldszahl einer Rohrströmung ist:

Accepted Answer

der Rohrdurchmesser

Answer

die mittlere Strömungsgeschwindigkeit

Question 26

Welche der folgenden Faktoren hat keinen Einfluss auf das Geschwindigkeitsprofil in einer laminaren Rohrströmung?

Accepted Answer

Oberflächenrauheit

Answer

Rohrdurchmesser

Answer

Durchflussrate

Question 27

Welcher Bereich in einer Strömung ist durch eine abnehmende Geschwindigkeit aufgrund der Reibung an einer soliden Oberfläche gekennzeichnet?

Accepted Answer

Grenzschicht

Answer

Druckgradient

Answer

Turbulenz

Answer

Strömungsabriss

Question 28

Welche Gleichung beschreibt den Zusammenhang zwischen Geschwindigkeitsprofil und Schubspannung in einer Newtonschen Strömung?

Accepted Answer

τ = μ * (du/dy)

Answer

τ = -μ * (dP/dx)

Answer

δ = (μ/ρ) * (V/D)

Answer

u = (1/ρ) * (dP/dx) * y

Question 29

Welche Gleichung beschreibt den Druckverlust in einer vollständig turbulenten Rohrströmung?

Accepted Answer

Δp = f * (L/D) * (ρV²)/2

Answer

Δp = 0

Answer

Δp = (1/2)ρV²

Answer

Δp = (8μLV)/(πD²)

Question 30

Welche Aussage zum Geschwindigkeitsprofil in einer turbulenten Grenzschicht ist korrekt?

Accepted Answer

Es folgt einem logarithmischen Verlauf.

Answer

Es folgt einem parabolischen Verlauf.

Answer

Es folgt einem linearen Verlauf.

Answer

Es folgt einem exponentiellen Verlauf.

Question 31

Welcher der folgenden Faktoren hat einen Einfluss auf die Dicke der laminaren Grenzschicht an einer ebenen Platte?

Accepted Answer

Reynoldszahl

Answer

Prandtlzahl

Answer

Froudezahl

Answer

Machzahl

Question 32

Welche Aussage zum statischen Druck in einer reibungsfreien, horizontalen Rohrströmung ist korrekt?

Accepted Answer

Er ist entlang der Mittellinie der Strömung konstant.

Answer

Er nimmt mit zunehmender Geschwindigkeit ab.

Answer

Er ist in der Grenzschicht niedriger als außerhalb.

Answer

Er ist im Zentrum der Strömung am höchsten.

Question 33

Wie wird der Impulsverlustkoeffizient ζ (Zeta) definiert?

Accepted Answer

Verhältnis des Gesamtdruckverlustes zur dynamischen Druckhöhe

Answer

Verhältnis der dynamischen Druckhöhe zum Gesamtdruckverlust

Answer

Produkt aus Gesamtdruckverlust und dynamischer Druckhöhe

Answer

Keines der oben genannten

Question 34

Welches der folgenden Profile beschreibt die Geschwindigkeitsverteilung in einem turbulenten Rohrströmungsprofil am besten?

Accepted Answer

Logarithmisches Gesetz

Answer

Lineares Gesetz

Answer

Hyperbolisches Gesetz

Answer

Parabolisches Gesetz

Question 35

Wie lautet die Bernoullische Gleichung für inkompressible, reibungsfreie Strömungen entlang einer Stromlinie?

Accepted Answer

p + (1/2)ρv² + ρgz = konstant

Answer

p - ρv² + ρgz = konstant

Answer

p + ρv² + ρgz = konstant

Answer

p - (1/2)ρv² + ρgz = konstant

Question 36

Welcher dimensionslose Parameter charakterisiert die Ähnlichkeit von Strömungsprofilen und -kräften?

Accepted Answer

Reynoldszahl

Answer

Strouhalzahl

Answer

Weberzahl

Answer

Eulerzahl

Question 37

Was ist der Zweck einer Grenzschichtabsaugung an einem Tragflügelprofil?

Accepted Answer

Verhinderung der Grenzschichtablösung und somit Reduktion des Druckwiderstands

Answer

Verringerung des Reibungswiderstands

Answer

Verzögerung des laminar-turbulenten Umschlags

Answer

Erhöhung des Auftriebs

Question 38

Welche Aussage zur Geschwindigkeitsverteilung in einer laminaren Rohrströmung ist korrekt?

Accepted Answer

Die Geschwindigkeit nimmt parabolisch von der Rohrachse zur Wand hin ab.

Answer

Die Geschwindigkeit ist konstant über den gesamten Rohrquerschnitt.

Answer

Die Strömung ist turbulent.

Question 39

Wie verhält sich die Schubspannung in einer Newtonschen Flüssigkeit?

Accepted Answer

Sie ist proportional zum Geschwindigkeitsgradienten.

Answer

Sie ist unabhängig von der Strömungsrichtung.

Answer

Sie ist abhängig von der Strömungsgeschwindigkeit.

Answer

Sie ist umgekehrt proportional zum Druckgradienten.

Question 40

Wie berechnet sich der Druckgradient in einer Poiseuille-Strömung in einem Rohr mit Radius R?

Accepted Answer

-8 ⋅ μ ⋅ Q / (π ⋅ R^4)

Answer

-4 ⋅ μ ⋅ Q / (π ⋅ R^4)

Answer

-16 ⋅ μ ⋅ Q / (π ⋅ R^4)

Answer

-2 ⋅ μ ⋅ Q / (π ⋅ R^4)

Question 41

Welche Annahme trifft auf eine inkompressible Strömung zu?

Accepted Answer

Die Dichte der Flüssigkeit bleibt konstant.

Answer

Die Geschwindigkeit der Flüssigkeit ist konstant.

Answer

Die Temperatur der Flüssigkeit ist konstant.

Answer

Der Druck der Flüssigkeit ist konstant.

Question 42

Was besagt das Bernoulli-Prinzip in Bezug auf eine Stromlinie in einer idealen, inkompressiblen Strömung?

Accepted Answer

Entlang einer Stromlinie bleibt die Summe aus statischem Druck, dynamischem Druck und potentieller Energie konstant.

Answer

Entlang einer Stromlinie bleibt die potentielle Energie konstant.

Answer

Entlang einer Stromlinie bleibt der statische Druck konstant.

Answer

Entlang einer Stromlinie bleibt die Geschwindigkeit konstant.

Question 43

Wie verhält sich der Geschwindigkeitsgradient in einer Couette-Strömung zwischen zwei parallelen Platten?

Accepted Answer

Er ist konstant.

Answer

Er ist exponentiell.

Answer

Er ist parabolisch.

Answer

Er ist linear, aber nicht konstant.

Question 44

Was beschreibt die Reynoldszahl?

Accepted Answer

Das Verhältnis von Trägheitskräften zu Reibungskräften in einer Strömung.

Answer

Das Verhältnis von Reibungskräften zu Druckkräften.

Answer

Den Druckverlust in einer Rohrleitung.

Answer

Das Verhältnis von Druckkräften zu Trägheitskräften.

Question 45

Welcher Strömungstyp ist durch chaotische und unregelmäßige Geschwindigkeitsänderungen gekennzeichnet?

Accepted Answer

Turbulente Strömung

Answer

Gleichförmige Strömung

Answer

Stationäre Strömung

Answer

Laminare Strömung

Question 46

Welche Aussage zur Grenzschicht in einer Strömung ist FALSCH?

Accepted Answer

Die Grenzschichtdicke nimmt mit zunehmender Geschwindigkeit zu.

Answer

In der Grenzschicht ändert sich die Geschwindigkeit der Flüssigkeit von null an der Wand bis zur Geschwindigkeit der freien Strömung.

Answer

Die Grenzschichtdicke ist der Abstand von der Körperoberfläche, bis 99% der Freistromgeschwindigkeit erreicht sind.

Answer

Die Grenzschicht entsteht aufgrund der Viskosität (Zähigkeit) der Flüssigkeit.

Question 47

Welche Gleichung beschreibt den Zusammenhang zwischen Druckverlust und Volumenstrom in einer laminaren Rohrströmung?

Accepted Answer

Hagen-Poiseuille-Gleichung

Answer

Reynolds-Zahl

Answer

Navier-Stokes-Gleichung

Answer

Bernoulli-Gleichung

Question 48

Ein Flugzeug mit einer Geschwindigkeit von 100 m/s fliegt in einer Höhe von 10.000 m. Welchen statischen Druck hat die Luft an der Oberfläche des Flugzeugs?

Accepted Answer

Der statische Druck kann nicht direkt aus der gegebenen Information berechnet werden.

Answer

Der statische Druck ist gleich dem dynamischen Druck.

Answer

Der statische Druck ist gleich dem Umgebungsdruck in 10.000 m Höhe.

Question 49

Was ist der Hauptgrund für den Druckabfall entlang einer Rohrleitung?

Accepted Answer

Reibung zwischen der Flüssigkeit und den Rohrwandungen

Answer

Veränderung der Geschwindigkeit der Flüssigkeit

Answer

Veränderung der Höhe der Rohrleitung

Question 50

Welche der folgenden Aussagen zur Reynolds-Zahl ist RICHTIG?

Accepted Answer

Die Reynolds-Zahl gibt das Verhältnis von Trägheitskräften zu Viskositätskräften an.

Answer

Die Reynolds-Zahl ist ein dimensionsloser Parameter, der die Geschwindigkeit einer Strömung beschreibt.

Answer

Eine hohe Reynolds-Zahl bedeutet immer eine laminare Strömung.

Question 51

Wie wirkt sich die Erhöhung der Viskosität einer Flüssigkeit auf die Grenzschichtdicke aus?

Accepted Answer

Die Grenzschichtdicke nimmt zu.

Answer

Die Grenzschichtdicke bleibt unverändert.

Answer

Die Grenzschichtdicke nimmt ab.

Question 52

Welche der folgenden Faktoren beeinflussen die Strömungsgeschwindigkeit in einer Rohrleitung?

Accepted Answer

Alle genannten Faktoren beeinflussen die Strömungsgeschwindigkeit.

Answer

Der Durchmesser der Rohrleitung.

Answer

Der Druckunterschied entlang der Rohrleitung.

Question 53

Was ist eine laminare Strömung?

Accepted Answer

Eine Strömung, bei der die Flüssigkeitsschichten parallel zueinander fließen.

Answer

Eine Strömung, die sich in einem Rohr befindet.

Answer

Eine Strömung, bei der die Flüssigkeitsschichten chaotisch und turbulent fließen.

Question 54

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Kontinuitätsgleichung?

Accepted Answer

Die Masse einer Flüssigkeit, die ein bestimmtes Volumen pro Zeiteinheit durchquert, ist konstant.

Answer

Der Druck einer Flüssigkeit in einem System ist konstant.

Answer

Die Energie einer Flüssigkeit in einem System ist konstant.

Question 55

Wie kann die Grenzschichtdicke reduziert werden?

Accepted Answer

Durch Erhöhung der Geschwindigkeit der Flüssigkeit.

Answer

Durch Erhöhung der Rauheit der Oberfläche.

Answer

Durch Verringerung der Viskosität der Flüssigkeit.

Question 56

Welche der folgenden Aussagen beschreibt am besten die Bedeutung des Begriffs "Grenzschicht" in der Strömungslehre?

Accepted Answer

Die Grenzschicht ist ein dünner Bereich in der Nähe einer festen Oberfläche, in dem die Strömungsgeschwindigkeit aufgrund von Reibung stark abnimmt.

Answer

Die Grenzschicht ist eine imaginäre Linie, die die Bereiche mit laminarer und turbulenter Strömung trennt.

Question 57

Welches der folgenden Profile beschreibt am besten die Geschwindigkeitsverteilung in einer laminaren Strömung in einem Rohr?

Accepted Answer

Parabel

Answer

Sinusförmig

Answer

Linear

Answer

Exponential

Question 58

Die Reynolds-Zahl ist ein dimensionsloses Verhältnis, das die relative Bedeutung von...

Accepted Answer

Trägheitskräften zu Viskositätskräften

Answer

Viskositätskräften zu Oberflächenspannungen

Answer

Oberflächenspannungen zu Druckkräften

Answer

Druckkräften zu Trägheitskräften

Question 59

Welche der folgenden Aussagen über die Grenzschichtdicke ist korrekt?

Accepted Answer

Die Grenzschichtdicke nimmt mit zunehmender Entfernung von der Oberfläche zu.

Answer

Die Grenzschichtdicke nimmt mit zunehmender Strömungsgeschwindigkeit ab.

Answer

Die Grenzschichtdicke ist konstant über die gesamte Länge der Oberfläche.

Question 60

Welche der folgenden Gleichungen beschreibt die Beziehung zwischen dem Druckgradienten und der Geschwindigkeitsänderung in einer stationären, reibungsfreien Strömung?

Accepted Answer

Bernoulli-Gleichung

Answer

Navier-Stokes-Gleichung

Answer

Reynolds-Transporttheorem

Answer

Kontinuitätsgleichung

Question 61

Welche der folgenden Aussagen über die laminare Strömung ist korrekt?

Accepted Answer

Die Strömungslinien verlaufen parallel und geordnet.

Answer

Die Strömung ist chaotisch und unvorhersehbar.

Answer

Die Strömung ist durch hohe Reynolds-Zahlen gekennzeichnet.

Question 62

Welche der folgenden Aussagen über die turbulente Strömung ist korrekt?

Accepted Answer

Die Strömungslinien sind unregelmäßig und chaotisch.

Answer

Die Strömung ist durch geringe Reibungsverluste gekennzeichnet.

Answer

Die Strömung ist durch niedrige Reynolds-Zahlen gekennzeichnet.

Question 63

Ein Flugzeugflügel erzeugt Auftrieb aufgrund des...

Accepted Answer

Unterschieds im Druck zwischen Ober- und Unterseite des Flügels.

Answer

Unterschieds in der Geschwindigkeit zwischen Ober- und Unterseite des Flügels.

Answer

Unterschieds in der Dichte zwischen Ober- und Unterseite des Flügels.

Question 64

Welche der folgenden Methoden wird verwendet, um die Grenzschichtdicke in einem Experiment zu bestimmen?

Accepted Answer

Prandtl's Grenzschichttheorie

Answer

Bernoulli's Gleichung

Answer

Navier-Stokes-Gleichung

Answer

Reynolds-Transporttheorem