Bernoulli-Effekt

Das Bernoulli-Prinzip ist ein physikalisches Gesetz, nach dem in einem strömenden Fluid (d. h. in einem Gas oder einer Flüssigkeit) der Druck um so mehr abnimmt, je schneller die Strömung wird. Das Bernoulli-Prinzip besagt, dass die Gesamtenergie in einer stationären
Strömung über den ganzen Strömungsweg konstant ist. Es lässt sich zeigen, dass als Konsequenz daraus eine Steigerung der Strömungsgeschwindigkeit immer von einem geringeren Druck begleitet wird.

Das Prinzip beschreibt auch die Strömung entlang von Oberflächen, z.B. über die Tragflächen eines Flugzeuges, eines Zylinders oder um eine Schiffsschraube. Eine Flugzeugtragfläche ist so geformt, dass die Luft an der Oberseite schneller strömt als an
der Unterseite. Dieser Effekt erzeugt auf der Oberseite einen geringeren Druck als auf der Unterseite. Die Druckdifferenz sorgt für den Auftrieb, der das Flugzeug in der Luft hält. Auch eine Schiffsschraube oder ein Propeller ist so ähnlich wie eine Tragfläche geformt. Beim Drehen entsteht eine Druckdifferenz zwischen Vorder- und Rückseite, die für den Vortrieb des Schiffes oder des Flugzeuges sorgt. Die Bernoulli-Gleichung ist eine hydrodynamische Grundgleichung für stationäre, reibungsfreie, inkompressible Flüssigkeiten und Gase, danach ist (ohne Berücksichtigung der Schwerkraft) die Summe aus statischem Druck p und dynamischem Staudruck 0,5*p*v² konstant:

Die Bernoulli-Gleichung beschreibt Energieerhaltung. Jeder Druck darin kann als Energie pro Volumen interpretiert werden. Der Schweredruck (p*g*y) entspricht einer potentiellen und der Staudruck ( 0,5*p*ϑ²) einer kinetischen Energie. Man erkennt
außerdem (jetzt aber quantitativ) den Venturi-Effekt, denn wenn ϑ größer wird, muss p kleiner werden, damit der Ausdruck konstant bleibt. Wenn ϑ = 0 gesetzt wir, erkennt man, dass die Hydrostatik in der Hydrodynamik enthalten ist (ebenso, wie die Statik in der
Dynamik). Durch Messung von Gesamtdruck p ges. und statischem Druck lässt sich die Strömungsgeschwindigkeit ϑ ermitteln.

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