Einleitung

Zusammenfassung

Die Naturwissenschaft “FLUIDMECHANIK” umfasst ein sehr breites und eminent wichtiges Gebiet des Maschineningenieurwesens und findet praktisch in allen Bereichen der Technik Anwendung. Sie ist eine selbständige Disziplin der MECHANIK, und somit ergänzt sie mittelbar die PHYSIK, das “ALMA MATER” (nährende Mutter) aller technischen Wissenschaften. Im Rahmen der “FLUIDMECHANIK” werden makroskopisch, d.h. ohne Rücksicht auf den atomaren und molekularen Aufbau der Masse, Probleme jener Substanzen behandelt, deren Aggregatzustand flüssig oder gasförmig ist. Neben ihren spezifischen, physikalischen Eigenschaften besitzen flüssige und gasförmige Substanzen eine wesentliche gemeinsame Eigenschaft, nämlich: sie deformieren sich kontinuierlich unter einer wirkenden Schubspannung. (Etwas allgemeiner sagt man auch: “die Elementarteilchen von Flüssigkeiten und Gasen sind gegenseitig leicht verschieblich”, oder “Flüssigkeiten und Gase nehmen die Form der sie begrenzenden festen Körper vollständig an”.) Da unter einem “FLUID” eine Substanz definiert ist, welche keine charakteristische Struktur, wie z.B. Kristallgitter, besitzt, beinhaltet der Sammelbegriff “FLUID” Gase und Flüssigkeiten gemeinsam. Die “FLUIDMECHANIK” als Wissenschaft befasst sich mit den Gleichgewichts- und Bewegungsgesetzen von Fluiden. Wie tief diese Wissenschaft in unserem täglichen Leben verwurzelt ist wird uns erst dann gegenwärtig, wenn wir bedenken, dass alle nachfolgend aufgezählten Beispiele ausnahmslos eine grosse Zahl entscheidende fluidmechanische Probleme beinhalten: Jegliche STROEMUNG oder SPEICHERUNG EINES FLUIDS, sei es gasförmig wie Luft, Dampf, Erdgas oder Flüssigkeit wie Blut, Wasser, Oel usw. Die BEWEGUNG VON KOERPERN IN FLUIDEN, wie das Fliegen, die Schiffahrt oder die Schmierung eines Gleitlagers. DIE TRANSFORMATION DER ENERGIE mit Hilfe von Turbomaschinen aller Art, unabhängig davon, ob sie Kraft- oder Arbeitsmaschinen sind, hydraulischer, kalorischer oder aerodynamischer Gattung, wie Wasser, Gas, Dampfturbinen oder Pumpen, Kompressoren, Ventilatoren usw., um nur einige Beispiele zu nennen. Die Bedeutung der FLUIDMECHANIK, aber auch die Aufgabe und Verantwortung des Ingenieurs in dieser Disziplin lässt sich am besten am “Stand der Technik” und an erbrachten Leistungen erkennen. Dazu hier nun auch einige Beispiele: Der Leistungsbedarf allein zur Ueberwindung der Reibung in hydrodynamisch geschmierten Gleitlagern von grossen Turbomaschinen erreicht heute Werte um mehrere hundert Kilowatt. Oel und Erdgas werden mittels komplexer Leitungssysteme durch ganze Kontinente gefördert. Durch das rund 450 Tonnen schwere, im Durchmesser 10 m grosse Laufrad einer der leistungsfähigsten Wasserturbinen der Welt strömen völlig geordnet 820 m³ Wasser in der Sekunde und übergeben dabei über 95% ihrer Energie den mit nahezu 100 U/min, drehenden Laufschaufeln.