Aerothermodynamik by Herbert Jr. Oertel, M. Böhle, J. Delfs, D. Hafermann, H.

By Herbert Jr. Oertel, M. Böhle, J. Delfs, D. Hafermann, H. Holthoff

Dieses Buch wendet sich an Studenten der Ingenieurwissenschaften und Ingenieure der Raumfahrtindustrie und der Energieverfahrenstechnik. Es verkn?pft die klassischen Gebiete der Aerodynamik mit der Nichtgleichgewichts-Thermodynamik hei?er Gase. Am Beispiel des Wiedereintritts einer Raumkapsel in die Erdatmosph?re werden die aerothermodynamischen Grundlagen und numerischen Methoden zur Berechnung des Str?mungsfeldes der Raumkapsel im gaskinetischen und kontinuumsmechanischen Bereich der Wiedereintrittstrajektorie behandelt. Am Beispiel von Raumfahrtprojekten werden die Methoden entwickelt. Die Autoren sind anerkannte Spezialisten f?r dieses Fachgebiet.

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5 • In der Regel sind innere Reibung und W¨ armeleitung in Schallwellen vernachl¨ assigbar, so dass die isentrope Schallgeschwindigkeit as maßgebend ist. Es gibt aber auch Ausnahmen; beispielsweise breiten sich Schallwellen in einem Luftblasen/Wasser–Gemisch ann¨ ahernd mit der isothermen Schallgeschwindigkeit aT aus. √ altnis der isobaren und isochoren • Mit χT /χs = cp /cv = κ folgt as = κaT , wobei κ das Verh¨ spezifischen W¨ armekapazit¨ aten bedeutet (vgl. 3). 6: Inkompressible Str¨ omung Eine Str¨ omung wird als inkompressibel bezeichnet, wenn die von Druck¨ anderungen verursachten Dichte¨ anderungen vernachl¨ assigbar klein sind.

2 nichts, wenn das System B durch ein anderes System, das mit B im thermischen 26 2 Temperatur Gleichgewicht ist, ersetzt wird. F¨ ur ein bestimmtes System ist die Temperatur daher unabh¨ angig von den Eigenschaften der anderen Systeme, also eine Zustandsgr¨ oße. Da beim Zusammenf¨ ugen von zwei Teilsystemen, die im thermischen Gleichgewicht sind, zu einem Gesamtsystem die Temperatur unver¨ andert bleibt, handelt es sich um eine intensive Zustandsgr¨ oße. 1 Empirische Temperaturen Eine Temperaturskala, die in der folgenden Weise definiert wird, nennt man empirische Temperatur(skala): (1) Wahl eines Thermometers (Temperaturmess–Systems), das eine leicht und genau messbare Eigenschaft hat, die sich in eindeutiger Weise mit der Temperatur ¨ andert; (2) Festlegung einer Beziehung zwischen gemessener Gr¨ oße und Temperatur.

4 Erhaltung der Masse Vorbemerkungen Es wird die G¨ ultigkeit der klassischen (nicht–relativistischen) Mechanik vorausgesetzt; Umwandlung von Masse in Energie wird daher ausgeschlossen. Betreffend die allgemeine Form der Bilanzgleichungen und die Bedeutung der Symbole vgl. 10. 1a): dm = de m . 1b). i. die Summe aller (positiven und negativen) Massenstr¨ ome. 1: a) Infinitesimal kleine Massenzufuhr de m bewirkt infinitesimal kleine Massen¨ anderung ¨ dm. b) Gesamt–Massenstrom m ˙ =m ˙ 1+m ˙ 2 bewirkt zeitliche Anderung der Masse, dm/dt.

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